Industrial Technology Magazine 297

臺灣參與經濟整合的挑戰與展望 P.04 / 工研院院士打造國家級智慧城市戰略 P.22

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VOL.297 / 2016

創新突破

工研菁英 再造新能量

「創新突破 迎向未來」為工研院 今年院慶的主軸，簡單八個字突顯 工研院持續創新研發，積極整合跨 領域技術的形象，並協助產業邁向 新紀元。院慶系列活動中的重頭戲 ─工研菁英獎頒獎典禮，鼓勵團隊 及個人的用心努力，為工研院蓄積 更多能量，也是臺灣產業轉型躍升 的動力與資源。

VOL.297/ 2016

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目錄 Contents

03 04 08 18 22 工業技術與資訊 第 297 期 7 月號 出刊日期 2016.07.15 發行人 總編輯 副總編輯 主筆 主編 讀者服務 電話 傳真 信箱 編輯製作 電話

劉仲明 林佳蓉 許淑珮 羅弘旭 劉映蘭 張珈瑋

886-3-591-7703 886-3-582-0494 enews@itri.org.tw

26 28 30 32 34

商周編輯顧問股份有限公司 02-2505-6789 分機 5503

工研院技術服務詢問窗口 電話 0800-458899 傳真 886-3-5834268 網址 http://www.itri.org/ 本刊獨家取得美國麻省理工學院 Technology Review 期刊 授權刊載圖文

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■ 編者的話 Editor's Note

創新突破 迎向未來 ■ 專欄 Column

臺灣參與經濟整合的挑戰與展望

梁國新

■ 觀念探索 Trend

人工智慧起飛

譯 梁豫婷

■ 創新之鑰 Innovation 科技部臺灣創新創業中心關鍵技術研究報告 AI 人工智慧的發展 李幸宜 工研院院士打造國家級智慧城市戰略

■ 封面故事 Features

創新突破迎向未來 引領臺灣再次翻轉躍升 無線行動 3D 掃描器 讓智慧生活更美好 新世代溶液監控系統 讓微粒無所遁形 開發奈米級 SEI 保護膜 延長電動車鋰電池壽命 從無到有 建立臺灣 Cloud OS 新產業

陳玉鳳

陳玉鳳

陳玉鳳

陳玉鳳

陳玉鳳

■ 產業焦點 Focus

以網宇實體系統為基礎 實現智慧製造產業的發展 開創低溫大氣壓電漿技術 徹底顛覆傳統方法

熊治民

雷立強

■ 科技快訊 News

2016 前瞻機械與航太提升臺灣經濟力論壇 淬煉視野創新思維解決接班問題

．行政院新聞局出版事業登記證局版台省誌 153 號 ．中華郵政中台字第 0859 號執照登記為雜誌交寄 ．歡迎線上閱讀並下載本刊．網址 http://www.itri.org.tw/itmonthly ．免費訂閱 請註明公司、單位、地址、收件人、電話、傳真或 E-mail 至編輯室 ．發行所 工業技術研究院．地址 新竹縣竹東鎮 310 中興路 4 段 195 號 著作權所有，本刊圖文非經同意不得轉載

許淑珮

編輯部 劉麗惠

編者的話 Editor's Note

創新突破 迎向未來 撰文

許淑珮

濟的發展，每隔幾十年就是一個新轉折，從大型

經

「無線行動 3D 掃描器」，具備掃描精度品質佳、體積

主機電腦、個人電腦、網際網路、智慧型手機、

小、重量輕的特色，徹底顛覆傳統 3D 掃描的概念，為

雲端運算，一直到物聯網與人工智慧等，科技演進不曾

臺灣 3D 列印的往前推進，開啟更多的想像空間。

停歇。臺灣必須不斷創新突圍，才能邁向勝利的至高

另外，為「從無到有建立臺灣 Cloud OS 新產業」，工

點。站在科技發展的浪潮上，工研院仍積極投入前瞻創

研院也投入多年研發資源，創新研發國內首套大型雲端系

新的技術研發與智能化系統的應用，協助臺灣產業迎向

統軟體技術，完整臺灣雲端運算供應鏈，該技術近五年來

創新經濟時代的來臨。

已經技轉 10 家國內廠商，為國內雲端產業的突圍創新，

工研院的成立，開啟了臺灣半導體產業的發展，迄

帶來很大的貢獻；同樣對產業化帶來貢獻的「化學 SEI 改

今，臺灣科技產業依舊在全球佔有舉足輕重的地位。當

質長續航力電動車鋰電池」，能夠提升電池循環壽命，

全球科技業逐步從硬體走向軟體，從創新元件技術的研

是國內在高效率儲能電池技術上的一大突破，解決臺灣電

發，轉向以軟體與服務系統為主的創新方向，工研院亦

動車產業電池續航力的瓶頸，也為臺灣電動車產業帶來幫

積極投入跨領域創新及軟硬整合的策略，為臺灣科技業

助。

開闢一條新的康莊大道。

英國脫歐、恐怖攻擊頻傳，全球經濟持續低迷難測，

如今，面對產業轉型升級的關鍵，工研院 43 週年院

在這局勢混沌不明的時間點上，唯有持續深耕技術、創

慶特別以「創新突破 迎向未來」為主軸，除突顯工研

新應用、發展最符合市場需求的新技術，才能在全球市

院持續追求創新研發的精神之外，更強調工研院要以跨

場突圍勝出，擺脫臺灣科技業的微利危機，值此關鍵時

領域整合的成果，協助國內產業邁向新紀元，而從甫榮

刻，一路走來始終與臺灣產業共榮共生的工研院，將持

獲今年度的工研院菁英獎，皆可以看出工研院走在趨勢

續堅守推動臺灣產業發展的崗位，成為臺灣業者轉型升

之前的創新研發，正為臺灣產業的翻轉，帶來新契機。

級的最佳夥伴，與產業攜手共同締造臺灣輝煌的經濟佳

臺灣半導體產業競爭力雖強，但一直面臨製程微縮

績。

的挑戰，因此如何在「看不見」的奈米上完善製程，仰 賴基礎技術的深耕與跨界創新，工研院研發的「新世代 溶液中奈米微粒監控系統」，不但能讓半導體業者在製 程中，看到更小的微粒，更可作為半導體業者的「新眼 睛」，讓臺灣半導體可以繼續贏在製程微縮的新時代。 再看新興 3D 列印產業。過去 3D 掃描機器大多是固 定的桌上型掃描器，不利於 3D 立體模型的繪製，為突 破市場對攜帶、量測死角的問題，工研院創新研發出

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Column 專欄

持續推動產業升級 與國際接軌

臺灣參與經濟整合的 挑戰與展望 現任貿協董事長梁國新在經濟部次長任內，是臺灣對外洽簽兩岸經貿談判的操盤手、兩岸 ECFA 經合會的 主談人，日前應邀至工研院演講，特別以「臺灣參與經濟整合的挑戰與展望」為題，分享亞太區域經濟 對臺灣的影響。 口述

中華民國對外貿易發展協會董事長梁國新 整理

陳婉箐

圖片來源

對外貿易是臺灣經濟命脈，2014 年臺灣貿易依存度

工研院、商業周刊

門造車，必須走出去，積極參與區域經濟。

已超過 110%，面對中國大陸聯合東協組成「區域全面

蔡英文總統在就職演說揭示，新政府將打造一個以

經濟夥伴協定（RCEP）」，以及美國主導的「跨太平

「創新、就業、分配」為核心價值，追求永續發展的新

洋夥伴協定（TPP）」已完成第一輪談判，臺灣不能閉

經濟模式。改革的第一步，就是強化經濟的活力與自主 性，加強和全球及區域的連結，積極 參與多邊及雙邊經濟合作及自由貿易 談判，包括 TPP、RCEP 等。

冷靜思辨 沉澱出走向未來 的智慧 新 政 府 上 台 後， 美 豬 是 否 開 放 進 口，立即在立法院引發朝野攻防，背 後牽涉到臺灣能否加入 TPP 的關鍵； 而 2014 年的 318 太陽花學運，導火線 則是「兩岸服務貿易協議」。全球面 對貿易談判，或多或少都曾引發民眾 反彈，如韓國、日本、紐西蘭等都曾 爆發抗議事件。這些示威活動曝露出 一些問題，包括經濟成長與財富分配、 產業升級與自由貿易、兩岸關係與國 際參與、談判透明與資訊保密，要如 何取得平衡？必須從這些激動的公眾 全球生效的區域貿易協定共有 419 個，對臺灣來說，最重要的就是 TPP，如果成功談成， 就等同穩固臺灣經濟大半江山。

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示威中，沉澱出走向未來的智慧。 以太陽花學運來說，起因於抗議服

