個人工廠開張!
個人工廠開張!
2013.06.27 |

3D列印讓製造業從規格化、量產的唯一原則,延伸出少量、客製化的新商業模式,新一波「個人工廠」將在未來遍地開花。

許多人入手一支最新的智慧型手機後,第一件事就是選購一個手機殼,如果找不到喜歡的款式,現在你可以自己「印」一個!今年1月諾基亞(Nokia)公開了主打機Lumia 820背蓋的3D數據,使用者可以挑選喜歡的顏色,甚至是自行設計圖案,套用諾基亞提供的背蓋零件長寬高數據,交由3D列印廠商幫你「印」出來,完全客製、獨一無二。

在傳統的製造流程中,每一次的生產都必須重新打造一個模型,基於開模成本考量,必然有最低生產數量,少則1千個,多則上萬。但在3D列印的世界,省去開模流程,只做10個、5個,甚至1個,都沒問題。並且能印出各式各樣的材質,從塑料、金屬、陶瓷,利用堆疊的方式製造,不只能做出模型,更能直接生產成品。

工研院南分院執行長徐紹中指出,少量、多樣化將是未來製造業必然走向,「這是由於未來世代需求的產品快速變化。」3D列印正符合未來製造需求,且以使用者需求為導向,要什麼才做什麼,在這樣的流程變化下,可幫助製造業減少庫存,甚至沒有庫存,唯一的庫存就是電腦中的3D模型圖。

前兩次的工業革命帶動製造業從人工製造、機器製造演進到大量製造。被譽為「第三次工業革命」的3D列印,究竟會帶來什麼樣劃時代的改變?「使用者製造、社群製造,是這一波革命中最重要的新價值,」在台灣率先啟動3D列印市場教育的威盛電子行銷部副總裁布朗(Richard Brown)說。

台灣開跑
1月份的周末,威盛電子新店總部內聚集了幾十位年輕面孔,他們有些還是學生,有些是設計師,也有人正開始創業。這是一個為期兩天的工作坊,參與者正埋頭設計自己的筆筒、燈罩、手環,上午完成3D繪圖,下午就能用3D印表機「印」出來。台灣的「自造者」運動,從這裡開始。

過去幾年從股王寶座重重跌落谷底的威盛,正試圖藉由3D列印帶起的「自造者」趨勢力拚轉型,希望能從個人化的嵌入式裝置市場機會下,再度奮起,而3D列印正是帶動個人化裝置的關鍵應用。

布朗指出,過去台灣製造業依靠微軟和英特爾(Wintel)的發展藍圖生存前進,但台灣本身卻缺少了發明能力,「這在大量製造的PC時代不是大問題,但以後呢?」他點出威盛看到的製造業未來:少量化、客製化生產模式即將崛起。

以前的製造業是客戶下單後才行動,但社群製造是同步反映市場需求,並且快速得到使用者回饋,」布朗說,因此各式各樣的小量商品將是未來製造業的新模式。威盛除了看好3D列印,也在去年推出基於ARM架構的APC嵌入式主機板,可用於各種物聯網智慧裝置。兩者相互搭配,正面擁抱「自造者」趨勢。

更多創意實現
但布朗也指出,目前台灣****3D****列印市場才剛起步,因此威盛現階段必須先教育市場。去年底開始和玉山創投合作,雙管齊下舉辦硬體聯網裝置工作營APC Boot Camp和3D列印工作坊。前者是透過威盛的APC主機板,設計各種物聯應用;後者則從軟體教學到硬體實做,讓更多人學會自造。最終人們可以APC主機板設計出軟硬整合的商業模式,硬體外殼則可透過3D列印做出來。

隨著數千美元的平價3D印表機逐漸成熟,就是用來測試創意實現的可能性,並快速做出原型機的最好平台。布朗建議,在當紅的群眾募資平台Kickstarter上有許多創新點子,若台灣製造業能挾既有實力,和平台上的創意軟硬互補,將會是很好的機會。

**所有人都在談創新,但究竟該怎麼做?3D列印帶動的新製造模式就是一個明確方向。
****
3D
****列印帶來的製造變革
****改變一:成本均一化,不再以量制價
****改變二:有訂單才製作,無庫存
****改變三:在地化、客製化更普及

**資料來源《數位時代No.227》

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突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海
突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海

在後摩爾定律時代,台灣奈微光不僅是開發出一款新晶片,更在於證明了創新不必只沿著摩爾定律持續追求製程極限,採取橫向發展同樣能找到市場著力點,台灣奈微光正運用 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)製程,打造出全球少見、能「嗅聞」世界的感測平台,這場從臺大實驗室技術啟程的冒險,正讓臺灣半導體產業看見另一條通往未來的道路。

跨足大健康與車用,奈微光用矽光子打造感測新藍圖

台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
圖/ 數位時代

正當全球半導體產業競相投入奈米級製程競賽,追求更小、更快的晶片時,台灣奈微光卻選擇了一條截然不同的道路。「我們的核心技術就在於光子 IC 設計。」台灣奈微光董事邱俊榮說明,他們所做的是「光的晶片」,與傳統專注於電子電路的 IC 完全不同。

長久以來,市場上若要製造中長波紅外光的光源,普遍會採用化合物半導體。然而,化合物半導體不僅成本高、良率較低,且在光譜調控上存在不少挑戰,台灣奈微光則突破性地利用 CMOS製程,直接從矽基底打造出中長波紅外光光源,顛覆了以往的作法。

