工研院奧斯卡獎發表,台製機器人、5G技術、電動車模組都入榜
工研院奧斯卡獎發表,台製機器人、5G技術、電動車模組都入榜
2018.07.10 | 物聯網

工研院於今(10)日舉辦了號稱工研院奧斯卡的工研院菁英獎,五個獲獎的技術團隊皆具有相當的國際實力。工研院菁英獎內容包含了許多未來發展的技術,從5G、紡織染色、電動車、IC設計以及機器人技術,已有不少國內廠商進行接洽。

工研院院長劉文雄期望工研院技術能夠協助台灣產業突破、加值,創造嶄新的藍海市場。劉文雄也表示,工研院團隊應具有市場研發導向、建構產學銜接橋樑、接軌國際以及推動產業轉型等特性。

工研院院長劉文雄
工研院院長劉文雄認為,工研院研究具備接軌國際等特性。
圖/ 陳君毅攝影

讓紡織再無廢水,超臨界染色與機能化同步技術

超臨界流體的染色三原色
台灣紡織業的未來科技:不會排放廢水的超臨界染色與機能化技術。
圖/ 陳君毅攝影

Nike、Adidas等大廠達成協議,將於2020年達成「零排放」的目標。紡織業是台灣重要的產業之一,自然需要新技術達成與國際接軌的準則。

過去染色與機能化(市面上看到的運動機能衣功能)皆會產生大量的廢水排放,在超臨界流體以流體狀態的二氧化碳做為染色媒介的情況下,能減少大量用水,但進到機能化時仍需走上廢物排放的老路。

而工研院團隊所研發的「超臨界流體染色染助劑與機能化同步技術」,即可讓染色與機能化都在超臨界的情況下完成,整體製程皆無需用水,達成不產生廢水的目標。

工研院團隊也表示,目前有廠商正在接洽技術中,雖然技術成本較高,但在日漸緊縮的環保政策執行下,預估每年至少可以帶來20億元以上的產值。

諧波傳動裝置創新,打造國產化機器人

在機器人、智慧工廠,甚至是外骨骼裝置漸漸成為未來主流時,能否掌握機器人的關鍵技術就成了競爭力所在。過去,用以減速的「諧波傳動裝置」上,仍以日本輸出為大宗,以一隻機械手臂來看,諧波傳動裝置的購置金額高達三分之一,交貨期甚至長達1年,諧波傳動裝置(減速器)成了台灣機器人產業發展瓶頸。

工研院團隊的「諧波傳動裝置創新技術」則是讓台灣機器人能夠國產化的關鍵指標技術。目前士林電機、工研院製作外骨骼裝置的新創團隊福寶皆應用此項技術。未來將導入半導體傳輸手臂、國防航太設備等領域,讓台灣精密傳動技術能夠升級與高值化。

台灣不缺席5G標準,重塑頻譜資源配置

工研院與聯發科共同研發的「5G Massive MOMO&NOMA 接取技術」,在基地台及手機間進行頻譜的資源配置。如果把傳輸管道比喻為一般巴士,新技術如同雙層巴士,在同一頻譜資源上增加更大量的資訊傳輸,且不會因距離遠距而受到影響。

本次合作由工研院負責基地台端,聯發科負責手機晶片端,已經完成世界首例技術驗證及場測,未來將成為國際標準。除此之外,也與日本電信商Docomo合作,持續朝向2020年5G網路商用化的目標前進。工研院團隊表示,若成為國際標準,將循高通模式,以專利授權費用向全球技術應用者收費。

測試功耗及過熱問題,縮短晶片開發時程

在晶片越來越複雜的情況下,從零開始打造晶片到發現功耗及過熱等問題往往曠日費時,工研院團隊所打造的晶片平台技術,則可以在開發初期進行功耗與熱感的測試,將時程由3~6個月縮短為1個月。

目前技術已導入業界,串連晶片設計廠、IP供應商、電子設計自動化供應商與晶圓代工廠等。此外本技術也獲得了2017全球百大科技研發獎(R&D 100)。

電動車關鍵模組,揮軍東南亞市場

工研院替高鐵製作的電動巡軌車
工研院替高鐵製作的電動巡軌車,具有輕、可搬運等優點
圖/ 陳君毅攝影

政府規定2030年公務車需全數換為電動車、2035年機車電動化、2040年汽車電動化。以汽機車產業的週期來說,20年絕對稱不上長,因此需要從現在就擁有電動車相關技術。

工研院團隊所研發的電動車關鍵模組,包含了充電介面、系統服務、動力模組、自主平台等關鍵技術。目前已經與東元合作進軍東南亞電動特用車市場,同時光陽、中華汽車、能元、起而行等廠商都在進行電動商用車的合作。

除此之外,特別與台灣高鐵合作,推出全球第一台智慧化電動巡軌車,具有輕量化、變換方向無需抬車、輪胎特製化以降低噪音等優勢。期望未來能夠將技術應用於更多不同的使用場景。

關鍵字: #工研院
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2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命
2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命

想像一下,人類數千年來對物質世界的理解,突然被一個大膽構想徹底顛覆,會是什麼樣子?