貿談判不透明，但談判透明度可到什麼程度？實際上參

臺幣 1,400 億元估算，享有零關稅待遇後，臺灣業者一

加貿易談判時，一進會議室，美國就會先發給保密條

年可省下 196 億元的關稅支出。

款，簽了才給談判文件，以免明天就在報上看到原文照

由於臺灣外交處境艱難，不加入國際組織，就如同在

刊。我認為，某種程度保密是必要的，但仍須經民意代

臺灣沒身份證，受委曲也沒辦法告狀，加入 WTO 即可

表監督，這有點像公司對公司，不管技術合作或產品研

與各會員國共享自由化待遇。

發，不可能在未達成協議前給所有人看，但也不能永遠 保密，須在某個時間點說明。

區域經濟整合 策略聯盟促進投資

也 有 人 說 太 陽 花 偏 重 反 中， 而 非 反 黑 箱， 有 些 政

而區域經濟整合的目的在於，深化貨品自由貿易，降

策考量有民粹思維在其中。這讓我想起，林肯總統在

低關稅及減少非關稅貿易障礙，強化與全球供應鏈之連

1858 年發表的著名演說：「A house divided against itself

結；也擴大服務貿易開放，進一步開放各國服務業市場，

cannot stand. It will become all one thing, or all the other.」

排除跨國服務貿易障礙，促進投資活動；並強化各國法

（一個分裂之家不可能存續，因為將面臨很大的矛盾），

規調和，使各國相關技術規格、環保及勞工等法規與國

何嘗不也是今日臺灣某些現象寫照，希望大家能取得共

際接軌。

識，否則往下走很困難。

全球生效的區域貿易協定共有 419 個，從 1948 年至 2015 年區域貿易協定全球發展趨勢可看出，2000 年後

加入國際組織 共享自由化待遇 有些人說，我們是不是太強調 FTA 效能，美國就沒急 著想簽，但各國天然環境不同，臺灣是一個海島，僅有

生效的區域貿易協定，占總數逾 70%，對臺灣來說，最 重要的就是 TPP，可用太平洋盃來形容，而 RCEP 則是 亞洲盃。

2,300 萬人口，從規模來說受限很大。2014 年日本的貿

為什麼臺灣需要加入 TPP 與 RCEP ？因 TPP 12 國（美

易依存度為 32.7%、中國大陸 41.5%、韓國 77.9%、臺灣

國、加拿大、墨西哥、祕魯、智利、澳洲、紐西蘭、日

則達 111%，因此，能否在國際貿易上占有一席之地，

本、馬來西亞、越南、汶萊、新加坡），占臺灣出口比

臺灣的需求遠大於競爭對手。

重 34％；而 RCEP 16 國（東協十國加上中、日、韓、印

在此前提下，我們來回憶一下，臺灣在 2002 年加入

度、紐、澳）更占臺灣出口比重 58％。扣除重疊的七國，

世界貿易組織（WTO），享有什麼好處？成為 WTO 會

TPP 加 RCEP 占臺灣總出口 72％，如果兩者都談成，就

員後，我們在國際間享有公平待遇，也能參與制訂國際

等同穩固臺灣經濟大半江山。

經貿規範，維護我國權益；還可透過爭端解決機制，解

很多人覺得臺灣偏重 TPP，忽略 RCEP，這是因 TPP 是

決經貿糾紛；對外開放投資，促進產業升級；同時也開

新的談判，但 RCEP 是東協與其他六國簽署 FTA，統合

放市場競爭，增進消費者福祉；並能擴大國際活動空間，

在一起，因臺灣手上並沒有與東協的 FTA，所以無法直

提升國家地位。

接進入 RCEP。而 TPP 是第一個高度開放性質的 FTA，從

以面板業為例，根據 WTO 架構下的「資訊科技協定

2008 年開始談判，到 2015 年公布文本，今年二月簽署

（ITA）」，面板為零關稅，不過，歐盟將後期發展的

協議，兩年內由 TPP 各國進行批准程序，批准後才會生

19 吋以上大尺寸加上端子的液晶顯示器，視為電視機

效，生效後才會有第二輪談判，如果第一輪未生效，就

產品課徵 14% 關稅，包括奇美電、BenQ 等臺廠輸歐成

不會開放新成員加入，因此何時生效很重要。

本大增。臺灣在 2008 年聯合美日向歐盟要求諮商，但

美國 11 月將舉行總統大選，兩位候選人希拉蕊與川

未獲善意回應，因此聯合控訴歐盟，打了兩年官司後勝

普都公開反對 TPP，但我們得假設它會成局，因為美國

訴，WTO 於 2010 年公布最終報告，輸歐液晶顯示器將

從未如此浩大地談判，最後卻破局，因此臺灣必須做好

免除 14% 關稅。依 2008 年臺灣大尺寸面板輸歐產值新

參加第二輪談判的準備。

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Column 專欄

根 據 2014 年 資 料， 臺 灣 貿 易 所 享 受 到 FTA 覆 蓋

在立院審議。

率 僅 約 9.74%， 日 本 達 22.71%（TPP 生 效 後 將 升 至

總統大選後，兩岸貨貿談判暫停，經濟部長李世光

39.69%），韓國為 64.29%，新加坡則高達 76.65%，顯

已表示「服貿重審、貨貿續談」，要在兩岸監督條例三

見臺灣未積極加入區域經濟整合，廠商將處於不平等的

讀後，在其架構下推動，在此之前，暫時不會直接重啟

競爭環境。

貨貿諮商談判。但因桃園是臺灣汽車產業重鎮，面對業

以東協、歐美市場來看，臺灣在美國與東協的市占

者的殷切期盼，桃園市長鄭文燦主張貨貿談判要立刻重

率，在韓國和這些國家簽署 FTA 後，發生結構性變化。

啟。貨貿談判何時能再啟動，攸關工具機、汽車、石化、

2007 年韓國與東協 FTA 生效，2008 年起，臺灣從原本

面板等四大產業的競爭力，亟需新政府去思考。

市占領先反轉為落後；在歐盟，雙方市占率也有逐漸拉

中經院曾做過 TPP 對我國經濟影響的評估，如果臺

大的情況；在美國，2012 年韓國與美 FTA 生效後，市

灣加入 TPP，GDP 可增加 1.95%，總就業人口則可增加

占從 2.6% 升至 2015 年 3.2%，臺灣僅由 1.7% 略升至 1.8%，

0.65%，進口與出口量各成長 5.65%、7.61%；反之未加

可明顯看出 FTA 的影響。

入的話，就會導致負成長。 臺灣加入 TPP 或 RCEP 確實面臨很多挑戰，在政治面，

突破政治與經濟挑戰

礙於國際政治現實，我們和許多國家無外交關係，因而

兩岸經濟方面，雙方於 2010 年簽署「海峽兩岸經濟

與成員國正式溝通平台不足；在經濟面，臺灣貿易仍有

合作架構協議（ECFA）」，在 2011 年同時啟動貨品談判、

待完全自由化，將所有貨品納入談判，全面性地討論

服務貿易、投資保障及爭端解決等四項後續協議協商，

FTA 章節，以及盤點內部法規，包括國營企業、勞工、

當時雙方共識是四項一起啟動，哪個先談完就簽協定，

環境、金融及電信法規等，須達到一致性。

目前已簽署「海峽兩岸投資保障和促進協議」，服貿仍

究竟 TPP 對個別產業會帶來哪些影響？根據工研院

工研院產業學院「藍海系列演講」邀請中華民國對外貿易發展協會董事長梁國新蒞臨演講。認為臺灣必須走出去，積極參與區域經濟。

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臺灣加入 TPP 或 RCEP 確實面臨很多挑 戰，如果五年內 TPP 不能達陣，臺灣許 多產業很難在國際間競爭下去。 梁國新 現職：中華民國對外貿易發展協會董事長 學歷：美國邁阿密大學企業管理碩士、臺灣大學法律研究所、 臺灣大學法律系 經歷：行政院顧問、經濟部政務次長、經濟部常務次長、 經 濟部經貿談判代表辦公室總談判代表、總統府副總統 辦公室主任、駐美國代表處經濟組組長。

產業經濟暨趨勢研究中心 IEK 報告，全球四成登山滑雪

從管理學「木桶理論」分析，把長短不同的木頭架構

服的戶外機能布料、五成消防隊防火衣及全球眾多知

成木桶，盛水程度取決於最短的木頭。假設臺灣參加貿

名運動服品牌布料，都來自臺灣；過去 20 年臺灣紡織

易談判，完全取決於農業容忍度，那麼其他產業發展將

業每年出口額約在 110 至 120 億美元，八成為紗布，

有限。看問題須以國家整體利益作考量，當然仍要想出

第一出口市場為中國大陸，其次是越南，在越南加工

配套方案，輔導好弱勢產業。

後銷往美國。但 TPP 生效後，就必須在 TPP 國家生產紗，

TPP 與 RCEP 都有意擴大會籍，臺灣必須盡早加入，

所幸目前 TPP 國家尚少，更有五年過渡期，供應不足

愈晚損失愈大，可能要付的成本越高。尤其現在很多貿

部分可由非會員國生產；也就是說，臺灣廠商還有五

易與產業討論都沾上政治色彩，必須冷靜下來討論國家

年緩衝期，因此五年內我們須談進 TPP，否則很多紗廠

利益。正如狄更斯在《雙城記》中名句：「這是最壞的

可能外移。

時代，也是最美好的時代；這是智慧的時代，也是愚蠢

另 外， 自 行 車 產 業 經 過 多 年 努 力， 去 年 成 車 出 口

的時代；這是篤信的時代，也是疑慮的時代；這是光明

399.5 萬多台，出口值 18.9 億美元，單價達 474 美元，

的季節，也是黑暗的季節。」臺灣現在正有這種感覺，

都較 2014 年成長，顯見臺灣自行車產業邁向高值化。

看到希望，卻仍有很多難處。

如果未來不能加入 TPP，12 國平均關稅達 7.55%，整車 更達 8.06%，廠商可能就得被迫關廠出走。

未來討論區域經貿協定時，建議把握幾項原則，首 先是貿易自由化要繼續延展，沒有回頭路，也就是要撤 除關稅與非關稅保護；其次是產業升級須持續推動，提

國家整體利益為上 兼顧弱勢產業

高附加價值，發展低耗能、低汙染產業；而貿易管理方

加入 TPP 對臺灣衝擊最大的可能是農業，尤其是自給

式要與國際接軌，以科學方法做風險評估；兩岸與國際

率高的稻米與豬肉。但臺灣農民平均年齡逾 60 歲，年

事務必須齊頭並進，否則會遭遇實際上的困難；TPP 與

輕人不願從事農業，務農人口減少，加上自然資源有

RCEP 則要雙軌進行，建立起全民共識，避免內耗。如

限，水資源稀少，每年都與科技園區搶水，到底水要用

果五年內 TPP 不能達陣，臺灣許多產業很難在國際間

來種稻，還是做高科技生產，值得思考。

競爭下去。

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Trend 觀念探索

人工智慧 起飛 愈來愈多公司想用人工智慧革新業務。人工智慧終於 要起飛了嗎？ 撰文

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柏斯坦（Brian Bergstein） 譯

梁豫婷 攝影

瑞特曼（Jonno Rattman）

本刊取得美國麻省理工 學院 Technology Review 期刊圖文授權 Technology Review, Published by MIT. TECHNOLOGY REVIEW internet URL: www. technologyreview.com

儘 管 模 式 辨 識（pattern recognition）、 自 然 語

焦點話題

言 處 理（natural language processing）、 影 像 辨

人工智慧正夯

識（image recognition）、 假 設 生 成（hypothesis

愈來愈多產業試圖應用人工智慧，這對科技的未

長的路要走。

generation）等各項技術進步神速，人工智慧還有很 美國保險與金融公司測試用人工智慧微調身份竊盜

來將造成什麼影響？

偵測系統，可謂應用人工智慧的先驅。韋爾伯恩表示， 機器學習工具經過改良，處理技術價格更低廉，數據

相較於傳統系統必須等到犯罪第二次發生才能辨識新的

儲存成本大幅下滑，美國保險與金融公司 USAA 數據科

模式，使用人工智慧的系統會尋找不符合某顧客典型行

學部門主任韋爾伯恩（Robert Welborn）說，2015 年

為的模式，並在第一次就辨別出異常。此公司的另一測

是機器學習正式商業化的一年。機器學習的突飛猛進加

試計畫是為改善客服，使用了英特爾部門 Saffron 開發

上美國保險與金融公司的大數據，發展了數十年的技術

的人工智慧，模擬人腦做出連結的隨機性。此技術結合

突然變得實用起來。

7,000 種不同的因素，匹配各種客戶行為模式，有 88%

提到人工智慧，或許不會馬上聯想到保險、金融、製

的機率能正確預測客戶下次會用何種方式聯絡美國保險

造、石油天然氣、汽車、醫療等產業，但隨著谷歌、百

與金融公司，用網路、電話或電郵，以及屆時會想要什

度等科技公司一路在人工智慧領域開疆闢土，愈來愈多

麼服務。若沒有人工智慧，美國保險與金融公司系統的

產業開始思考應用人工智慧的可能性。 人工智慧商業化後會如何發展？又將如何改變各個產 業？這正是本篇報導的焦點話題。 目 前 販 售 人 工 智 慧 軟 體 和 服 務 的 產 業 規 模 仍 小。 根 據 國 際 數 據 資 訊 IDC 研 究 部 主 任 舒 布 梅 爾（Dave

什麼是人工智慧？ 人工智慧從多種學門發展而來，定義不一。 本報導所稱的人工智慧，係指眾多技術集大成的演進，讓電 腦模擬人腦的學習和推理等思考，例如谷歌日益強大的搜尋

Schubmehl）計算，除了谷歌和臉書等為自己做研究

演算法就來自「機器學習（machine learning）」，是人工智

的公司以外，去年銷售認知軟體平台公司的營收總額

測。同樣的技術亦應用在語音和影像辨識，以及無人駕駛

達 10 億美元，他預估到 2020 年會超過 100 億美元。

車。該領域近期的重大發展之一是所謂的「深度學習（deep

彭博的數據則顯示，屏除 IBM 和 Palantir Technology

新刺激時的反應，現已可單獨或與其他人工智慧一起幫助機

等少數大型企業，人工智慧市場多為新創公司，目前

甚至優於人類。

慧的一種，透過編程讓系統從數據中學習、找出規律並做預

learning）」。深度學習技術模仿人腦神經元和突觸接觸到 器處理複雜的任務，並展現出類似直覺的能力，有時的表現

約有 2,600 家。

人工智慧發展史

1914

1943

1950

﹥

經過一世紀的波折，人工智慧

西 班 牙 發 明 家 克 維 多

神經科學家麥卡洛克（Warren

圖 靈（Alan Turing） 在 某 篇 論

變得愈來愈聰明。

（Leonardo Torres y Quevedo）

McCulloch） 和 邏 輯 學 家 瓦 特•

文中為人工智慧研究建立實用

發明全球第一款電腦遊戲「棋

匹 茲（Walter Pitts） 用 類 似 神

目標，他問道：「機器能思考

手（El Ajedrecista）」，在機械

經元的邏輯單元（logic unit）

嗎？」，並預測到 2000 年時，

設計內嵌簡單的演算法，讓機

進行邏輯運算，這些邏輯單元

有 30% 的時間電腦的表現能與

器自動下棋。

可連結成網路，模擬真正的人

人腦不相上下。

腦運作。

Industrial Technology 9

Trend 觀念探索

正確率只有 50%，目前他們正在擴大此測試規模。

專家問答

奇異公司用人工智慧改良精密的噴射引擎，結合電腦 視覺的人工智慧與電腦輔助設計（CAD）繪圖、攝影機 和遠紅外線偵測器的數據，以更有效偵測飛機引擎葉片 裂縫和其他問題。

機器學習你和我 谷歌大腦（Google Brain）研究團隊主任說，機器 學習最近大幅躍進，在科技以外領域也變得很有 用。

機器學習工具的改良，以及資料儲存和 處理技術價格下降，使 2015 年成為機 器學習正式商業化的一年。

迪恩（Jeff Dean）是谷歌超強運算能力的幕後功臣， 他設計谷歌早期的搜尋和廣告系統，發明運作大數據組 的 MapReduce 系統，帶動了電腦產業大變革。 現在，迪恩將再次顛覆谷歌和全世界。他率領谷歌大

人工智慧亦促成新產品和新服務問世。運動裝備製造

腦研究團隊，目標是讓機器學習進步到能讓軟體不需編

商 Under Armour（UA）推出 MyFitness Pal 運動與熱

程，就會自動執行任務。該軟體目前在谷歌有超過 600

量追蹤應用程式，與一億 6,000 萬名消費者保持密切聯

個團隊使用，主要用於消費者見不到的內部系統，但去

繫。他們不僅幫客戶記錄運動成果，還與 IBM 的認知運

年，該團隊研發的技術已讓谷歌網路搜尋、垃圾郵件過

算部門 Watson 合作，取得規律健身和營養的數據後，

濾和翻譯服務大幅升級。

結合從研究結果和其他第三方蒐集而來的睡眠、活動、

谷歌投入機器學習的歷史悠久，工程師早已訓練軟體

體能、營養資訊，教導人們如何達成自己的健身目標。

呈現與使用者搜尋查詢相關的網頁，挑選內容相關或使

對於像美國保險與金融公司和 UA 這樣的公司，人工

用者可能點擊的廣告，並在 YouTube 上推薦影片。許

智慧不是電影裡的擬真機器人，而是不斷精進的工具。

多公司開發模擬神經元網路傳送數據的軟體，並在語音

儘管有人畏懼人工智慧將全面取代人力，但其實人為判

和影像辨識獲得突破性進展之後，仍持續投資機器學習

斷和回饋仍至關重要，才能持續改良機器學習系統。正

的研究，谷歌便是其中之一。

如谷歌工程部副總裁詹南德雷亞（John Giannandrea）

迪迪恩表示，不久後，他手下團隊打造的技術將應用

所說：「就算有一輛高科技的車，還是要人決定去哪

到電腦運算以外的產業。以下是他接受麻省理工科技評

裡。」

論的訪問：

作者：伯恩斯（Nanette Byrnes）

1956

1958

1961

麥卡錫（John McCarthy）、明

塞爾弗里奇（Oliver Selfridge）

羅

斯 基（Marvin Minsky）、 香 農

在 英 格 蘭 發 表 論 文， 提 出

Rosenblatt）展示「馬克一號感

（Claude Sannon）在達特茅斯

新 神 經 網 路 模 型「 萬 魔 殿

知 機（Mark I Perceptron）」，

舉辦一場暑期研討會，會中資

（Pandemonium）」， 係 由

嘗試為影像辨識建構人工智慧

訊理論、類神經網路、符號邏

較低層級的「數據惡魔（data

網路，紐約時報稱之為邁向電

輯等領域的專家齊聚，「人工

demon）」與較高層級的「認

腦「能走、能說、能看、能寫、

智慧」獲正式命名。

知 惡 魔（cognitive demon）」

能複製、能感知自身存在」的

並行運作，以執行模式辨識和

第一步。

其他任務。

10

1960 森

佈

拉

特 （ Fr a n k

明斯基發表重要論文《邁向人 工智慧》。

Q：機器學習變得更強大、更易使用，這如何改變谷歌 內部團隊處理新問題、開發新產品的方式？

深度學習

A：改變相當大，過去五年，機器學習擴張了電腦的功 能範疇，尤其在電腦視覺和語言理解方面，自然促使新 產品和新功能問世，例如 Google Photo 的搜尋和 Gmail Smart Reply，同時也讓谷歌工程師更勇於挑戰新問題。

