問:各國都已投入重金發展奈米科技,請問我們的優勢何在?
答:各國規劃的奈米國家計畫結構並不相同,大部分國家著重在基礎研究以及未來的新興產業上,例如美國把百分之六十的資源放在奈米生技領域,而這方面我們只投入百分之五,彼此有所區隔。
另一方面,先進國家多半把重心放在最尖端的奈米基礎研究上,可能十五年內都不會有產業化成果,我國卻把百分之六十的資源放在產業化應用上。眾所周知,把一項新科技快速地產業化、商品化,正是台灣最傲人之處,也是我們最應善加利用的利基。
問:台灣發展的重點項目是什麼?
答:這應該先從產業大趨勢分析起。根據美國和日本的估計,二○○五年時,全球的奈米產業產值約達到七百多億美元,到了二○一○年,卻暴增到一兆美元,將近十三倍的成長,特別是資訊電子領域的成長更高達二十五倍。這其中,年代所顯示的意義比數字更重要。
也就是說,未來二到四年內,全球奈米產值的創造,大多集中在傳統產業的升級應用上。直到二○○五至二○一○年間,才開始奈米資訊電子的白熱化成長。而工研院擬定的奈米發展計畫,正好完全呼應這個趨勢。
具體來看,為了因應未來五到十年間的奈米電子競賽,我們將研發重心集中在最有希望致勝的五大類明星產業上。
首先是延續CMOS製程的奈米電子。因為CMOS矽晶片半導體製程,是台灣最重要的產業利基所繫,台積電在二○○三年將可推出線寬僅九十奈米的製程,下一個目標是在二○○五年推出「六五奈米」製程,估計未來十五到二十年內可以達到九奈米的極限。在這中間,不管是量子電腦、DNA晶片等都還不會成熟,不太可能取代CMOS製程。
此外,我們正和台積電合作開發磁性記憶體,這種記憶體可以集合目前DRAM、SRAM和Flash三者的優點,所以被稱為「終極記憶體」,目標是二○○四年可以和世界一流大廠同步量產。
第二項是新世代的顯示器。首先是奈米碳管場效發射顯示器,這種電視和電漿電視及液晶電視一樣優越,而價錢便宜許多,尺寸也更大。目前韓國三星集團在這方面相當先進,我們也已和國內東元電機等廠商組成聯盟,共同研發。
由塑膠和電子結合的「可撓式顯示器」,也是未來的發展重點。如果電腦螢幕可以用滾筒方式生產,不必一片一片製造,還可以捲起來放在公事包裡,便利性將可以大幅提昇。
第三項是所謂的「量子點雷射」。所謂量子點,是由少量原子所聚集而成的物體。量子點雷射是一種未來光通訊可用的光源,還可以作為白光,取代日光燈,同時也可以發展為接替奈米碳管之後的下一世代電視螢幕。它可以節省百分之九十的能源,而且光域更廣。
事實上,今年底工研院即將發表全球第一件可供商業生產的光通信照明光源。這是我們光電所和俄國IOFFE學院合作開發的,這個學院的院長就是去年的諾貝爾獎得主Alferov博士。有了這樣超強的研究組合,再搭配國內廠商靈活快速、廉價量產的效率,相信台灣可以搶先切入奈米雷射光源產業。
第四項重點發展項目是超高密度的資訊儲存媒體。目前一片DVD的儲存量是四•七個Giga bytes,若是儲存點能大幅縮小,估計未來將可達到以兆位元為單位,容量是現在的二百多倍。
最後一項重點則是微型燃料電池,預計二○○六年時,我們可以研發出待機長達五十天的手機電池,筆記型電腦電池可以延長到十二小時,下次你去咖啡店趕報告、用無線上網找資料時,就不必擔心電腦會沒電了。
以上的這五項,是我們迎向二○○五年奈米電子起飛年代的利器。這些方向都已是國際大廠共同衝刺的目標,產業界已有共識,因此不會有泡沫化或走錯路的問題。而我們也有信心,這次台灣將擺脫「二軍」地位,在很多產品上成為領先開發者。
問:關於傳統產業升級部分呢?
