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最新消息

Date: 2018-07-02
工研45 攜手共創新藍海(1)

今周刊/2018-07-02/王瑞芬、王志鈞、唐祖湘、林麗娟

圖說:(由左至右)益安生醫公司董事長張有德、友嘉集團總裁朱志洋、美國加州大學洛杉磯分校講座教授王康隆、聯華神通集團董事長苗豐強。

王康隆/跟隨熱情 實現量子運算夢想

每年7月,在工研院院慶這個重要的日子,都會表彰在產業技術上對產業發展與增進人民生活福祉有傑出貢獻之工研院院士。今年4位新科院士分別為:美國加州大學洛杉磯分校講座教授王康隆、友嘉集團總裁朱志洋、聯華神通集團董事長苗豐強,以及益安生醫公司董事長張有德。一起來看看他們因為堅持,成就夢想,因為創新,驅動大業。

甫獲工研院院士榮銜的王康隆,是國際知名的半導體專家,也是奈米級技術研究的先驅,數十年來與「電」為伍,樂此不疲。他帶領團隊發現量子反常霍爾效應與拓樸絕緣體,為拓樸量子電腦的發展推進一大步。

王康隆從1979年擔任加州大學洛杉磯分校電機工程系教授迄今,作育英才無數,他以卓越的洞察力與技術領導力,獲得美國各大公司資金挹注長期支持其科技研發,使積體電路朝更高效能推進。數十年來王康隆不僅解決了許多半導體電子元件的問題,也開啟自旋電子元件的新領域,2017年更率領研究團隊證明馬約拉納費米子(Majorana fermion)的存在,堪稱物理界一大突破。

對於「電」的興趣 開啟研究之路

王康隆研究的範圍包括電子器件和材料、積體電路、微波和光電子、量子結構與運算等領域,其中多項開創性的研究更引領風騷,帶領全球科研人才競相投入相關研究領域。

談起與「電」的結緣,王康隆笑稱從小就愛拆解家中的收音機、電風扇等家電來研究,以滿足對「電」的好奇。台中高工畢業後,在親友鼓勵下,他自修考上國立成功大學電機系,接著1965年獲麻省理工學院獎學金赴美深造,學成之後就一直留在美國,投入科技研發,持續在學界與業界深耕。

學術成果非凡的王康隆,1975年時,已是第一個展示鍺氧化物場效電晶體的物理學家;在加州大學洛杉磯分校任教期間,成為使用分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy;MBE)研究矽鍺電子(Silicon-Germanium;SiGe)的先驅;到了1980年代,率先發表「應力在矽鍺電子電洞遷移率效果」論述,後續更因重大的研究突破,在此領域樹立標竿。

1991年,王康隆所研發、展示的「應變矽鍺P型通道電晶體」,開拓了半導體產業進入65奈米製程,應用「應變矽與矽鍺合金」突破製程瓶頸,對於促成積體電路製程的持續微縮做出重大貢獻。

後續,在矽鍺合金的研究上,王康隆則利用稀磁性(錳)雜入半導體(鍺)的量子侷限效應,成功地將半導體自旋電子元件的操作溫度,提高到絕對溫度300K(約攝氏27度)以上,不僅讓半導體自旋電子得以在室溫下控制操作,更帶領許多研究人員投入奈米電子領域研發。

王康隆傑出的研發能力,獲得美國奈米電子學研究專案(Nanoelectronics Research Initiative)的支持,成立半導體工程聯盟「奈米電子西部學院(The Western Institute of Nanoelectronics;WIN)」,從事自旋電子的研究工作,引領自旋電子學的研發方向。此外,在2003至2013年期間,他領導美國主要奈米材料聯盟(FENA)的半導體電子研究中心,證實了量子反常霍爾效應與拓樸絕緣體,使拓樸量子電概念得以進一步實現。