中國網路巨擘的 人工智慧

就好像五年前電腦看不太清楚，如今某些情況可以看得 非常清楚，自然而然就讓我們相信電腦能做到更多事 情。

中國最大的網路公司百度正野心勃勃地將人工智 慧應用在產品上。

Q：您領導 TensorFlow 軟體的開發，帶動谷歌的機器學 習研究，產生能回覆信件的 Gmail 新功能。現在公司卻 免費開源釋出，為什麼？

鬼怪特效或動物五官加在數位照片上，用的就是深度學

A：機器學習在全世界都潛力無窮，產官學界皆然，因

習技術，先自動辨識人臉特徵，軟體再以驚人的準確度

此用統一的方式表達機器學習的想法非常有幫助。

定位，然後將一張虛擬面具伸縮後覆蓋上去。深度學習

去年萬聖節百度推出 Face You 應用程式，可將各種

不僅讓百度現有的產品更聰明，還激發出公司工程師天 Q：最終各行各業都會非常仰賴機器學習嗎？

馬行空的新創意。

A：許多產業手邊有一大堆資料，卻尚未應用機器學習，

臉書、谷歌、微軟、IBM、百度等公司都試圖將深度

但我認 機器學習最終都會派上用場。以交通來說，自動

學習應用在訓練電腦對話等新領域，同時如紐約大學教

駕駛車就一定會用到；醫療的門診病人結果，或想用 X

授燕樂存（Yann LeCum）所說，將「舊應用從傳統的

光片預測病情，都可能仰賴機器學習。我覺得未來會有

機器學習過渡到深度學習」。燕樂存亦是臉書人工智慧

很多產業深受機器學習影響。

研究主任，在深度學習的演進上扮演舉足輕重的角色。 由於深度學習能有效辨識模式並根據數據做出預測，從

Q：機器學習將成為電腦運算的基礎？

機器學習邁向深度學習的進程正逐漸加快。

A：一定的。現在大學修習資科系機器學習課程的學生 人數暴增，可以想見未來人們對機器學習會有基本的了 解，做過一些專案，也會想應用機器學習。

百度已運用深度學習技術加強防毒過濾 器的功能，以及預測其伺服器農場內的 硬碟可能故障等。

1966

1972

1979

1984

維森班（Joseph Weizenbaum）

哲 學 家 德 雷 弗 斯（Hubert

由貝利納（Hans Berliner）開發

萊 納 特（Douglas Lenat） 推 動

開發出全球第一個聊天程式

Dreyfus）發表「電腦所不能」

的雙陸棋程式打敗世界衛冕冠

Cyc 計畫，欲建造一個最終能

ELIZA， 可 用 一 系 列 事 先 設 定

一 文， 質 疑 人 工 智 慧 研 究 者

軍，是電腦首次在智力競賽中

自我教育的常識判斷基礎。但

的短句、甚至是卡通效果來對

的 預 測， 讓 人 工 智 慧 頓 失 光

戰勝冠軍等級的對手。

隨後數十年進展不多。

話。

彩。 科 學 家 萊 特 希 爾（James

﹥

Lightthill）撰寫一篇英國人工 智慧研究前途黯淡的評論，導 致研究經費遭削減。

Industrial Technology 11

Trend 觀念探索

百度首席科學家、知名機器學習專家吳恩達表示，在

臉部辨識 截至 2015 年，已有眾多機構使用深度學習等人工智慧處理大 量數據組，成果迥異，但有時電腦比人類更擅長辨識臉部。

4

瞬息萬變且競爭激烈的科技業中，百度正應用人工智慧 奮力向前。兩年前，百度成立了「深度學習研究院」， 專門研發在公司內應用此技術的方法。從那時起，深度

3.67

學習已協助百度廣告系統轉型，大幅提高營收，開發自 動駕駛系統。

3

吳恩達說，百度成立研究院後做的第一件事，便是打 臉部辨識錯誤率

造深度學習平台 Paddle，與其他部門的工程師共享，

2

亦經常分派工程師至其他部門學習。深度學習技術現已

1.65

為百度做出許多貢獻，包括提高防毒過濾器的效能，預 測在其龐大的伺服器農場（server farm）內的硬碟可能

1

0.53

微軟

臉書

香港中文 大學

人類

0.37 谷歌

何時故障等等。

0.23

92%

百度

深度學習是一種特別有效的機器學習，能讓電腦吸

的中國搜尋引擎用戶都是使用百度服務

收大量數據後替自己編寫程式，也就是先將數據輸入一 大型模擬神經元的網路，再讓電腦逐漸學習辨識抽象模

深度學習能提升圖像搜尋的精準度，因而顯著改善了

式。經過訓練的網路就能辨別圖像中的物體或區分出垃

百度的核心搜尋演算法等關鍵產品，亦增進語音辨識引

圾郵件。

擎的表現，有利於百度開發語音搜尋和新出爐的聲控個

深度學習技術無疑鞏固了百度作為中國最屹立不搖、

人助理「度秘（DuEr）」。相較於在小螢幕上輸入中文

最創新本土企業的地位。不論用何種指標，百度都是中

字，語音技術讓使用者更優雅的使用行動裝置，對百度

國最成功的網路公司，在中國五億 3,600 萬名網路搜尋

在中國的前景格外重要。吳恩達說：「任何一家握有大

使用者中，超過 92% 使用百度的入口網站和手機應用

數據的公司都該慎重考慮深度學習，它是點石成金的超

程式，而且比例還在成長。去年百度甚至切入了音樂串

能力。」 作者：奈特（Will Knight）

流、保險、銀行等新領域。

1987

1997

2000

2004

迪 克 曼（Ernst Dickmanns） 率

IBM 的深藍（Deep Blue）西洋

布 里 澤 爾（Cynthia Breazeal）

美國國防高等研究計畫署資

領團隊為賓士廂型車配備攝影

棋電腦敗給世界棋王卡斯帕羅

設計的社交型機器人 Kismet 能

助 第 一 屆「 大 挑 戰（Grand

機、 微 處 理 器 及 其 他 電 子 設

夫（Garry Kasparov）後，終於

表達情緒，並從與人類互動中

Challenge）」，讓研究團隊彼

備，讓其自動駕駛達到時速近

在一場激戰後報了仇，過程後

察覺情緒線索。

此競爭，設計能獨自橫越莫哈

60 英里。但由於其他人工智慧

來拍成紀錄片《人與機器》。

研究成果不彰，美國國防高等 研究計畫署（DARPA）因而刪 減此計畫預算。

12

維沙漠的無人駕駛車。

眾外包服務，來整理必須輸入人工智慧系統的數據，以

人機合作

教導系統執行某些任務須知的概念和關係。真人的工作

人與機器

則包括分析推特上的語意情緒，以及清除使用者產生的 冒犯性照片或影片。

雖然人工智慧已見長足進步，但還是與人類合作 時表現最佳。

Pinterest 的經驗揭示出一項偶爾遭人遺

Pinterest 的工程師經常開發新的人工智慧演算法，幫 助使用者從數不清的食物、產品、房屋等圖片中找到他

忘的事實：人工智慧和機器學習既倚重 數學，也仰賴人類智慧。

們想找的東西。換言之，匹配搜尋查詢與相關圖片是留 住顧客的關鍵。但直到去年，每測試一個新的演算法是 否有效都得花上數天。

一些人工智慧研究者認為，最有用的模式是一種混

為 改 良 機 器 學 習， 並 更 快 提 供 更 佳 的 搜 尋 結 果，

合系統，設計之初就是為了讓機器和人類平等合作。例

Pinterest 竟 出 乎 意 料 地 找 上「 人 類 智 慧 」， 聘 請 像

如美國鹽湖城的非營利組織山間醫療（ Intermountain

CrowdFlower 的群眾外包公司，藉眾人之力快速執行

Healthcare）正推行一項試辦計畫，讓年輕的糖尿病患

「細瑣的任務」，例如標記相片和評量搜尋結果的品質，

者在無法接受照護時自理生活。他們借助位於奧斯汀

在一小時內就可測試數百項搜尋詞彙，檢查匹配結果是

CognitiveScale 公司的雲端運算系統，推出一款能即時

否夠相關。

提供個人化建議的手機應用程式。它會根據病患的行為

Pinterest 的經驗揭示出偶爾遭人遺忘的事實，就是人 工智慧和機器學習既倚重數學，也仰賴人類智慧。谷歌

和飲食數據，判斷當下對血糖影響最大的因素，然後建 議進食時間，甚至提供附近合適餐廳的評論。

的搜尋引擎和廣告系統請了數千名「真人評分員」評量

雖然許多人工智慧研究者的終極夢想，是製造出能像

人工智慧搜尋結果的品質，並協助辨認詐騙廣告；臉書

人類一樣思考的機器，但目前人類判斷和創意仍不可或

的臉部辨識軟體讓人們自行標記照片以提升精確性。深

缺。正如谷歌工程部副總裁詹南德雷亞所說：「就算有

度學習儘管是近期語音辨識、語言翻譯、影像分析等重

一輛高科技的車，還是要由人來決定去哪裡。」 作者：霍夫（Robert D. Hof）

大成就的推手，它亦需要大量的人為訓練。 有許多公司跟 Pinterest 一樣，聘用 CrowdFlower、 亞馬遜的土耳其機器人（Mechanical Turk）或其他群