答:傳統產業升級部分,可以算是第六大重點,也是我們已在積極進行中的。但這個領域的可能性是無窮無盡的,光是奈米粉體的應用,就牽涉到許多種產業,工研院不可能完全自己去作,而且這是一場「人海戰術」,能發動越多人去嘗試,就越有成功的可能。因此我們陸續成立產業促進會,扮演觸媒的角色,一方面協助業者作製程開發,同時協助進行檢驗和認證。
整體的規劃,可以說是「20-60-20」比例:百分之二十的資源放在近程的輔導傳統產業升級上,百分之六十放在中程的五大奈米明星產業領域上,另外百分之二十,則用來從事真正尖端、全新的奈米科技探索。尖端部分的研發,又可以和中研院物理所所長吳茂昆所領導的「奈米學術卓越計畫」相銜接。
問:奈米科技需要投入大量資源,產業界的人才和資金來源,會不會出現匱乏問題?
答:有些人認為,十五年前台灣半導體產業的發展,大部分得力於海外歸國學人,目前海外人才庫已經大量減少,值得憂慮。但其實,經過這些年的努力,台灣在高科技製造技術上已經是全球領先者之一,而奈米正是一種製程技術。所以我們不必妄自菲薄,應該著手培養自己的人才。
至於資金,也有人認為,新科技應該由有遠見的創投資金率先投入,像過去十年的網路科技一樣。但從剛才的數據中,我們可以推知,全球奈米科技的第一個一兆美元產值多半不是來自新公司,而是來自目前已存在的各產業廠商。因為第一階段的奈米應用,只是改變材料,還需要原有的製程經驗相配合,這不是新公司一蹴可幾的。至於十五年後都不見得會商品化的尖端構想,雖然很有趣,但風險太高,現在就大舉投入並不必要。
問:台灣未來的競爭對手有哪些?對您來說,壓力大不大?
答:在奈米科技領域,未來最大的競爭對手還是南韓和日本,因為他們高科技產業的製造能力一直在進步,不像美國和歐洲,基本上已經退出了很多項製造領域。而大陸的奈米基礎研究很強,又可以藉著人海戰術找到許多應用發揮的空間,但他們的產業化、商品化根基究竟薄弱,短期內還不是台灣的對手。
至於我個人,雖然負的責任很重,但並不會感到太大的壓力,因為台灣的確具備發展奈米科技的本錢。而且我們的進展十分快速,許多奈米產品,在短短的一年前只是「聽說」國外有做,現在都可以自己做了。
有趣的是,進入奈米的研究,也許因為是一個全新的開創空間工作,我們的研究人員都好像變得聰明很多,我相信產業界也會有同樣的體認。
可以這樣說,奈米科技是台灣在發展半導體之後,最大的一件大事,我衷心希望它能像半導體一樣大獲成功。但我也要提醒大家,奈米科技是一種製造技術,就算做到了神仙,受益的也只是佔GDP百分之二十六的製造業。如果我們的服務業還是第三世界水準,光靠最先進的製造業也是沒用的。
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身負我國奈米科技產業化重任的工研院副院長楊日昌一派瀟灑,因為台灣是最有本錢發展奈米應用的國家之一。(林格立攝)
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以「產業化」為重心的「奈米國家型計畫」資源配置圖 (二○○三年至二○○八年)
產業化計畫
14,081,956 ( 60.8% )
核心設施建置
與分享運用計畫
3,768,942 ( 16.3% )
人才培育計畫 295,000 ( 1.3% )
108,000 ( 0.5% )
國家型科技計畫辦公室
學術卓越計畫
4,899,500 ( 21.1% )
單位:仟元
註:二○○三至二○○五年為第一期計畫;
二○○四年至二○○八年為第二期計畫,第二期計畫經費為暫估數。
總計:23,153,398 ( 100% )
資料來源:工研院
製表:魏錦華
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奈米科技五大明星產業
奈米微機電
微型燃料電池
新世代顯示器
奈米雷射光源
高密度資訊儲存媒體
製表:魏錦華