邱俊榮強調,這都要歸功於臺灣半導體 CMOS 製程的高度成熟與優異良率,讓台灣奈微光能在成本上取得絕對競爭力,打破中長波紅外光技術高昂的門檻。「我們是透過 CMOS的半導體製程設備,把晶片延伸到矽光子光源與矽光子感測器。」他指出,「這就是台灣奈微光最核心的差異化。」台灣奈微光的矽光子技術,也催生出最具顛覆性的應用──微量氣體的連續偵測。傳統上,偵測微量氣體多依賴大型設備,或是藉由薄膜與電化學感測器,體積龐大、造價不菲,且難以持續監測,必須等待薄膜變化才能得到數據,台灣奈微光則運用中長波紅外光,透過氣體吸收特定波長時產生的能量變化,實現即時且連續的濃度偵測。

在應用面,台灣奈微光鎖定「大健康」與「汽車」兩大領域:希望未來能將這項技術導入智慧衣等穿戴裝置,持續監控呼吸與體內氣體變化,也可應用於電動車市場,偵測鋰電池異常釋放的氣體,為車輛安全嚴格把關。

挑戰摩爾定律侷限橫向創新,打開感測市場新局

台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
圖/ 數位時代

這項突破性的感測能力,也展現出台灣奈微光對半導體產業發展脈絡的深刻洞察,傳統的半導體產業長期依循摩爾定律,追求單位面積內電晶體數量的極大化,也就是線寬持續縮小、功能不斷堆疊,屬於典型的「縱深式」發展,然而,隨著製程推進至1奈米世代,單台曝光機設備高達4億美元,資本支出急遽膨脹,物理極限與成本效益成為產業面臨的重大挑戰。

台灣奈微光選擇另闢蹊徑,他們將半導體製程的應用「橫向」擴展。邱俊榮指出,即便在傳統 IC 領域中,微米級製程線寬早已鮮少被提及,但在感測器等應用領域依然蘊藏廣大潛力,台灣奈微光正是運用這些「尚未被徹底開發」的微米級製程,結合自家的矽光子技術,開發出光源與感測器晶片,創造全新的應用價值,這意味著,臺灣半導體產業不只在奈米級製程領域具備領先地位,還能進一步將既有資產延伸至更多元的應用場景,而不必一味追逐最先進的製程節點。

「我們不是照著摩爾定律的方向往下挖掘,而是打開另一種可能,只要做一些物理上的調整,就能產生中長波的光源,還能偵測中長波紅外光,甚至在同一顆晶片上就可同時偵測到紫外光。」邱俊榮強調,這正是對半導體生命週期的延伸。他也提到,台灣奈微光的目標並非爭奪市場,而是藉由技術替換,協助既有產品升級、實現價值加值(value-add)。

不過,若要讓這項劃時代的光感測技術真正落地並普及至廣大市場,仍需面對商業化與規模量產的多重挑戰。為了推動晶片功能從單一走向多元,並提升其多波段的精確調控能力,台灣奈微光申請了經濟部產業發展署所推動的「驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫」(簡稱晶創IC補助計畫),期望加速技術成熟與市場部署。

AI時代新戰局,台灣奈微光技術應用的無限可能

此計畫的核心目標,是讓單一晶片實現「多波段(multi-band)有效控制的微分辨識」。過去,台灣奈微光所開發的晶片多以單一功能為主,而透過晶創 IC 補助計畫的資源,將協助他們推進晶片功能的多元化。

這項技術的挑戰,在於如何精準控制多個光譜的發射。邱俊榮形容,以前的設計就像一次將所有光譜全部釋放,現在則能做到「要A動、BC不動」或「C動、AB不動」等更細膩的調控,要達成這種「誰要動、誰不動」的精準控制,必須增添新的光罩設計與更複雜的驅動機制,雖然這意味著更高的開發成本,但能顯著簡化後端機構,加速產品量產與推向市場的進程。

台灣奈微光預計在2026年6月前完成這項技術開發進入投片階段。儘管從投片到實際市場落地仍需時間,但他們已開始與紡織、電動車鋰電池、半導體廠房氣體偵測等產業客戶溝通布局,力求縮短市場開發週期。同時,在迎接AI的時代,數據品質與廣度更是關鍵。邱俊榮認為,台灣奈微光的矽光子感測技術,能為AI提供更精確、即時與連續的數據。透過晶片同時測量多種身體參數並實現每秒連續偵測,將提供豐富且精準的「身體密碼」數據,不僅能協助AI進行更深入的演算找出過去未能捕捉的變化規律,更將賦能AI在大健康等領域做出巨大貢獻。

目前,台灣奈微光正積極與半導體廠房氣體偵測廠商、大健康品牌客戶及跨產業夥伴合作。展望未來,台灣奈微光不僅要透過晶創IC補助計畫將晶片功能多元化,更將持續深化技術,證明台灣半導體產業不只在極限製程上領先,更能橫向開拓無限的市場潛力,為全球帶來前所未有的感測應用突破。

|企業小檔案|
● 企業名稱:台灣奈微光
● 董事長:張坤昱
● 核心技術:CMOS製程的先進矽光子光源晶片模組與感測晶片模組
● 資本額:新臺幣4.5億元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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