2011

2012

2014

2016

IBM 的超級電腦華生（Watson）

欣頓（Geoff Hinton）實驗室隊

谷歌併購小型倫敦新創公司

谷歌的 AlphaGo 大勝世界圍棋

擊敗電視益智節目《危險境地

伍 在 ImageNet 大 規 模 視 覺 辨

DeepMind Technologies。 此 公

冠軍。

（Jeopardy!）》衛冕者詹寧斯

識挑戰賽中獲勝。他們用深度

司致力於人工智慧的新興領

（Ken Jennings）和拉特（Brad

學習軟體，能在五次猜測內以

域——深度學習，用此技術辨

Rutter）， 經 歷 兩 輪 比 賽、 連

85% 的正確率辨識出一千種物

識影片中的人臉或講話時的字

續三晚的對峙，最終電腦累積

品，準確度遠高於過往。

詞。

獲勝次數達人類三倍以上。

Industrial Technology 13

Trend 觀念探索

實用工具

商用 Siri 蘋果 Siri 和微軟 Cortana 備受矚目，商務人士專用的人工智慧助理和軟體亦 逐漸受到歡迎。

Clara Labs

DigitalGenius

Howdy

功能：用電郵安排會議的「虛

功能：客服自動平台，可使用

功 能： 對 話 軟 體 介 面， 俗 稱

擬員工」。使用者抄送「Clara」

簡訊、社交媒體、電郵、即時

「聊天機器人」，在熱門的企

發出會議邀請，它就會寄出電

通訊等，以對話方式自動回覆

業通訊應用程式 Slack 上自動

郵給其他與會者，根據使用者

簡單問題。若問題較複雜，它

處理簡單、重複的任務，最常

喜好決定最佳時間，細節抵定

會用人工智慧提供回覆開頭，

用來收集群組的工作現況和訂

後送出行事曆邀請。

輔助人類作答。

午餐。也會用文字訊息調查團 隊成員的意見，收集回覆後，

目標顧客：需開會的專業人士。

目標顧客：金融、航空、其他

再發送書面報告給每個人。使

產業的大型公司客服中心。

用 者 只 要 輸 入 問 題， 就 可 讓

Howdy 進行調查。

原理：使用機器學習和自然語 言處理理解使用者電郵的意圖

原理：使用深度學習、機器學

和情境，若很直接就自動回覆，

習、自然語言處理、神經網路，

目標顧客：20 人以內，需每天

若複雜則會「預測」回覆。訊

取得企業客戶的客服相關交談

自動處理和組織資訊的群組。

息係由演算法生成，複雜情況

紀錄、電郵紀錄、臉書和推特

會有人為介入。

訊息後，將它們輸入演算法，

原理：使用自然語言處理來理

然後為客戶開發客服軟體。

解使用者在 Slack 訊息裡的請 求，並生成正確的預寫文字。 使用機器學習訓練和改善系 統。

14

Kasisto

Meekan

x.ai

功能：金融機構內建此個人助

功能：排程機器人，團隊可在

功能：名為艾咪或安德魯的智

理在手機應用程式裡，以改善

Slack 裡 輸 入 英 文 指 令 安 排 會

慧代理人，用電郵安排會議，

客戶體驗。可回覆超過一千則

議。可理解「我們想在 7 月 4

功 能 類 似 Clara， 但 人 為 介 入

銀行相關問題，理解對話語音

日前某中午時段開個會」的句

較少，目前每月可安排上萬場

和文字指令，讓消費者檢視帳

子，並分析員工行事曆，建議

會議。使用者包括 LinkedIn、

戶餘額、消費模式、搜尋交易

最方便時間。亦可用英國的比

Spotify、Uber 的員工。

紀錄、轉帳、定位最近的提款

價 引 擎 Skyscanner 訂 機 票，

機。

告訴使用者最短航程、最便宜

目標顧客：需開會的專業人士。

的中轉或直航機票、最早抵達 目標顧客：零售和商業銀行、

時間。

析電郵裡涉及人、時間、地點、

財富管理和信用卡發卡的公 司。

原理：使用自然語言處理，分

目標顧客：使用 Slack 的公司。

寄件人意圖等資訊，並將資訊 整理成智慧代理人可消化的格

原理：使用人工智慧推論、具

原理：使用自然語言處理，從

式。使用深度學習解讀郵件的

有深度神經網路的機器學習、

使用者的訊息、情境、想要的

意圖和與會議的相關性。

自然語言處理和語音辨識。自

會議形式來推論使用者的意

然語言處理可快速辨識使用者

圖。使用機器學習分辨使用者

意圖，人工智慧推論讓使用者

偏好。使用人工智慧推論，根

以最高效率達成目標。

據時區判斷召開會議的最佳時 間。

Industrial Technology 15

Trend 觀念探索

儘管如此，微軟、谷歌、百度、臉書、IBM 和許多公

案例研究

司都爭相在這棘手的領域拔得頭籌，畢竟若能提供一流

Skype 即時翻譯

的語音辨識和翻譯，就能有效綁住顧客，以提供透過遠 端伺服器和連網來儲存和處理數據的網路搜尋、雲端運

機器學習專家數十年來努力精進語言翻譯，如今

算等其他服務。

Synergy Research 的數據顯示，去年全球雲端和基礎

微軟用 Skype 展現成果。

建設支出高達 1,150 億美元，年成長率 28%。即時翻譯 經過 30 年的嘗試，機器翻譯日常用語仍不到位，或

有助於競爭者的雲端服務脫穎而出，否則只會淪為削價

許這其實是人的問題。如果人人講話都像聯合國外交官

競爭的商品。目前多數翻譯服務仍免費，但因全球眾多

一樣字正腔圓、語意精確，人工智慧工具就能根據建立

企業希望有為自己量身打造、功能更佳的翻譯工具，需

好的模式解讀所有話語。然而人越是用隨性的字詞或語

付費翻譯服務可能即將出現。

意來傳遞思想，翻譯軟體就越難在不靠外力幫助下正確

微 軟 在 這 方 面 尤 其 積 極， 希 望 協 助 企 業 使 用 者 以

SkypeTranslator 引擎為基礎，打造更好的功能。他們

翻譯。

改善翻譯

5,000-50,000 平行句子

微軟藉由輸入特定產業或公司的詞彙、 句子、譯文，開發出能幫助使用者改善 翻譯的工具。

有大量譯句 後，系統便 開始學習某 業務情境使 用的新詞彙。 1,000-5,000 平行句子

翻譯品質

加入譯句， 改善語調和 用詞 字典 微軟 翻譯模型 翻譯未經 客製化

16

標準類別 著重在 要翻譯的 內容種類

只加入 特定產業或 業務的詞彙

目前專注的任務，是幫顧客事先載入數千筆專門詞彙、

亦即在辨識語音或翻譯時，神經網會做出一系列猜測，

參考文件、對話範例、表達方式，以減少因發音導致的

並隨著新資訊輸入而不斷修正。偶爾預期模式會突然失

翻譯錯誤。微軟研究策略主任鄧迪（Vikram Dendi）

效，此時神經網若能重新審視生成先前詞彙猜測的假

說，若能事先輸入大量某些講者可能會用的語言模式資

設，就能更好重新分組。在系統的短期記憶裡維持較長

料庫，翻譯軟體就能有更佳的表現。

的軌跡，就可能做到此種回溯和之後修正。

2011 年起，微軟便允許大客戶載入自家的詞彙或書

要訓練 Skype Translator 每種語言的神經網，至少需

面材料至專門的文字翻譯資料庫，尤其針對內容密度高

4,000 小時的語音樣本和數百萬個詞彙。微軟機器翻譯

的技術性文件，以產出比 Bing 服務更可靠的結果。鄧

團隊主任曼尼茲（Arul Menezes）說，他預期某些語言

迪表示，已有超過 10 萬名用戶選擇客製化服務，需求

會格外困難，例如阿拉伯語，因為不同人講話的口音差

低的用戶可能一個月只需付 40 美元，Adobe 和推特等

別極大。但若能蒐集足夠不同講者的聲音樣本，就可能

需求量較大的用戶，所需費用就高得多。

讓 Skype Translator 分辨不同的語調，甚至是不同地區

從 1990 年代中起，微軟便試過多種策略來破解翻譯，

的口音和男女的聲音。

當時比爾蓋茲（Bill Gates）預言語音辨識將在 10 年內

不過日常用語還有其他的變化，比口音更難分辨，例

普及。早期必須先將文法和用法的特定規則分門別類，

如停頓、模稜兩可的字詞和文化情境攸關的語意，顯示

而從 2009 年開始，微軟將聚焦範圍擴大，將統計和一

即時翻譯離完美的境界還差得很遠。

種以人腦結構和自我教導能力為基礎的機器學習神經網 路結合。

「我認為專業翻譯不需要因我們的研究而感到害 怕，」曼尼茲露出淺淺的微笑補充道。「他們還可保有

微軟研究部主任李彼得（Peter Lee）表示，目前微

工作好長一陣子。」而專業翻譯 Rippel 對機器翻譯則

軟採用五層級神經網來分析語音，最低的數層級分析聲

抱持樂見其成的態度。她說，只要使用者放慢說話速度、

音，是最基本的，如同影像分析軟體會先找出邊緣和表

講短句，像 Skype Translator 的自動翻譯服務能有效消

面，而暫不理解物體可能是什麼。然而此方法跟許多先

弭語言隔閡，對大家都有助益。

進的人工智慧一樣，到底如何運作，就連參與的研究人 員也一知半解。

作者：安德斯（George Anders） Copyright © 2016,Technology Review. All Rights Reserved.

此外，微軟研究人員亦經常使用「長的短期記憶」，

Industrial Technology 17

Innovation 創新之鑰

擬人化應用的極大值

AI人工智慧的發展 電腦雖然能夠做很多人類無法快速執行的工作，但是從來不會有人覺得電腦比人腦聰明，但隨著技術的 不斷創新突破，現在的人工智慧已經開始具有認知、理解、思考、推理等能力，AlphaGo 的成功，讓我 們對人工智慧有了極大的想像空間。 撰文

科技部臺灣創新創業中心關鍵技術研究報告

人

工智慧（Artificial Intelligence，簡稱 AI）一詞在近 期已是當紅炸子雞，從 2016 年三月，Google 所

開發的 AlphaGo 與韓國世界頂尖棋手李世乭展開的圍棋 對戰，掀起了全球對於人工智慧的另一波狂潮，這也是 AI 技術的重大突破的里程碑，但 AlphaGo 戰役後的紛 沓釋義讓人對該領域仍是一團迷霧。

人工智慧技術不斷精進 簡單來說，人工智慧是透過演算法與程式科技，讓電 腦甚至機器能像人類一樣行為與思考；因此，大量的擬 人化應用是人工智慧最基本的產業原型。雖然人工智慧 寒冬了數十年，但近兩年科技生活中，從圖像自動辨識 到無人車的實現，甚至 AlphaGo 電腦程式的幾場勝利， 再次讓 AI 嶄露頭角，微軟（Microsoft）更標註今年是 人工智慧元年，引起各界莫大關注。

Google 所開發的 AlphaGo 與韓國世界頂尖棋手李世乭展開的圍棋對 戰，掀起了全球對於人工智慧的另一波狂潮。

就更近期的發展來看，根據「未來生活研究機構」 （Future of Life Institute）報告，2015 年人工智慧的發展 進程快速得讓人嘆為觀止，相對大部分研究逐步累積成

抽 象 認 知（abstracting across environments）、 直 覺 概

果，AI 領域尋求突破是更具難度與費時，故一旦跨越

念 理 解（intuitive concept understanding）、 創 造 抽 象

了某關鍵難題，則成為人工智慧極重要且快速發展的

的 思 維（creative abstract thought）、 想 像（dreaming

階段；該發展主要在於近 50 年研究仍多偏於機器學習

up visions）、俐落且精巧的技能（dexterous fine motor

（machine learning），也就是模仿人類行為，在思考機

skills）。

制上一直難以突破。

18

環境抽象認知（abstracting across environments）：也

2015 年， 因 機 器 模 仿 神 經 網 路 運 算 模 式 的 深 度 學

就是能在學習程式下，同時支配學習與行動；並將所

習（deep learning） 相 關 技 術 終 於 有 所 突 破， 諸 多 功

學的技能與知識轉化。例如，機器可以從製作餅乾過程

能陸續被設計開發，主要重要的相關類別包括：環境

中，將餅乾的經驗延伸至做出更好吃的巧克力蛋糕。

人工智慧是透過演算法與程式科技，讓電腦甚至機器能像人類一樣行為與思考。

直覺概念理解（intuitive concept understanding）：指

上述為近兩年人工智慧發展的技術核心，也不難發

人工智慧的深度學習中，可以針對隱藏在系統中的亞符

現諸多應用已滲透我們目前的生活使用，最明顯的是

號知識（subsymbolic knowledge）進行推理。就是讓機

Facebook（簡稱 Fb）在圖像的人物與地理高度辨識反

器可以從單次的經驗累積，進而取得人類層次的概念學

應，或是 Amazon 能夠推薦射中心坎的購物清單等。

習。 創造抽象的思維（creative abstract thought）：在深

AI 大戰─跨時代的 AlphaGo

度學習的基礎上，進一步將因果結構及思考相關元素以

一般而言，AI 程式設計的概念是參照人類神經網絡的

造成事件發生，或以時間主軸來形成故事。就是 AI 智

運作來撰寫，近年來由於大量數據的累積，給予機器更

慧可進一步理解排序、進行推理。其中如優化技術，

強力的資訊參考依據，加上晶片處理數據的能力提升，

Kumar 和 Socher 改進動態記憶網路，支持機器人專注。

使得機器程式可以進行多層次的策略處理。數據加上晶

而 Weston 等人最近開發的點至點記憶網路，則擴充建

片的優化，是電腦近年來可以開始進行「深度思考」

模能力和表達能力。

（deep thinking）的關鍵。對 Google、Facebook、百度、

想像（dreaming up visions）：AI 可以透過技術產生

Amazon 等這些掌握巨量數據的公司來說，由於特別具

幻覺，進而能夠想像；此源於麻省理工與微軟研究院

有發展 AI 的優勢，也看準了 AI 所能帶來的潛在商業利

開發的深度疊積反影象網路（deep convolution inverse

益，因此展開了一場腥風血雨的人才爭奪戰。

graphic network）技術，在 2D 或 3D 的辨識取得學習， 進行角度或光線更精確的想像圖。

人機對弈一直是 AI 科學家醉心的 課題。在 1997 年 IBM 的超級電腦「深藍」（Deep Blue）曾經擊敗世界西

Industrial Technology 19

Innovation 創新之鑰

洋棋冠軍卡斯帕洛夫（Garry Kasparov），自此之後，AI

更讓程式設計者對於圍棋過程中人腦的策略運作毫無脈

在西洋棋方面的表現持續進步，目前可以說是穩定超越

絡可循。

人類的能力。

AlphaGo 的突破點在於，它設法讓電腦也可以發展出

不過，如果戰場轉換到圍棋，對於 AI 來說，西洋棋

自己的「直覺」，也就是強化機器在圍棋方面的深度學

就只是小菜一碟。並不僅僅是因為圍棋的矩陣數變多，

習能力（deep learning），透過持續應用複雜的統計運

而是就圍棋的規則而言，每一顆擺上棋盤的棋子、每使

算，在繁雜的數據中自行歸納出規則。而要讓機器具有

用一套棋去包圍對方的棋，都會影響自己最後的得分；

這樣的能力，有兩項充分必要條件：眾多的數據處理晶

當一顆棋被對手的棋子包圍，就將被移除，這樣的攻略

片以及巨量可供分析的數據。基本上，AlpaGo 有兩層

會一直持續到其中有一方無法再繼續下去為止。如果要

深度學習的分析架構，第一層稱作「策略網絡」（policy

以數字來表示，在西洋棋中，對手下一步的策略會有

network），用來模仿人類的下棋模式，包括歸納與學

1047 個機率需要去分析，然而在圍棋，策略高達 10170

習特徵、原則，和經驗法則，在實際比賽時，這層作業

之多，而且每一個決定又將引發另外 250 種可能的移動

系統的職責是分析出目前場上棋局的特徵為何，協助後

攻城方式。在過去，完全無法有任何人工智慧真正能夠

續的分析階層產出最適策略。

突破這樣的運算範疇去計算出最適解。 除此之外，在西洋棋中，具有一些賦與權重可能的要

矽谷最新 AI 應用與發展

素，例如騎士高於士兵，皇后大於騎士與士兵等，這讓

矽谷是美國科技的前哨站，也是各項創新前瞻技術的

電腦程式至少有一些原則可以遵循，加快分析出最適策

一級戰區，事實上，在矽谷，許多科技領袖紛紛對人工

略的速度。但是，圍棋每顆棋子的價值取決於它在棋盤

智慧表達看好支持或敲打警世鐘；最實際地，多數科技

上與其他棋子的相對位置，因此自古以來，從來沒有一

巨頭企業大力投資，如 Apple、Google、微軟等，而比

位圍棋棋士可以具體描繪出什麼是「好的策略」、「高

爾蓋茲（Bill Gates）與馬斯克（Elon Musk）則提醒大眾，

分的策略」，通常棋士僅能以「直覺」解釋。如此一來，

應該關注或憂心 AI 帶來的諸多衝擊。但也有更多專家 與分析師認為，目前科技的硬體與軟體扶搖直上，加上 大數據將提供豐沛的資料內涵，人工智慧勢不可擋，因 此，就產業發展角度來看，掌握 AI 先機，反而是開創 新商機的大好機會。 矽谷行動裝置與電腦設計最具代表的 Apple，近期不 斷收購人工智慧相關新創企業；首先媒體發現其人工智 慧專家規模快速成長，而行動設備的 Siri 語音軟體愈加 成熟，包括靈活互動與輔助功能，展現了其 AI 現階段 的重要成果。 而超越用語音控制汽車的無人自動駕駛，是 Google X 近幾年推出的關鍵應用，尤其今年美國消費性電子 展中，以「移動的智慧輪式機器人」為焦點。去年度 Google 已正式上路測試無人車，預計 2020 年商業化。 Fb 也並非神來一筆提及管家機器人的任務目標，去