找到馬約拉納費米子 向拓樸量子運算大步邁進

隨著半導體晶片微縮與傳統電腦發展逼近極限,量子電腦逐漸成為新一代高速運算的解答;能精確操控電子自旋,則是實現量子運算的關鍵。王康隆多年致力於自旋電子學,早期在電磁自旋存取記憶體(MeRAM)和自旋轉移力矩隨機存取記憶體(STT-RAM)方面的研究成果,促成了此一新型記憶體的出現。MeRAM和STT-RAM具有讀寫快、耗能低、無限次讀寫等優點,尤其在嵌入式(Embedded)應用方面,有機會取代DRAM,成為下一代記憶體主流。

王康隆也率先利用相對自旋軌道耦合(Spin-Orbit Coupling;SOC)的原理,有效控制磁矩,進而大幅降低電子元件的能量耗損,創造出新一代的超低耗能電子產品,此一發現堪稱磁學領域的重大突破,也是高斯磁定律以來最大的成就之一。

2017年全球物理界最熱門的話題,莫過於追尋長達80年的神祕粒子,「馬約拉納費米子」的存在終於被證實,這是王康隆與團隊在長年耕耘拓樸絕緣體研究實驗中的意外發現,也是邁向拓樸量子運算的重要里程碑。為此,國際純物理和應用物理學會(IUPAP)將於7月在ICM2018大會頒贈磁力獎(Magnetism Award)與路易斯奈爾獎章(Neel Medal)予王康隆,表彰此一重大貢獻。

外界預測,王康隆距離諾貝爾獎只有一步之遙,不過對於這個全球科學家都夢寐以求的科學桂冠,王康隆笑稱,「想都不要想。」

他表示,當初是為了探索拓樸絕緣體是否能應用在低功耗電子晶片的開發,而有如此令人驚喜的「發現」,是團隊十多年來在材料與物理現象的基礎研究中,長期鑽研所獲致成果,科學研究需要一步一腳印,保持平常心、繼續耕耘研究領域,才能專心致志而有所成。
 
滿腔熱情 在漫長科研生涯中不斷突破

科學研究是一條需要無比耐心與專注力的事業,如何能長期投入科學研發,保持不斷創新的精神與力量?王康隆精準回應:「Passion。」對他來說,做事的先決條件是要喜歡,因為興趣、好玩,才能使其傾注無比熱情於研究領域中。王康隆從台灣早期的技職教育中,逐漸培養出對科學研究的興趣,越鑽研越有心得,熱情引領他從工程師走向學術界,一路將他帶向科學的邊境前緣,向未知的世界好奇叩門。

王康隆形容,學問就像一棵樹,樹根是不變的基本,不管是教學或科研都要注重根本。「科研要有進展,基本功要紮深,有基礎科研的累積,才能在每一次的研究中不斷突破。而突破是可遇不可求的,需要分時程、階段性地逐步累積,如同工程一步步堆疊。」

王康隆認為,科學研究同時要有長期、中期、短期計畫同時並行,因為誰都難以料到最終是否有成果。「方向對,才有機會能有微小的突破,」王康隆表示,這段漫長的研究過程中,若沒有足夠的熱情支撐,實在難以為繼。
 
提升人才品質訓練 蓄積轉型力量

在繁忙的研究生活之外,王康隆也樂在教學,「所謂教學相長,年輕人的思想與意見也是一種新觸發,每天都能有新的想法與刺激。」他在近40年的教學生涯中,桃李滿天下。對他來說,教學工作是「one of the best, one of my best jobs」。

「學生的成就,就是我最大的成就!」台灣台積電研發大將米玉傑、韓國三星半導體部門CEO金奇南,兩位堪稱台、韓半導體產業的兩大戰將,都是他的得意門生。談起學生,王康隆格外開懷,「台灣有米玉傑、韓國有金奇南,這真的是不得了!」對他而言,學生的種種成就,與有榮焉之外,更是無與倫比的驕傲。

雖長年在海外從事研究,但王康隆對於台灣科技發展仍相當關切,長期參與國科會、科技部等政府部門的研究計畫,對於台灣科技研發人才的培育亦不遺餘力。此次榮獲工研院院士榮譽,他表示,工研院對於產業的技術轉移與人才培育的貢獻很大。40多年前,台灣為了推動產業升級、引進半導體技術而成立工研院、科學園區,這在當時是世界少有的形式,因此「工研院的起步,等於全世界科學園區的起步!」王康隆建議,工研院未來應持續提升人才品質的訓練,朝向人才菁英化發展,為台灣蓄積更多產業研發及轉型的力量。
 

