在桃園楊梅的廠房內，一群年輕工程師正緊盯螢幕上的檢測數據，這裡是台灣少數掌握前瞻積體光學關鍵技術的新創公司——極星光電。成立於 2016 年，極星光電從中央大學育成中心起步，掌握關鍵光電材料「鈮酸鋰」技術，自主開發出多種高速光電調制元件，一路發展至今。然而，要將尖端技術轉化為穩定可靠的工業產品，存在巨大挑戰。在經濟部「製造業低碳及智慧化升級轉型計畫」資源挹注下，讓極星光電成功在肉眼不可見的微觀尺度，開創技術突破。
尖端光電材料的製程挑戰
矽晶圓是當代電子元件的基礎，而在光電材料領域，鈮酸鋰（Lithium Niobate, LiNbO3）由於具備獨特的光電物理特性，以及極端環境下的優異穩定性，被譽為「光電界的矽」，是低軌衛星、航太通訊、精密感測的首選材料。極星光電的核心技術，正是以鈮酸鋰基板製作的積體光學元件。
營運副總何宗曄介紹關鍵「質子交換」製程：透過將鈮酸鋰晶片浸泡在高溫強酸溶液中，讓氫離子與晶片中的鋰離子進行化學反應，改變晶體內部的折射率，形成能讓光訊號行走的通道，又稱為「光波導（Waveguide）」。如果將光想像成車流，光波導就是引導車流前進的專屬隧道，透過全反射原理，讓訊號在波導內高效傳輸。
然而，這項前沿技術，生產過程卻極為困難。營運處副理呂金璋分享，質子交換製程需在高溫強酸環境下進行長時間反應，過去大多由人工操作，不僅存在工安風險，更極度考驗專注力。這項製程對環境變化極為敏感，些微的溫度波動或取放時間的延遲，都可能導致晶片上的光波導結構產生變異。在這種依賴「人工經驗」的半自動化模式下，產品良率難以往上突破，參數數據也不易追溯性。諸多挑戰，促成極星光電投身轉型計畫的契機。
打造光的隧道：微觀尺度下的技術創新
直指核心，極星光電針對「質子交換製程」導入自動化系統。如今，操作員不再需要全副武裝在化學槽旁作業，只需設定配方，機械手臂與控制系統便能精準執行，讓製程更加穩定，降低工安風險。由於市場上缺乏針對此利基技術的標準設備，團隊在過程中與廠商深度合作，從零開始定義需求並開發專屬系統。
成功打造光的隧道後，還需經過後端檢測，確保隧道暢通無阻。然而，晶片上的光波導通道寬度僅數微米，遠小於頭髮寬度，甚至比光纖還細。如何精準對位並量測光損耗，是難以迴避的技術難題。過去對位工作交由工程師手眼協調，操作六軸載台（控制 X、Y、Z 軸及角度），透過單支顯微鏡進行調整。然而，人眼觀測存在視差，長時間操作也難免疲勞。一旦對位有偏差，量測數據就會失真，導致誤判晶片品質。
為了突破瓶頸，極星光電進一步開發「視覺檢驗智慧化系統」，在載台上方與側面分別架設高解析度 攝影機，同時監控晶片與光纖的相對位置。透過影像辨識演算法，系統能自動判讀參考線，引導機台粗調對位；當光訊號進入感測範圍後，系統隨即接管，自動搜尋光強度的最強位置，完成微米等級的精密校正。「就像在肉眼看不見的微觀世界，把兩根極細的水管精準對接起來。」品管部副理周衍佑生動地比喻。
全新系統使檢測速度提升近三倍，更有效排除了人為誤差，確保檢測數據精準、可追溯。這讓極星光電在面對高變異性的晶圓檢測時，擁有強大的品質把關能力，確保每一顆晶片都能達到最高標準。
導入品管圈概念，由下而上促發團隊參與
極星光電團隊平均年齡不到 35 歲，轉型過程中，公司選擇了更適合年輕世代的「由下而上」策略。「最了解機台的一定是每天操作它的人。」呂金璋表示，公司積極導入品管圈（QCC）活動，賦予第一線員工話語權，鼓勵他們主動提出操作建議，並參與新設備的流程設計。參與機制的設置，避免了員工對新技術的抗拒，讓自動化設備真正成為團隊的「神隊友」。
同時，極星光電也藉此導入 ISO-9001 國際品質管理系統，將員工在 QCC 活動中歸納出最佳實踐，轉化為標準作業程序。何宗曄表示，這套標準化機制不僅幫助技術知識傳承，更將經驗轉化為公司資產。現在，新進工程師也能在標準流程引導下，快速掌握高精密設備的操作要領，確保極星光電擴張成長同時，維持高品質的生產水準。
從地面飛向太空，佈局前瞻航太產業
完成階段性轉型後，極星光電正計畫建置全新廠房，目標是開發出包含上膠、封裝到最終全檢的一條龍式自動化產線，將智慧製造效益最大化。從技術創新到產線智慧化，團隊的前瞻佈局，著眼的是全球航太產業蓬勃發展的機遇：隨著低軌衛星與高空通訊平台的發展，衛星光通訊是潛力無窮的關鍵技術。「地面上的光纖網路已經相對成熟且飽和，但太空產業是一片藍海。」何宗曄分析。由於鈮酸鋰晶片天生具備優異的抗輻射特性與環境耐受力，比傳統電子晶片更適合生存於嚴苛的太空環境，蘊含龐大商機。目前，極星光電已與美國廠商展開深度合作，開發下一代應用於航太領域的光通訊模組。
從地面飛向太空，回顧極星光電的技術升級歷程，何宗曄認為政府計畫提供了關鍵的信心與資源，助攻極星光電大膽投入客製化設備開發，並將實驗室技術轉化為具競爭力的量產製程。從地面的光纖網路到太空的衛星通訊，極星光電將以源自台灣的先進積體光學晶片製造技術，串聯起全球通訊科技的未來。
(經濟部 產業發展署廣告)