人機對弈一直是 AI 科學家醉心的課題。西洋棋具有一些賦與權重可 能的要素，讓電腦程式至少有一些原則可以遵循，加快分析出最適 策略的速度。

20

年度透露之線上個人智慧助理「M」，已能夠回答問題 及簡易執行任務。此外，還收購了語音辨識系統新創公

2010-2015 AI 投資合作金額與件數 8

8 7

4

4 $152

3 2 1

2

2

1

$38

$2

$2

$4

$1

Q1'12

Q2'12

Q3'12

Q4'12

Q1'13

1

$24

Q3'13

Q4'13

1

$33

$31

Q1'14

$27

$64 $6

$21

$16 Q2'13

3

2

$20

$2

3

Q2'14

Q3'14

Q4'14

Q1'15

Q2'15

Q3'15

Q4'15

（資料來源：CBINSIGHTS）

司 Wit.ai，可將演講轉為可操作數據，預計有助 Fb 加強

因在於機器「思考」的技術並非一蹴可幾。目前 AI 樣

目標廣告之訊息處理能力。

貌是構築在近幾年人類計算能力提升、網際網絡與物聯

上述的科技巨人都為了 AI 技術發展實施了收購策略，

網發展、大數據快速累積、AI 相關原理研究突破的成果

但仍有諸多新創企業，在民間創投等資金下快速成長。

基礎，但真的能精確地掌握知識推理仍還有很長的路，

由圖一可見，2010 至 2015 年，AI 新創企業取得創投等

尤其很多思考與推理必須透過感知，或是語義理解等，

資金是 15 倍地成長，展現矽谷科技對 AI 的加持關注與

都算是高層的智慧。

重視。

因此，尚不論 AI 機器人將可能如何招致破壞性的未 來，就矽谷科技產業趨勢而言，人工智慧是我國新創企

未來趨勢與挑戰

業值得參與並投入的領域，尤其各大科技龍頭早已紛紛

人工智慧的產業應用事實上已超越一般大眾想像，就

插旗布局，並示意以開放、參與、公共多數利益來發展，

衝擊人類發展而言，備受討論的課題除了道德外，還有

可預見的是，AI 革命浪潮方興，並將帶來更多的新興技

人類工作職能的取代疑慮。

術與商業模式。

短期來看，AI 影響社會的可能衝擊討論有利於許多

同時，科技領先者的布局行動，也展現了 AI 相關新

領域的發展，不管是經濟層面、技術層面到法律；像是

創企業資金之豐沛與競爭；例如，目前智慧手機市占表

認證、有效性、資訊安全與控制等。

現最好的三星電子，面對停滯的銷售成長，將提供上

長期而言，通用人工智慧的到來，預期可以解決人類

百億資源積極尋求併購 AI 相關軟體開發商。或是搭配

戰爭、疾病與貧窮的困境，但同時也可能有意或無意地

物聯網與大數據的輔成，人工智慧生活應用產品與服

造成災害，潛在的負面情境與災害因應也將成為超級人

務，從交通工具、消費性電子機器商品、娛樂與醫療等，

工智慧實現後須加速配套的工作。

都將是下一波競逐之地。此外，因應 AI 控制權的延伸

多數的研究報告或矽谷科技人士指出，即使諸多產業 應用已初始商業化，但對 AI 的諸多擔憂仍是過早，主

性產業，如法律、教育、資安等，也是既有企業到新創 企業都必須及早規劃或投入發展的議題。

Industrial Technology 21

Innovation 創新之鑰

臺灣轉型的重要關鍵

工研院院士打造 國家級智慧城市戰略 工研院院士聯誼會議上針對智慧交通、智慧健康、智慧安全、創新創業等四項議題討論，希望能由政府 從上而下發展，帶領臺灣產業進軍全球智慧城市商機。 撰文

編輯部 圖片提供

工

工研院

研院日前舉辦院士聯誼會，出席之院士一致指 出，智慧城市是可以讓臺灣產業轉型的重要關

鍵，此項 推展 攸關 人 民生活 幸福並 潛 藏巨 大 商 機， 應由政府從上而下發展為超大型國家計劃，促進資 源有 效應用。 為讓 有 限資 源 發揮效 益，各 示 範 場 域 可以「地區發展 需求」 及「在全 球 有機 會 建 立 領 先 特色 」之聚焦 發 展項目，進而 跨 區分 享 複 製， 成 功 運行之後再輸出國際，帶領臺灣產業進軍全球智慧 城市商機。

考量人民需求 打造智慧城市示範區 新 竹 縣 市 人 口 密 度 高， 園 區 從 業 人 員 八 成 以 上 具 大 專 學 歷， 對 新 科 技 接 受 度 高； 產 業 多 元 集 中， 每 年創造 22 萬高科技就業機會。在此條件下，因此工

工研院院士建言

施振榮

打造智慧城市示範區的計畫，需要一個 主計畫（master plan）中的一個策略， 最終目的是讓臺灣變成「智慧島」。

施崇棠

智慧城市的發展可參考歐盟智慧城市規 劃，包括智慧經濟、智慧環境、智慧政 府、智慧生活、智慧交通、智慧人民等 六個面向。

陳顯彰

智慧環境不妨考量發展循環經濟，例如 智慧資源回收應用，設立專區解決廢棄 物處理問題，並重視綠建築，讓城市永 續發展。

林本堅

智慧城市推動需要政府的支持，才能奠 定智慧城市成功的基礎扮演重要角色。

研 院院士建議，以 新 竹縣 市 為出發 點， 北 上 鏈 結 桃 園亞洲矽谷，發 展 具 特色 的智 慧城 市。在 此 高科 技 知識密集聚落，發 展 智慧 城市 示 範場域， 並可複 製 至六都。 工研院院士於會議中討論議題：包括智慧交通、智 慧 健 康、 智 慧 安 全、 創 新 創 業。 主 席 施 振 榮 院 士 指 出， 打造智 慧城 市 示範 區的 計 畫， 需 要一個 主 計畫 （master plan） 中 的 一 個 策 略， 最 終 目 的 是 讓 臺 灣 變成「 智慧島」。臺 灣 產業 過 去發展 多 由微笑 曲 線 的左方，也就是從研發驅動市場，現況則需要由右，

22

工研院院士「智慧城市發展組」日前進行會議討論，提出「從新竹縣市推動智慧城市全國性示範場域再擴及六都」等多項建言。

從市場 及使 用者需 求，來引 導左 邊 研 發 能 量發 展，

士 指 出， 智 慧 城 市 推 動 需 要 政 府 的 支 持， 才 能 奠 定

發展智慧 城市， 需要 考 量人民 需求， 從 中 建 構 商 業

智慧城市成功的基礎，並扮演重要角色。

模 式及核心能力。 為與 城 市實 際 需 求 接 軌， 此次 會

本次參加智慧城市發展組的工研院院士包括智融

議 中，新竹 縣市 政 府代表 亦受 邀，分 享 目 前 實 際 執

集團董事長施振榮、長春關係企業總管理處副總裁

行 經 驗， 並 建 議 發 展 智 慧 交 通、 兒 童 安 全、 長 者 照

陳 顯 彰、 華 碩 董 事 長 施 崇 棠、 清 華 大 學 特 聘 教 授 林

護、校園安全等應用，同時力促中央政府給予協助。

本 堅， 以 及 新 竹 市 副 市 長 沈 慧 虹、 新 竹 縣 政 府 秘 書 長 楊 文 科、 工 研 院 院 長 劉 仲 明 等。 工 研 院 院 士 聯 誼

院士建言 進軍全球智慧城市商機

會日前已於五月時決議，以智慧城市為產業發展重

施崇棠院 士建 議智慧 城 市的發 展 可參 考 歐 盟 智 慧

要 方 向， 包 括 由 工 研 院 院 士 自 發 性 成 立「 智 慧 城 市

城 市 規 劃， 包 括 智 慧 經 濟、 智 慧 環 境、 智 慧 政 府、

發展組」；推動由政府、企業、公民（含民意代表、

智 慧 生 活、 智 慧 交 通、 智 慧 人 民 等 六 個 面 向。 陳 顯

法人、學界）組成的「PPPP 政策建言小組」，院士

彰院士也 附議， 智慧 環 境不妨 考 量發 展 循 環 經 濟，

的建言獲得政府及外界高度重視，新竹縣市政府都

例如智慧資源回收應用，設立專區解決廢棄物處理

正 面 看 待 智 慧 城 市 發 展， 期 待 資 源 有 效 應 用， 共 創

問 題， 並 重 視 綠 建 築， 讓 城 市 永 續 發 展。 林 本 堅 院

價值。

Industrial Technology 23

創新突破

工研菁英 再造新能量 「創新突破 迎向未來」為工研院今年院慶的主軸，簡單八 個字突顯工研院持續創新研發，積極整合跨領域技術的形 象，並協助產業邁向新紀元。院慶系列活動中的重頭戲─工 研菁英獎頒獎典禮，鼓勵團隊及個人的用心努力，為工研院 蓄積更多能量，也是臺灣產業轉型躍升的動力與資源。

FEATURES 封面故事

工研院43週年暨工研菁英獎頒獎典禮

創新突破迎向未來 引領臺灣再次翻轉躍升 工研院日前舉行 43 週年院慶，主軸定調為「創新突破 迎向未來」，以此突顯工研院持續創新研發，積極 整合跨領域技術的形象，並協助產業邁向新紀元。院慶系列活動中的重頭戲─工研菁英獎頒獎典禮，鼓 勵團隊及個人的用心努力，為工研院蓄積更多能量，也是臺灣產業轉型躍升的動力與資源。 撰文

陳玉鳳 攝影

工

黃鼎翔 圖片來源

工研院

研院 43 週年院慶當天，整個工研院區都洋溢著

研院要在幾十年累積的基礎上，積極駕御新興科技，將

歡慶氣氛，工研菁英獎頒獎典禮以工研院院長劉

之用於創造創新價值，並要繼續扮演火車頭角色，在第

仲明的致詞拉開序幕，「回顧 43 年前，工研院的設立

一時間對臺灣產業升級轉型做出重大貢獻。

開啟了臺灣半導體產業的發展，之後臺灣經歷第二次能

工研菁英獎的各項得獎成果，正足以表明工研院在各

源危機、中美斷交，但是我們仍然成功建立臺灣的高科

個層面的成績。獎項包括「傑出研究獎」、「產業化貢

技產業榮景並延續至今。」在這段歷程中，工研院一直

獻獎」、「績優服務獎」、及「品質典範獎」等四大類。

都在，而且是重要的力量。 一路走來，臺灣產業由於掌握了對的營運模式及市場 脈動，因此造就了許多成功企業，進而帶動臺灣的經濟 發展。現在，面對全球產業的競爭情勢轉變，臺灣產業 接下來必需重視產業跨領域整合發展，需要從元件轉向 系統，更重要的是發展軟硬結合的智能化系統，另外也 必需多從市場角度思考。劉仲明強調，「過去臺灣產業 發展多先考慮技術研發，然後再往市場端思考，但臺灣 產業發展至今，我們需要多一點從市場端思考，才能擺 脫低利化的危機。」

工研菁英獎 獎勵各領域創新精神 不過，劉仲明也希望能夠「正視聽」，他強調創新經 濟是非常重要且正確的產業發展，「然而只強調商業模 式而不重視技術，並不恰當，我們觀察新創公司成長至 某一階段之後，仍是需要建立技術門檻，技術能力往往 是左右公司能否進一步成長的關鍵。」因此，他期許工

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工研院 43 週年院慶以工研院院長劉仲明的致詞拉開序幕。

工研院研發的「肌肉量測訊號裝置」拿下今年國際首場「OpenStack 應用黑客松」的全方位大獎及最佳設計兩項大獎，堪稱工研院軟硬整合成 功的又一例證。

這些獎項除了獎勵技術具有創新性、達國際水準外，也 表彰對產業升級與建立新產業的效益。

這項技術應用拿下今年國際首場「OpenStack 應用黑客 松」的全方位大獎（Grand Prize）及最佳設計兩項大獎，

在各項獎項中，一共有四個團隊獲得金牌大獎，包括

堪稱是工研院軟硬整合成功的又一例證。此外，肌肉量

產業化貢獻獎金牌成果「從無到有建立臺灣 Cloud OS 新

測訊號技術也可擴大至紀錄拉麵師傅、麵包師傅揉麵團

產業」，以及三項傑出研究金牌獎，分別是「無線行動

的手臂肌肉體感律動，讓一些「只能意會、很難言傳」

3D 掃描器」、「化學 SEI 改質長續航力電動車鋰電池」、

的技藝，也有一套科學方法得以傳承。

「新世代溶液中奈米微粒監控系統」。另外，在展現工

除了獲獎菁英榮耀加身，在這個屬於工研院的日子裡，

研院的創新研發能量的「創新技術特展」中，除上述金

工研人更不吝為上台領獎的同事大聲喝彩，透過這樣的

牌成果外，也展示其他多 20 多項跨領域的創新研發技術。

活動，工研人的向心力表露無遺。 一路走來，工研院與臺灣產業共榮共生，在許多的重

工研院堅定扮演產業最佳夥伴

大轉折中皆扮演重要推手，協助臺灣業者締造一次又一

中場由工研院員工擔綱小提琴手，搭配樂團，為現場

次的輝煌。現在，臺灣產業再次迎來一次轉型升級的機

來賓帶來了精彩表演，也為頒獎典禮掀起了另一波高潮。

遇，在這個關鍵時刻，工研院仍將繼續做為臺灣產業的

小提琴手戴上工研院研發的「肌肉量測訊號裝置」，在演

最重要夥伴，透過紮實的技術基礎、軟硬整合的實力、

出的同時，螢幕上會顯示持弓手與壓弦手的肌肉訊號，展

跨領域創新的研發及服務能量的加持，與臺灣產業共同

現演奏的律動、力道與聲音的數據，有助於樂器的學習。

迎接另一波成長。

Industrial Technology 27

FEATURES 封面故事

工研院菁英傑出研究獎金牌

無線行動3D掃描器 讓智慧生活更美好 工研院日前頒發工研院菁英傑出研究獎及產業化貢獻獎，其中，「無線行動 3D 掃描器」獲得菁英傑出研 究獎金牌，這項成果代表工研院在 3D 掃描技術上的精進，充份展現工研院在智慧生活應用領域所擁有的 創新能量。 撰文

陳玉鳳 攝影

李庭歡

過去，3D 立體模型的繪製並不容易，通常是要

在

憶著開發歷程。此次獲得金牌獎的「無線行動 3D 掃描

交由專業人士花費大量時間才能完成，現在，3D

器」，可說是全球首款專為 Android 智慧行動裝置設計

掃描器的出現降低了這個門檻，而工研院電子與光電系

的彩色 3D 掃描器，其中有多項技術已取得相關國內外

統研究所研發成功的無線行動 3D 掃描器，更是徹底顛

專利。

覆了立體掃描方式。 在投入開發之前，工研院電光系統所曾進行數個月的 調查，結果發現市面上的手持式 3D 掃描器除了電源線 之外、還需要一條連接到電腦的線，當使用者拿著 3D 掃描器圍繞物體掃描時，一不小心腳就會被線絆到，而 且使用者在掃描時，不但要一邊看著被掃描的物體，還 要頻頻回頭查看電腦螢幕所顯示的掃描結果是否正確， 加上 3D 掃描器的重量至少有一公斤，掃描一段時間後， 就會感到脖子和手都很痠。因為觀察到 3D 列印產業帶 動 3D 掃瞄的強烈需求，而且智慧手持裝置加裝 3D 掃 瞄功能已漸成趨勢，工研院團隊決定鎖定掃描精度品質 佳、體積小、重量輕，無線等研發方向，並於 2015 年 年初正式投入開發。