朱志洋/認真、執著、堅持 成就全球第三大工具機集團

工研院新科院士朱志洋1979年所創立的友嘉集團,起初為代理日本鋼材與建築機械,1985年成立工具機事業部從事生產製造,其後一路透過併購整合,終於成就全球第三大工具機廠的霸業。


友嘉實業剛成立時僅是一家年營業額百萬元、全台最小的工具機廠。目前,友嘉集團卻已躍居全球第三大工具機廠,營收規模僅次於日德合組的DMG森精機(DMG MORI),以及日本山崎(MAZAK)。


旗下53品牌 客戶多為全球知名企業

翻開友嘉集團的經營版圖,旗下擁有96家公司、53個品牌,分布在15個國家,在全球共有80個生產基地。三大事業群包括:工具機事業群37個品牌、產業設備事業群9個品牌,以及綠能事業群7個品牌。

與友嘉集團往來的客戶多為全球知名企業,包括美國太空總署、波音、福斯、賓士汽車、以及知名飛機製造商等,產業涵蓋航太設備、軌道運輸產業設備及核能產業。可以說,沒有友嘉銷售的工具機台,車子做不出來、飛機飛不上去,連核電廠可能都無法發電。而締造這項經營奇蹟者,正是今年才剛成為工研院院士的友嘉集團總裁朱志洋。

當年,朱志洋僅憑代理銷售一台挖土機起家,卻傳奇地從代理商轉入製造商,打造出台灣第一的工具機王國。近年,友嘉集團再透過併購來壯大規模,功躍居全球第三大廠後,持續積極推動美國、義大利及德國工具機廠整併,希望2025年之前能成為全球最大工具機廠。


「成功我是不敢當,只知道做什麼,就必須像什麼!」朱志洋謙虛卻堅定地回答。

 
跑船刷馬桶出身 立志當第一名總裁

對比現今的風光,創業之前的朱志洋,自海洋技術學院輪機系畢業後,曾經歷過在海上跑船、守著火熱的鍋爐鏟煤,拿著鹽酸與鋼刷去刷馬桶的跑船小弟生涯。

「我當時只知道要認真刷出全世界最亮的馬桶,」朱志洋笑著說,「今天我當了總裁,當然更要當全世界第一流的總裁才行!」

「認真、執著、堅持」,這6個字朱志洋奉為圭臬,他說,「認真,是指做任何事情都必須全力以赴;執著,是事情都要深入做到位;堅持,則是做任何事都會遇到困難,遇到困難就必須堅持下去。」

而堅持做到最好,是朱志洋成就工具機霸業的一個關鍵。當年激勵他非要在工具機領域拚搏出一番成就的動機,其實與工研院有著密切的關係。

時間拉回到1980年代,友嘉才剛透過併購連豐、遠洲等機械廠,進入工具機銷售與附件製造,但所生產的都是傳統車床、銑床等設備,營運規模也很小。一直到1989年時,工研院的一份台灣前十大工具機概況統計表,大大刺激到朱志洋,讓他做出破釜沉舟的決定,徹底改寫了友嘉實業的發展。

在那張統計表上,第一名是麗偉,年營收達20億台幣;第二名是台中精機,年營收可到15.4億;陸續排下來,第十名東台的營收也有4.5億;至於友嘉當時的工具機規模才100萬,被遠遠拋在10名之後。

「我該如何才能後來居上呢?」不服輸的朱志洋苦思良策,正好CNC電腦數值控制車床問世,他馬上看出這項技術將是友嘉翻身的機會。但CNC車床才剛剛興起,友嘉本身並無生產能力;其他大廠則是採取漸進式推出新產品、逐步拓展新客戶的策略來布局新領域。面對內外皆不足的困境,朱志洋陷入了經營轉型的思考。
 
(待續)

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