當傳統材料學界仍謹守1~2種主元素為基底的定律時,2025年總統科學獎得主,國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授、中央研究院院士葉均蔚院士,卻逆向思考,開創能讓數十種元素混合的「高熵合金」領域,不僅為元素週期表注入嶄新生命力,更點燃全球半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域的無限創新火花。

「潛水」8年,釀出材料革命

葉院士透露,自古以來,要想構成「合金」,都由單一或少量元素構成,但1995年,他在驅車前往臺北的路上,腦中靈光乍現,迸發出讓多種元素混合成合金的想法。

有意思的是,葉院士很清楚,「高熵合金」這項突破性構想,將會徹底顛覆材料學的根基。因此,為了鞏固臺灣的領導地位,1995至2003年間,他刻意沉潛、默默研究,不發表任何相關論文,「這是我的經營管理策略!」他認真道。

葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
圖/ 數位時代

因此儘管8年寒窗苦讀無人知,甚至曾有計畫審查委員直言,若讓高熵合金的計畫通過,會鬧出「國際笑話」,葉院士仍憑藉著對高熵效應的堅定信念,逐步累積實驗數據與理論心得,最終於2004年,一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金新材料命名、定義和建立理論基礎,之後平均每年發表10篇研究,並陸續提出高熵效應、晶格扭曲效應、緩慢擴散效應、雞尾酒效應等核心效應,對材料科學理論做出重大貢獻。

這股「論文風暴」,不僅讓《Nature》在2016年發布專題報導,確立了高熵合金領域的價值,以及確認臺灣做為發源地的地位,還成功引發全球專家學者的重視與跟進,也讓葉院士成為「高熵合金之父」。

在為臺灣奠定高熵合金領導地位之餘,葉院士還期望將這股力量向下傳承,因此在清華大學成立全球首個高熵材料研發中心,由他擔任主任。中心匯集了來自全臺各大學逾60位跨校、跨領域的頂尖教授,組成材料界的「夢幻隊」,一同探討高熵學理,開發高功能材料,每年還開設相關課程,培育近百名具備傳統與高熵「全材料」研發能力的專業人才,為學界、業界提供源源不絕的活水。

更重要的是,葉院士很早就知道,學術研究的價值不應只停留在論文發表。事實上,他在從事教職之初,便開始擔任業界顧問,深入現場解決問題,這反過來讓他的研究,更加貼近現場。

2021年,他透過清大授權高熵材料科技的3千萬元授權金,如今,在資本市場已增值8倍,達到2.4億元;他也擁有逾50項專利,其中,超過22項為高熵材料發明專利授權,「學者不能只在『象牙塔』中做研究,要積極與產業互動,將所學貢獻於實用,尤其現今臺灣製造業面臨轉型挑戰,學術界的創新非常關鍵。」

看著葉院士現今擁有的非凡成就,多數人可能以為他背景優渥,其實,他出生偏鄉、從未出國留學、進修。來自宜蘭南澳的他,成長過程中資源相對匱乏,但這反而養成他從小「凡事自己動手做」的習慣,「這種獨立解決問題、親身實踐的精神,就是我在科學研究上,不斷突破的基石。」

葉院士全家於2025總統科學獎頒獎現場溫馨合影。
葉院士全家於頒獎現場溫馨合影。
圖/ 數位時代

不曾出國留學、進修,也能做出世界級的突破

葉院士從學士、碩士一路念到博士,是標準的「清華大學材料科學工程寶寶」。在那個「去去去去國外」、留學盛行的年代,他選擇做個異類,深耕臺灣,「對國家做出貢獻比個人發展更重要!而且我相信,就算在臺灣,也能憑藉我們的智慧、能力,做出世界級創新。」

葉院士建議,年輕學者、莘莘學子們應心存善念,並秉持著求甚解、動手做的態度,多元、快樂學習,「強大的企圖心,能創造價值;與人為善,則能聚集眾力,共同實現宏大目標。」

臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
圖/ 數位時代

問「高熵合金之父」接下來還有什麼目標?他笑稱,自己自大學二年級起,便懷抱著「飛碟夢」,而要實現夢想,需要室溫超導、極耐高溫等前所未有的材料,他仍在兢兢業業努力中。飛碟夢看似遙遠,卻是前進的燃料,向來「說到做到」的葉院士,用對未來的無限想像,持續為材料科學鋪設一條通往新世界的道路,也為臺灣留下珍貴的創新資產。

葉均蔚 院士
專長:高熵合金及相關材料、製造工程等
現職:國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授
成就:開創「高熵合金」領域,徹底顛覆傳統金屬材料設計思維,為臺灣在高階製造、綠能技術及核融合能源領域奠下堅實根基

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