自主開發關鍵技術 即時重建 3D 模型 「我們為了趕上六月的電腦展，延續之前開發手持 式 3D 掃描器的經驗，在短短半年之內完成這款精緻小 巧的無線行動 3D 掃描器，而且還榮獲當年度資訊月百 大創新產品金質獎。」工研院電光系統所經理汪德美回

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工研院電光所經理汪德美帶領團隊在短短半年內就研發出第一代 3D 掃描器，且榮獲當年度資訊月百大創新產品金質獎。

單手持握、攜帶方便，尤其 內建充電式鋰電池，不需外 接電源。因為是採用無線傳 輸技術，所以使用者只需在 平板、手機或筆電上安裝應 用 程 式， 就 能 無 線 連 接 3D 掃描器進行掃描，掃描過程 中可在螢幕上立刻觀看正在 重建的全彩 3D 模型，並隨 時視使用者的需求來調整掃 描位置及角度。 如此不僅能快速的做完 3D 掃 描 圖 像， 且 能 獲 得 精 準數據，可協助各個應用領 域節省大量時間，更能獲得 「無線行動 3D 掃描器」獲得金牌獎，是全球首款專為 Android 智慧行動裝置設計的彩色 3D 掃描器， 掃描精度品質佳、體積小、重量輕。

最好的效果。例如，文創產 業多是微型企業，通常沒有

工研院針對 3D 掃描所自主研發的的關鍵技術，包括

太多資金及人力進行繁瑣的 3D 立體模型繪製過程，有

使用亂點比對計算深度、設計特殊繞射光學元件進行定

了行動無線 3D 掃描器，業者現在只要先製作一個成品，

位校正，以及運用智慧手持裝置平行處理能力進行即時

透過掃描器就能繪製完成模型，節省人力及時間資源。

彩色 3D 模型重建等，汪德美並強調，「我們在系統整

此技術的應用領域還包括個人化 3D 模型製作與列印、

合及關鍵技術上有相當大的突破。」

文物保存、個人化醫療、3D 影像檢測及數位典藏等。

透過上述技術，工研院的 3D 掃描器能藉由投射特定 紅外線圖紋影像至被掃描物件，即時計算紅外線相機取

外型令人驚艷 產品完成度高

得的物件影像，在移動掃描時完成取像與即時疊合成單

除了許多重要特性外，此款無線行動 3D 掃描器的外

一筆的 3D 數據，使被測物體經掃描後，可以快速重建

型也是頗值得讚賞，汪德美表示， 「我們除了強化精度、

完整且細緻的 3D 全彩模型。且由於是將彩色影像感測

掃描速度等規格外，也非常注重外型設計及手感等美學

與紅外光深度感測整合於單一取像模組上，所以能有效

體驗。」

減少體積及重量。

無線行動 3D 掃描器外型的曲線設計感，也是團隊費 盡心思之作， 「因為產品完成度極高，且外型時尚優雅，

體積小、重量輕 完美結合智慧型手機 這款無線行動 3D 掃描器的重量不到 300 公克，透過

所以在電腦展展場上很多人都會直接詢問售價多少。」 汪德美覺得這是對於團隊努力的極大肯定。

即時影像疊合處理後，3D 誤差低於 0.5 毫米。由於夠輕

展望未來，汪德美認為現在智慧型手機面臨低價化

巧，機身約與一台五吋手機相當，汪德美指出，工研院

危機，如何展現更高的附加價值是手機業者的當務之

電光所經理汪德美說明指出，「你只要透過手機或平板

急，而 3D 掃描功能的整合是方向之一。接下來，工

App，就能輕鬆掃描物品，完美呈現 3D 立體模型。」

研院將嘗試和業者合作，將 3D 掃描功能進一步整合

行動機動性是此項成果的主要訴求之一，此產品可以

內建於手機，創造智慧型手機的另一波市場商機。

Industrial Technology 29

FEATURES 封面故事

工研院菁英傑出研究獎金牌

新世代溶液監控系統 讓微粒無所遁形 工研院日前頒發工研院菁英傑出研究獎及產業化貢獻獎，其中，「新世代溶液中奈米微粒監控系統」獲 得傑出研究獎金牌，此一成果顛覆了半導體濕式製程的監測方法，使得半導體得以維持，甚至是提高產 品良率，讓半導體業者在面對製程微縮的挑戰中，依然能保有競爭力。 撰文

陳玉鳳 攝影

新

「

李庭歡

世代溶液中奈米微粒監控系統」，這項脫胎自 PM2.5 監測技術的成果，將成為半導體產業面對

未來挑戰利器之一，怎麼說呢？因在半導體製程持續 微縮的過程中，業者發現越來越「看不到」半導體濕 式製程化學溶液中的微粒，這會造成產品良率的降低。 基本上，在半導體濕式製程中，晶圓表面的清洗、蝕 刻與研磨皆需仰賴特定化學溶液進行，而溶液中奈米粒 子的尺寸與分佈會影響晶圓電路圖案（pattern）的製程 結果，因此溶液中粒子的大小及數量必需被持續監控， 只要發現溶液粒子不符需求，就必需馬上暫停及更換， 才能維持產品良率。 然而，「傳統的雷射光學設備『看不到』化學溶液中 40 奈米以下微粒，所以只能依賴間接的監控和經驗法 則，不夠精確。」工研院量測技術發展中心何信佳博士 指出，「所以半導體業者需擁有一雙能真正看得到更小 微粒的『新眼睛』」。這雙新眼睛就是工研院量測中心 研發成功的「新世代溶液中奈米微粒監控系統」。一旦 發現溶液微粒不符需求，溶液品質低於標準，可馬上暫 停、更換。

看見更小的微粒 提高半導體製程效率 「新世代溶液中奈米微粒監控系統」可以 24 小時線 上連續監測半導體前瞻製程化學溶液中粒子的大小與濃

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透過新世代溶液中奈米微粒監控系統，一發現溶液粒子不符需求， 就馬上暫停及更換，以維持產品良率。

度，如研磨液、製程用化學試劑及超 純水等。此外，相較於現今光學原理 量測化學溶液的方式，常受到溶液中 微奈米氣泡的影響，誤導監控結果， 「新世代溶液中奈米微粒監控系統」 是以氣膠粒子技術為基礎，將待測的 溶液氣霧化後再進行量測，氣霧化後 的奈米微粒不再受原溶液中氣泡影 響，可突破現有儀器的量測物理限制。 此系統不僅提供粒子尺寸、分布及 濃度，亦提供化學溶液添加物的特性， 更精準的掌握化學溶液的狀態，以確 保製程良率。因此受到先進半導體業 者 的 肯 定，「 事 實 上， 我 們 在 2013

工研院量測中心何信佳博士（左二）與團隊克服了整合技術和工程的艱鉅考驗，成功將 新世代溶液中奈米微粒監控系統導入台積電生產線。

年就已經開始在台積電進行原型機測 試。」何信佳說。

成立衍生公司 厚植半導體設備實力 與台積電合作 設備導入產線

「事實上，我們現在已在考慮成立衍生公司，只是

何信佳與台積電的合作，始於美國國家標準與技術研

因為半導體設備的供料、製造及售後服務，每一個環

究院（NIST）的推薦，「NIST 研究員告訴台積電人員，

節都不簡單，所需資源極為龐大，所以我們還不確定

說工研院可以協助他們解決半導體濕式遇到的瓶頸問

是要和某一大型業者合作，或是自己獨立成立公司。」

題。」當時是 2012 年，對於能與全球首屈一指的半導

何信佳說。

體公司合作，何信佳當然是頗感振奮。

他也強調，不只是成功開發「新世代溶液中奈米微粒

「我很高興能將原本就已開發的量測氣體粒子儀器，

監控系統」，對於臺灣半導體設備實力的累積，工研院

進一步運用在半導體製程中。」然而，一路走來，在沒

其實還做了更多的事，目前正與國內原料供應商合作，

有工廠、沒有專業製造人員的情況下，對何信佳與團隊

協助其材料開發；與國際大廠合作，提升臺灣國際能見

而言，如何整合技術和工程是極為艱鉅的考驗，但他們

度；這項技術的長程目標之一是協助原料供應商和半導

終究是走過來了，「能將實驗室用的技術轉換為工廠用

體製造商訂定規格標準；同時也是建立半導體製造商廠

的儀器，我認為這是我們團隊最大的成功。」何信佳強

內製程規格的統一語言；以及與國內半導體製造商和設

調。目前工研院的系統已進入台積電產線。

備商合作開發符合半導體需求及規格的設備等。

「新世代溶液中奈米微粒監控系統」對半導體產業極

從「新世代溶液中奈米微粒監控系統」開始，何信

為重要，原因在於它能大幅增加淨利。以國內半導體製

佳希望能逐步建立臺灣半導體設備的研發製造實力，

造大廠為例，若可減少因 40 奈米以下微粒汙染或製程

此外，這台以奈米微粒量測技術為基礎的「新世代溶

瑕疵的晶圓缺陷，晶圓製造良率提升，每提高 0.1% 良

液中奈米微粒監控系統」，其實應用極為廣泛，除了

率，推估可增加淨利約 600 萬美元。也因此，在工研院

可用於半導體產業外，亦可推展至其他奈米量測監控

團隊成功研發出此一系統後，不只是本國業者，海外業

相關的光電製造或生物製藥等產業，藉以多元提升國

者也同樣極為關注。

內精密儀器、設備製造能力。

Industrial Technology 31

FEATURES 封面故事

工研院菁英產業化貢獻獎金牌

開發奈米級SEI保護膜 延長電動車鋰電池壽命 工研院日前頒發工研院菁英傑出研究獎及產業化貢獻獎，其中，「化學 SEI 改質長續航力電動車鋰電池」 獲得傑出研究獎金牌，這就像是為電極材料穿上彈性保護衣，保護其不受電解液攻擊而產生損傷，能夠 提升電池循環壽命，是國際在高效率儲能電池技術上的一大突破。 撰文

陳玉鳳 攝影

我

黃鼎翔、李庭歡

們即將迎來電動車時代，電動車電池的壽命也就

了，他們發現只要在電池中舖上一片奈米級薄薄的「面

格外受到關注，畢竟沒有人希望占整車成本四成

膜」，就可以讓鋰離子電池的壽命延長到至少 10 年，

的電池會在你換車前就壽終正寢，因此許多公司機構都 在積極開發延長電池壽命的方法，工研院團隊就找到

且效能大大提升。 為何這片「面膜」具有這樣的神奇功效？首先來了解 為何電池在使用一段時間後，會發生無法充電或充電 量減少的情況，其實，這是因為鋰離子電池在充放電 時，有機溶劑會與電極材料產生電化學反應，於是就 會形成固體電解質界面膜（SEI），這會消耗電極材料 自身的鋰離子，讓界面阻抗增加且產生結構微裂縫的 現象，而隨著充放電次數越多，累積的症狀就會越嚴 重，所以電池就會發生充放電量不足的問題。

為電池敷面膜 讓它青春永駐 工研院材料與化工研究所所長彭裕民表示，「隨著 電動車及太陽能儲能系統對電池使用壽命要求更高， 讓 SEI 問題更被重視。」尤其是目前電動車動力電池 通常是採用鎳鈷鋁三元矽（NCA）材料做為正極材料， 更容易有安全性低、循環穩定性不佳與高溫放電容量 損失較大等問題。 所以，為了要避免「天然」SEI 造成損壞，就要想辦 工研院材化所彭裕民所長表示，「隨著電動車及太陽能儲能系統對 電池使用壽命要求更高，讓 SEI 問題更被重視。」

32

法保護電極材料，工研院材化所開發的「化學 SEI 改 質長續航力電動車鋰電池」，就是以化學法直接在電

極材料表面披覆穩定優 異的「人工」奈米級 SEI 膜，也就是那片神奇的 「面膜」，用來保護電 極材料，如此能大幅減 輕電極材料在充放電過 程中受有機溶劑攻擊與 破壞的程度，而且能抑 制 材 料 表 面 SEI 膜 的 增 長，這樣減低累積阻抗， 進而提升電池的循環壽 命。 彭裕民對於材化所的 創新技術，有著極為生 動的譬喻。「就好像我

「化學 SEI 改質長續航力電動車鋰電池」，保護電極材料不受電解液攻擊而產生損傷，能夠提升電池循環 壽命，是國內在高效率儲能電池技術上的一大突破。

們敷面膜來改善膚質， 替電池『敷面』也能讓它青春長駐。」 未來進一步使用能量密度更高的電極活物材料組合， 可使電池芯更容易輕薄化，電池的體積能量密度推到

與 SEI 保護膜，可提升電池續航力一倍、減少重量及體 積 40%、延長一倍使用壽命，在未來的電動車及智慧型 手機等市場都有極大的發展潛力。

1,000Wh/l 以上，如此一來，電池的循環壽命就可提升

事實上，被尊為「鋰電池教父」的日本新力公司的前

超過 3,000 次，「以電動車為例，行駛里程數將可提高

研發主管西美緒，就曾公開肯定工研院的 STOBA 是「非

至 550 公里，電池的使用壽命亦能超過 10 年。」彭裕

常傑出奇特的產品」。STOBA 高安全鋰電池材料技術已

民說。

移轉能元、有量公司生產高安全鋰電池，2014 年開始 供應中華汽車的電動機車及外銷日本儲電系統，甚至已

STOBA 技術

也技轉世界一級公司日商三井化學，於 2015 年在臺灣

確保電池防爆安全性

生產 STOBA 材料。

電 動 車 電 池 的 特 性 要 求， 除 了 壽 命 長 外， 安 全 當 然 更 為 重 要， 針 對 這 個 部 分， 工 研 院 所 研 發 的 電 池 材料「自身終止高分歧寡聚物技術」，英文是 STOBA

結合奈米級保險絲及保護膜 推出基板產品

（Self Terminated Olygomers with hyper-branched

現在，工研院已成功掌握電動車電池的兩大關鍵技

Architecture），正足以滿足安全需求。STOBA 是一種奈

術，分別是能滿足安全需求的 STOBA 技術，以及能延

米級樹枝狀結構的高分子化合物，當電池異常使得溫度

長電池壽命的奈米級 SEI 膜。

不正常升高時，會自行形成一道薄膜阻隔鋰離子與電子 的流動，以穩定電池，避免爆炸。

接下來，工研院計畫將這兩者，也就是奈米級保險絲 和奈米級保護膜技術結合在同一極板上，以模組產品形

工研院材化所組長潘金平表示，「這等於是在鋰電池

式供應電動汽機車、儲能電池、智慧型手機等市場。台

內放置奈米級保險絲，且材料上所增加的成本並不高，

灣在全球鋰電池產業中的角色份量，顯然將會越來越重

並具備壽命長、重量輕及耐高溫等優點。」導入 STOBA

要。

Industrial Technology 33

FEATURES 封面故事

工研院菁英產業化貢獻獎金牌

從無到有 建立臺灣Cloud OS新產業 工研院日前頒發工研院菁英傑出研究獎及產業化貢獻獎，其中，「從無到有建立臺灣 Cloud OS 新產業」 獲得產業化貢獻獎金牌，這是國內首套大型雲端系統軟體技術，近五年來已技轉 10 家國內廠商，發展出 各式雲端作業系統產品及解決方案，於雲端產業服務上帶來突破性創新。 撰文

陳玉鳳 攝影

黃鼎翔

工研院資訊與通訊研究所所長闕志克帶領團隊完

由

力投入雲端運算系統軟體研發，「這幾年下來，我們培

成「從無到有建立臺灣 Cloud OS 新產業」成果，

育了不少軟體人才，尤其是中間架構人才，開枝散葉出

這是國內首次發展大型雲端系統軟體技術，具備「伺服

去，漸漸讓臺灣也有了自己的軟體人才資源。」人才，

器、儲存、網路、監控、管理」等虛擬化功能，可支援

是臺灣大型軟體產業得以持續發展的憑藉，這也是闕志

整合龐大資料中心虛擬化管理的雲端基礎架構服務。

克帶領雲端中心及資通所念茲在茲的自我期許。

「要做就做到商轉。」這是闕志克常常強調的一句

多年來，工研院的研發成果力求能真正幫助臺灣業

話，於是，在他的帶領下，工研院近五年來，從無到有

者，而國產大型雲端中心作業系統（ITRI Cloud OS）的

建立了臺灣雲端系統軟體新產業，引領臺灣資訊硬體產

成功開發，甚至還帶起了一整個新興產業。「ITRI Cloud

業轉型為雲端系統軟體服務的新市場。

OS」可說是目前世界上最完整的雲端資料中心作業系

為何說是「從無到有」？因為在工研院投入之前，也

統，可支援整合龐大資料中心虛擬化管理的雲端基礎架

就是五年之前，臺灣完全沒有大型作業系統的經驗及能

構服務，目前已技轉 10 家國內廠商，促成投資累積金

力，在這樣的情況下，闕志克毅然決然投入這個領域，

額高達新臺幣 82 億元以上。

「在雲端時代，軟硬整合絕對是臺灣產業將來要走的方 向，而臺灣的資通硬體技術已經很強，我們缺的是大型 軟體技術，一定要有人投入。」於是，闕志克銜命投入， 一路走來，已累積了不少產業化的成果。

協助業者 攻進日本雲端市場 值得一提，工研院協助本土廠商結合硬體實力研發 的雲端系統，以高性價比策略切入市場，目前已成功輸 出日本及東南亞市場。「開發這套高附加價值的整合系

培育人才 打造臺灣軟體產業基礎

34

統解決方案後，我們積極帶領國內廠商進軍國際雲端市

「軟體的最重要核心就是人才，」闕志克直指臺灣要

場。」闕志克指出，與日本電信公司 KDDI 合作，就是

發展軟體產業的最大門檻，就在於國內長期缺乏大型軟

成果之一。KDDI 將工研院開發系統引進日本國內雲端

體開發經驗人才，因此，工研院在五年前因應任務建立

相關設備市場。截至目前為止出貨已逾 3,000 台，有八

了雲端運算行動運用科技中心，招募菁英、延攬海外人

次合作訂單。

此外，工研院並以「ITRI Cloud OS」衍生 成立「雙子星雲端運算公司」，發展企業應 用領域的私有雲及實體主機租賃服務等先進 技術；另外並成立「鐵雲科技」公司，結合 視訊監控雲端運算、大數據視訊採礦及人工 智慧技術，提供整體雲端解決方案，未來三 年內預期每年將有 50% 以上成長率的業務 增長。

轉進 OpenStack 厚實競爭力 展望未來，闕志克強調，持續關注及切 入 OpenStack 是 後 續 發 展 重 點，「 就 我 觀 察，臺灣完全錯過個人電腦領域的免費開源 Linux，在這方面落後不少，現在 OpenStack 是 機 會， 我 們 要 好 好 把 握。」 基 本 上， OpenStack 就是免費開源的雲端作業系統， 其 對 於 雲 端 平 台 的 價 值， 就 如 同 是 Linux 對 個 人 電 腦 的 價 值。OpenStack 可 讓 企 業 打造一套免費雲端平台，實現上雲端的目 標，不論是公有雲、私有雲，都可以使用 OpenStack 來建置。 為 建 立 轉 進 OpenStack， 累 積 後 續 競 爭 力，工研院團隊號召國內產業組織成立臺灣 雲端運算協會，並積極參與國際標準組織 （OpenStack、OCP、OpenDaylight）， 以 掌 握 OpenStack 國際標準發言權及 OCP 認證， 邁向國際雲端市場。 「從無到有建立臺灣 Cloud OS 新產業」， 五年下來，闕志克帶領工研院團隊完成了這 個階段任務，接下來他們仍將在既有的基礎 上繼續努力，讓臺灣不僅是資通訊產業的全 球重鎮，也要讓臺灣成為全球雲端產業的典 範輸出國。

Cloud OS 是國內首次發展出大型雲端系統軟體技術， 具備「伺服器、儲存、網路、監控、管理」等項目的 虛擬化功能，可支援整合龐大資料中心虛擬化管理的 雲端基礎架構服務。

Industrial Technology 35

Focus 產業焦點

製造業的智慧化

以網宇實體系統為基礎 實現智慧製造產業的發展 經由 CPS 發展與示範平台的驗證，可形成不同的解決方案，確實將技術研發落實在業界的應用與擴散上。 進而逐漸形成、擴大臺灣 CPS 解決方案供應鏈體系，加速智慧製造產業的發展與成長。 撰文

工研院產業經濟與趨勢研究中心（IEK）機械與系統研究組經理熊治民

法新社

先進國家中，製造業不只是產業結構裡的關鍵角

在

連結，以取得設備、工件、產品、製程、人員等相關設

色，也深深影響社會經濟的發展；因此製造業的

計與製造資訊；另一方面，則會透過感測器擷取製造系

提升，往往被視為帶動經濟成長的重要策略及動力。而

統與環境、人員的即時資料，然後結合這兩種資料，以

當前全球製造業的發展趨勢與方向，就是「智慧製造」

各種資料運算與處理程序（例如控制程序、演算法、巨

（Smart Manufacturing）， 包 括 美 國 的 先 進 製 造 夥 伴

量資料分析）來形成控制命令，再透過致動器來影響實

（Advanced Manufacturing Partnership; AMP）政策、德國

體設備、環境。因此 CPPS 具有適應性、強韌性與可容錯、

的工業 4.0（Industry 4.0）政策，已有許多國家投入製造

能基於預測產生決策及友善於使用者等特性。

業的革新，我國在 2015 年也提出智慧機械相關政策來

在智慧製造應用上，CPPS 組成架構包括：一、以資 料、模型、演算法及各種應用軟體所組成的網宇空間；

推動製造業的智慧化。 在實務應用上，由於每家企業的營運策略和方式、擁

例如工程知識庫，電腦輔助設計

分析

製造

模擬

有及應用的資源等都不同，因此也需要透過不同的解決

軟體，資料擷取系統、製造執行系統、產品生命周期

方案來實現智慧製造。而在各種智慧製造應用方案中，

管理系統、企業資源規劃系統，以及視覺化人機介面

透過「網宇實體系統」（Cyber-Physical System; CPS，或

系統與網宇安全管理系統。二、由製程設備、能源供

稱為虛實整合系統、虛實合一製造系統、智慧感控系統）

應系統及其他實體設備組成的實體空間；例如 CNC 工

發展及導入，是美國 AMP、工業 4.0 等政策推動的重點。

具機與專用機，智慧機器人與自動化周邊，能源供應

以 CPS 為基礎建構的製造系統也稱為網宇實體製造系

系統，環境感知與控制系統等。而這些實體系統內又

統（CPPS）。組成 CPPS 中的主要元素包括：感測器、

會內含感測器與致動器。三、將實體與網宇空間相連

資訊處理模組、致動器、人機介面。在運作時，各種製

結的網路系統；包括有線、無線及區域、廣域網路，

造系統內的資訊會在這些組成元素中形成迴路。CPPS 與

各種資訊伺服器與資料控制系統，以及由電腦、行動

目前一般自動控制製造系統不同的地方在於：CPPS 中的

裝置、穿戴式裝置所組成的人機介面。四、CPPS 能透

資訊處理模組一方面會與數位製造（例如 CAD

CAM

過網路與企業其他 CPS，以及上游供應商、下游客戶的

CAE 等）、產品生命周期管理系統（PLM）、製造執

CPS 連結，或是透過雲端系統取得分散式運算、巨量資

行系統（MES）或企業資源規劃系統（ERP）等數位資訊

36

圖片來源

料分析等雲端服務。

對臺灣的製造業來說，智慧化人機介面、智慧化工作站是能夠促進競爭力提升的 CPS 應用需求。

CPS 方案與物聯網需相配合

具有運作監控及預知保養等新功能。三、對於需要新技

對臺灣的製造業來說，能夠促進競爭力提升的 CPS

術、新元件與系統整合才能實現的 CPS 應用方案，要針

應用需求，包括降低整體製造成本、縮短產品開發與

對產業應用需求及市場狀況，並結合政府資源和產研投

製造時程、提高產品品質、滿足多元化生產需求、提

入來開發。例如智慧化的工具與資產管理系統、模組化

高產品及服務價值。為滿足這些需求，需要設備運作

設備及隨插即用設定等。

監控和預測保養、數位設計與模擬、智慧化生產設備

在產業需求導向下，透過各種 CPS 的技術研發，不僅

與流程、智慧化產品、智慧化工具與資產管理系統、

能夠促成更多產學研的合作，而且經由 CPS 發展與示範

智慧化品管工具與系統、智慧化人機介面、智慧化工

平台的驗證，還可形成不同的解決方案，確實將技術研

作站、能源管理系統、模組化與隨插即用設定等 CPS

發落實在業界的應用與擴散上。

的應用方案。而這些 CPS 方案也可能需要與物聯網及 巨量資料應用相配合。

另一方面，發展臺灣焦點產業所需的 CPS 也是促進智 慧製造產業展的重要策略。例如臺灣具有優勢的精密零

不過與國際發展狀況相比，目前國內在絕大多數 CPS

組件製造業，可以結合精密機械設備與智慧自動化等相

應用方案的技術發展與業界擴散上，都還需要持續努

關產業，發展製造領域 CPS 的應用典範，並形成 CPS 系

力。在製造領域 CPS 的應用方案發展策略上，建議由三

統與應用服務體系；然後再持續往其他產業應用進行水

個方向來推動：一、將既有的元件與系統，轉為應用在

平擴散。透過 CPS 應用方案發展與在各產業中擴散，就

CPS 方案中；例如將倉儲物流業所使用的 RFID 技術，用

能逐漸形成、 擴大臺灣 CPS 解決方案供應鏈體系。有

在智慧化的產品與製程，甚至還可結合物聯網、提高應

了具規模的供應鏈，不只能夠支持各項產業建構及運用

用效果。二、採用既有元件，但是以創新整合的方式，

CPS，並且能夠引導產業建立新的產品與服務市場，培

開發新的 CPS 應用方案；例如在原本機台設備上加裝感

育新創企業、擴大產業規模，進而加速智慧製造產業的

測器、資料傳輸網路、資料轉換分析軟體等，使得設備

發展與成長。

Industrial Technology 37

Focus 產業焦點

專訪雷立強光電科技股份有限公司張加強董事長

開創低溫大氣壓電漿技術 徹底顛覆傳統方法 閃電的瞬間能量，這是電漿鍍膜技術的來源。有許多技術都已能人工合成閃電。但是，如何在製造出閃 電的同時降低溫度，而且採用的是無毒的一般空氣，甚至是在開放式環境中完成，這就頗有難度了。衍 生自工研院的雷立強光電找到了這個方法，這個團隊辛苦創新的革命性技術，已顛覆了許多應用市場。 撰文

陳玉鳳 攝影

電

黃鼎翔

漿鍍膜技術來自於大自然閃電的瞬間能量，所謂 的電漿是氣體、液體固體之外的第四態，一般熟

知的極光就是第四態。傳統的電漿鍍膜做法必須在真空 腔體中進行，高溫且須使用有毒材料。相反地，之所以 說雷立強顛覆了傳統，在於雷立強光電所開發的全球唯 一低溫環保大氣壓電漿鍍膜技術，不需在真空環境中進 行，在開放式環境中就可以實施，採用完全無毒的空氣 且溫度極低（小於攝氏 150 度）。 然而，雷立強究竟是如何做到將 15,000 伏特的高壓 電濃縮為一個點，且同時還大幅降低溫度？「關鍵就在 於電漿設計，我們利用低溫電漿鍍膜設備核心技術，在 大氣壓電漿源的設計與研究上得到到重大的突破。」雷 立強董事長張加強進一步說明，「利用創新的電漿設 備，我們能鍍出品質極佳的透明導電薄膜，我們的低溫

利用低溫電漿鍍膜設備核心技術，在大氣壓電漿源的設計與研究上得

大氣壓電漿鍍膜技術是全球唯一的綠色製造技術，從設

到到重大的突破。

計、原料、製程、設備，全部以不傷害環境為考量，是 真正的環保。」

博士在 1907 年首次發現 TCO 的透明導電性到現在，有 關 TCO 的製造技術種類有將近有 20 種，目前主流的量

開放式、低溫、無毒 品質甚至更好 更 詳 細 一 點 說 明， 透 明 導 電 氧 化 物（Transparent Conductive Oxide; TCO）廣泛使用於各種平面顯示器，包

38

產技術則是真空下的 Sputtering 技術與 CVD 技術，至於 其他的真空或非真空下的製程技術，對於上述的主流應 用而言，品質都還不夠好。

括平面顯示器（FPD）、觸控式螢幕（Touch Panel），以

此外，無論是目前的主流或非主流 TCO 製造技術，

及建築能源用透光玻璃、太陽能電池等。自從 Baderker

都有一些共通問題─因為必需使用昂貴的金屬靶材或有

雷立強董事長張加強表示，「我們的低溫大氣壓電漿鍍膜技術是全球唯一的綠色製造技術，從設計、原料、製程、設備，全部以不傷害環境為考量， 是真正的環保。」

毒的有機金屬化合物，所以就會導致製程成本過高及危

法進行高品質金屬氧化物鍍膜製程的限制，充分利用大

險，而且溫度也偏高，高於攝氏 200 度。「因為沒有太

氣壓電漿高電漿密度的特色，能成功在低溫基板中沈積

多選擇，所以臺灣業者在投入 TCO 相關產業時，大部分

透明導電氧化薄膜。」至於價格，據了解，真空電漿設

只能購買目前現有的 Turnkey 設備與技術，也就無可避

備隨便都要上億元，但是雷立強的設備相對便宜許多。

免得面臨同樣的問題。」張加強說。

不只如此，雷立強技術的另一個重要創新之處，就是

現在不一樣了，雷立強光電的出現，讓相關業者能

能在透明導電薄膜上，直接結合抗反射（Anti-Reflection;

擁有成本更合理、製程更安全及環保的選擇。「我們的

AR）功能。這樣的設計有兩個重要目的，其一，是降低

創新之處，就在於不採用傳統的真空鍍膜或溼式鍍膜技

光線的反射，如此就能增加透光性（透光 >90%），這

術，我們直接大膽挑戰利用非真空環境下的電漿技術來

對許多光電產品是很重要的。其二，就是能實現光學複

做 TCO 鍍膜，而且在安全且及成本低廉的前提下，TCO

合膜的功能，也就是 TCO+ AR，如此一來就能降低元件

鍍膜性能甚至更好」關於雷立強的 TCO 鍍膜性能，重要

整合的複雜度，良率也得以提高、成本可以降低。對觸

指標是片電阻小於 8Ω/sq。

控面板產業來說，良率從 50% 提升至 80% 以上的關鍵

雷立強進一步說明，「我們突破了以往大氣壓電漿無

之一就在這裡。

Industrial Technology 39

Focus 產業焦點

雷立強利用創新的電漿設備，能鍍出品質極佳的透明導電薄膜。

衍生自工研院 技術屢屢得獎

40

談及當初勇敢創業的心路歷程，身為創業團隊的領導

雷立強開發的低溫環保大氣壓電漿鍍膜技術，其突破

者，張加強說，「會去創業是因為我們更珍惜生命與時

性無庸置疑，而這樣的創新科技當然是來自於長時間的

間，到產業界才能真正知道我們的價值！」話說如此，

研發投入。早在 2005 年時，當時的工研院團隊，現在

創業至今，張加強未曾動搖當初的初衷，這其中很大一

的雷立強的核心人員，便跨領域結合設備專家及元件整

部分的原因，當然是來自於對於此項技術的信心。這項

合技術領域的專家，大家攜手合作，企圖開發出創新的

低溫環保大氣壓電漿鍍膜技術曾得到許多大獎殊榮，這

的設備技術與方法，為未來產業布局。

就說明了一切。

在經過八年的苦心研發後，經評估此創新技術極具市

此技術已獲得工研院創新研究獎、傑出研究獎金牌，

場開創及商業化價值，因此該團隊在工研院的協助下，

國家發明獎、華爾街日報科技創新獎（TIA 獎）與全球

於 2014 年新創成立雷立強光電科技股份有限公司，創

百大科技獎（R&D100 Award）肯定，且已申請多項專利。

業核心團隊有四人，目前總計有 10 位員工，資本額約

這項創新技術在投入市場接受檢驗後，佳績頻傳，事實

為新臺幣 4,300 萬元。

上，雷立強近幾年在光電、車用，甚至是生醫、紡織市

場領域都已有所布局及斬獲。

常感謝工研院的協助，「媒體宣傳、聯合參展，工研院 總是給予我們許多機會，工研院也提供許多諮詢協助，

市場布局漸有成 產能大幅擴增

事實上，我們的第一個客戶就是工研院介紹的。」

首先，在光電部分，國內已有面板大廠與雷立強合作，

為了要擴展應用面，雷立強也積極推進技術進程，「我

而由於利用雷立強技術能產出具有親疏水性的奈米薄

們的電漿塗布，從噴射點狀、進展到線型電漿，將來還

膜，因此，此技術設備也能用於紡織布料的創新上。此

要實現面型電漿。」由於市場需求越來越明顯，雷立強

外，車用市場也是雷立強積極布局的市場領域之一，首

現階段正積極於楊梅廠房擴展產線，預期年產能將增加

先是從汽車後窗開始，再者，汽車後照鏡所需的透明導

至 200 台左右。張加強並特別提到，「雷立強是設備代

電膜，同樣是雷立強可以施力的市場切入點。

理商崇越代理的唯一一家國內設備業者。」由此或許可

在雨天、溫差很大或下雪的國家，後視鏡的後視功能

以了解雷立強技術及設備的商業價值的確受到肯定。

會受到嚴重的影響，無法確保行車安全，因此，目前高

無論是光電或半導體產業，在整體供應鏈中，臺灣在

級汽車車種多採用各種相關技術來防止後視鏡鏡面產生

設備環節的實力都相對較弱，現在，藉由雷立強光電的

霧氣或是結冰，尤其是目前汽車左右兩側方向後視鏡已

核心技術─低溫大氣壓電漿技術，臺灣有機會在真空設

逐漸具備許多資訊，如 GPS 轉彎方向提醒、後側車輛警

備市場之外另闢蹊徑，透過發展非真空設備並結合先進

示等資訊功能，因此除霧等功能就更重要。

透明導電薄膜製程技術，相關技術及設備的實力累積指

「然而，傳統鍍膜技術成本高且製程上需使用到有毒 材料，使用上有所疑慮，」雷立強總經理張加強進一步

日可待，雷立強也預期將能在臺灣設備產業中成為一股 躍升的力量。

說明，「透過大氣壓電漿鍍膜 技術，不需仰賴昂貴的真空環 境，且能避免在製程中使用有 毒材料，既環保又能降低製程 成本，由此看來，我們的產品 非常有競爭優勢。」 目前雷立強所製造的防霧防 冰鍍膜產品，可以確保後視鏡 的清晰不受氣候影響，目前已 於日系車種有所配合，「我們 首先選擇進入日本市場，是希 望能透過跨過難度高的市場門 檻，帶起後續的口碑效應。」 不過，張加強也不諱言汽車市 場的認證期拉得非常長，因此 目前雷立強在此市場還處於耕 耘階段。此外，半導體產業也 是雷立強亟欲耕耘的目標市場 之一。 談到市場的擴展，張加強非

透過大氣壓電漿鍍膜技術，不需仰賴真空環境，且能避免在製程中使用有毒材料，既環保又降低製 程成本。

Industrial Technology 41

News 科技快訊

打造全球智慧機械之都

2016前瞻機械與航太

提升臺灣經濟力論壇

精密機械與航太屬於高科技、精密及安全產業，中央和地方政府領航，帶領產業和學術界以臺中為立基 點，將臺灣機械產業推向國際航太市場。 撰文

編輯部 圖片來源

工研院

響

應新政府提出的五大創新研發計畫，打造臺中成為

全球智慧機械之都，「前瞻智慧機械與航太，提升

臺灣競爭力」論壇日前在臺中登場。蔡英文總統、經濟 部部長李世光、潭雅神協進會理事長黃耀德、臺灣區工 具機暨零件工業同業公會理事長卓永財、漢翔航空副總 杜旭淳、工研院工具機科技中心主任陳來勝等產官學界 蒞臨座談，開啟跨領域合作交流的契機。 蔡英文總統甫上任即提出「智慧機械」、「國機國造」 的產業政策方針，此次論壇邀集機械與航太領域產業先 鋒，包括精密機械的上銀科技、程泰機械及亞崴等大廠， 以及國內航空工業的龍頭漢翔公司與長榮航宇；結合臺

響應新政府提出的五大創新研發計畫，打造臺中成為全球智慧機械 之都，產官學界蒞臨「前瞻智慧機械與航太，提升臺灣競爭力」論壇， 開啟跨領域合作交流的契機。

中市在精密機械產業的優勢，將臺中打造為「智慧機械 之都」，發揚臺中不只是全球工具機製造重鎮，也是工

密及安全產業，臺中現在更要將高科技智慧量能注入機

具機及其他機械設備主要消費區域，具備影響全世界 60

械產業中。漢翔公司在臺中已深耕多年，美國波音與奇

公里的產業聚落，還有機械產業及航太零組件產業完整

異公司都是漢翔與長榮之客戶，如今即將建置第一條智

上下游供應鏈體系。

慧加工產線。未來若在臺中打造精密機械及航太總部，

推升臺中成為世界級智慧機械之都，臺中市政府不遺

透過漢翔及長榮做火車頭，結合航太與智慧機械產業，

餘力，臺中市長林佳龍出席論壇時表示，放眼望去，臺

與工研院、中研院及中科院等國家法人整合為產業聚

灣所有產業最有競爭力廠商，包括臺灣精密機械、工具

落，期盼成為國際級的科技與產業領頭羊。

機及其零組件廠，有七成業者都在中部設廠，其中工業

本次論壇也特地結合學術界力量，形成北中南機械

技術研究院亦扮演帶動產業研發的關鍵角色，多年來在

系所匯聚臺中的空前盛況。中央和地方政府領航，帶

機械領域，從半自動、自動化，，到目前正在推動智動

領產業和學術界以臺中為立基點，除了將臺中建構為

/ 能化工廠，以智慧機械打造下世代先進製程，促進產

智慧機械之都，也整合全臺 機械技術能量，將臺灣機

業再升級。

械產業推向國際航太市場，提升臺灣打國際盃之競爭

不僅如此，由於精密機械與航太都是屬於高科技、精

42

力。

工研院開設企業二代暨未來CEO研習班

淬煉視野創新思維 解決接班問題 工研院第一屆「企業二代接班人才研習班」圓滿結業，一系列精彩課程，為二代接班人帶來新的視野與 思維，而課程中的分組討論、團隊合作及分享，更連絡二代接班人感情，協助其打造人脈網絡，甚至促 成跨界合作，可說為臺灣經濟與產業的發展，注入新的活力。 撰文

劉麗惠 圖片來源

工研院

在

30 多年前臺灣歷經一波經濟快速成長期，造就許

多成功中小型家族企業，如今，這些企業不僅正

面臨轉型升級的急迫性，也都有二代接班的問題。為協 助中小企業突圍既有困境，讓企業二代順利接班，甚至 讓二代在接班過程中，成為企業轉型升級驅動力，工研 院善用技術與管理的軟硬體資源，並整合產官學各界與 工研院院友的能量，於 2016 年六月開辦第一屆「企業二

工研院善用技術與管理的軟硬體資源，並整合產官學各界，開辦具

代接班人才研習班」，從企業需求出發且具結構性、創

結構性、創新的課程，成功拓展企業二代與未來接班人寬廣思維。

新的課程安排，成功拓展企業二代與未來接班人寬廣思 維，對促成企業轉型升級與永續經營，將帶來很大幫助。

虎奇摩電子商務副總裁王志仁、世才管理顧問執行長劉 文尹、台聚集團財務長劉鎮圖等經營與管理大師，以多

課程角度多元 成功創造新價值

元角度傳授企業二代新經營概念。

工研院產業學院執行長羅達賢指出，過去 40 年來，

同時也邀請台灣生醫材料公司創辦人廖俊仁、QSearch

工研院在臺灣經濟發展上一直扮演工業技術研發的火車

創辦人蔡汶成等創業家，給予企業二代創新創業思維，

頭，造就許多舉世聞名的跨國企業，並且成為我國產業

並邀請環球水泥副總經理侯智元，以新生代接班人身分

科技研發與管理人才培訓重鎮，為延續工研院強大人才

現身說法，闡述身為環球水泥第四代接班人，以及他與

培育能量，2015 年開辦首屆「科技產業經營高階主管研

兄長侯智升成功「內部創業」創辦利永環球新創公司的

習班」，獲得產業界及院內高階主管的好評，並有許多

過程。

中小企業前來詢問，想要報名此極具特色的課程。

羅達賢強調，面對新經濟時代，臺灣中小企業未來

為迎合中小企業的需求，工研院特別以中小企業所面

領導人應具備廣泛而開放的視野，並打造洞察力、分

臨的人才瓶頸出發，首辦「企業二代接班人才研習班」，

析力、創新力、企劃力、執行力與領導力，如此才能

透過「新經濟與趨勢」、「科技應用」與「企業經營」

為企業帶來新方向並往前進。而培育企業二代擁有上

三大面向課程，在強調新科技之應用與創新以促進企業

述能力並增進學員間人際網絡，正是「企業二代接班

轉型之主題架構下，邀請榮剛材料科技董事長也是工研

人才研習班」的使命與目標，希望能為國家產業與經

院院士的陳興時、宏碁臺灣營運總部總經理黃鐘鋒、雅

濟發展，帶來源源不絕的創新與動能。

Industrial Technology 43