黑手變身高科技──精密機械瞄準下個兆元產業

位於台中縣市交界、近年引爆中部榮景的中科園區，與另兩大科技重鎮竹科、南科最大的不同，是攏聚了許多屬於傳統產業的精密機械產業。科雅路上一間間新穎壯觀的廠房，一掃昔日「黑手」形象，數量佔1/3的機械業，與光電業並列園區兩大業種。園區外，相隔3公里、位於台中市區的「精密機械創新園區」，2005年舉行招商時，儘管還是黃土一片，九十幾個名額，卻擠爆了二百多家廠商。

過去被視為技術低階的機械業，何以鹹魚翻身，繼半導體和光電「二兆雙星」產業後，成為政府全力衝刺的第3個兆元產業？台灣機械業在轉型為精密機械的高附加價值路上，有何優勢和挑戰？又如何擺脫新興工業國的急起追趕？

翻開台灣中部地圖，圍繞在台中市週邊的台中工業區、中科園區、機密機械園區、大里工業區、南岡工業區，一直到靠海的全興工業區，以及散佈在稻田、巷弄間，大大小小的機械工廠約一萬多家，這裡是台灣機械業的大本營。

上萬家的機械產業螞蟻雄兵中，以生產工具機和木工機、製鞋機的大廠為中心，發展出零組件、加工、模具等各類衛星工廠，30公里方圓內，應有盡有。以製造一台車床（工具機的一種）為例，2千多種零件都可以在中部地區一網打盡。

「台灣機械產業從研發、製造到加工，上中下游產業群聚的現象，在全世界是絕無僅有的，」財團法人精密機械研究發展中心董事長王武雄表示，在先進國家，機械業都屬於資本密集產業，比如在幅員廣大的美國設一座機械工廠，通常採「一條龍式」的製造模式，小至螺絲、大到馬達都得自己買機器生產，沒有很大資本難以發展；台灣機械產業卻以中小企業為主，複雜完整的產業聚落，造就了台灣機械業具高彈性、單項技術深入、低價格又高利潤的競爭優勢。

做印鈔機的行業

機械業素有「工業之母」之稱，進入工業時代，人們的食衣住行、資通訊、醫療等需求大盛，產品品類愈來愈多，做為生產工具的機械也愈來愈繁複。台灣半世紀來的工業發展，從1970年代製造玩具、燈具、鞋類外銷，到1990年代資訊業崛起，蓬勃發展的製造業背後推手，正是一台台粗重、造型毫不起眼的工具機和各類產業機器。

「我們機械業就像是做印鈔機，幫著製造業的朋友印鈔票，」王武雄比喻，早年以做鞋機、木工機、紡織機、塑膠射出成型機等為主，近20年又隨著台灣整體產業的轉型需求，升級做高階的工具機、液晶面板的製程設備。

以1980年代製造打火機設備起家的高僑自動化科技公司為例，早期做農藥、蚊香、洗蛋機等的自動化生產設備，後來成為日商日立電子的協力廠，轉型為映像管電子槍的組裝設備而跨入精密機械領域，近年則嗅出液晶面板的商機並投入相關設備的開發，目前是台灣大尺寸面板廠的物流設備最大製造商。二十多年來服務對象橫跨六十餘種產業，一路跟著台灣經濟蛻變而成長。

隨著3C產品、光學零件的輕薄短小趨勢，生產設備的精密程度也步步高升。精機中心總經理詹炳熾表示， 20年前客戶若訂做一個100毫米（1毫米為0.1 公分）長的模具，「精度誤差」是0.1毫米。10年前提升為0.01毫米，現在做精密的3C產品則要到0.001毫米（即1微米），若是光學鏡片還要更高等級。

機械高速化也是另一趨勢。為了要使零件或產品表面更精細平滑，各類切割、研磨、成型的機器就必須朝高轉速發展。比如工具機的高速主軸每分鐘可達2萬轉，線性馬達的移動速度可以達到每分鐘180公尺，是現在市場上常用導螺桿馬達速度的3∼6倍。

台中地區原本為機械業大本營，中科進駐後將如何藉高科技整合傳統產業，打造大肚山走廊成為「產業創新研發中心」？值得期待。

高科技之母

機械業朝向精密化一步步爬升，除了市場所需，政府也是另一隻推手。經濟部在10年前將台灣機械業的發展，定位為亞太地區精密機械的研發、製造、營運中心；2005年為了提升高科技產業競爭力，再提出第3個「兆元產業」願景，目標要將當年的台幣5千億元產值，倍數成長為2010年的1兆元。

「政府近年推動的重點有3個方向，」王武雄表示，一是新興產業──FPD平面顯示器、IC半導體的製程設備本土化，其次是高階工具機和機械關鍵零組件，第三是智慧型機器人。

台灣半導體雖然號稱全球第5大，但以晶圓代工為主，台積電、聯電為求最高品質和效率，通常就直接複製國外的生產線和設備，讓國內的精機業者無用武之地，而引為憾事。

經濟部精密機械推動小組企劃經理黃嘉宏解釋，晶圓代工極端強調製程良率和效率的改善，而且製程升級迅速，2003年時還以線寬0.13微米（130奈米）製程為主，現在就縮小到90奈米，全程在管控嚴密的潔淨室生產，容不下任何誤差。

黃嘉宏表示，台灣本土的晶圓生產設備層次落後太多，很難追得上客戶製程的改動，再加上晶圓代工「要就要做BMW、BENZ等級，做中級品沒有空間」的產業特性，因此政府擬定的發展策略很務實保守，在前段製程上只求吸引國外大廠來台投資設廠，由台灣廠商做零組件供應商；至於後段的晶圓測試、封裝設備，由於精密度沒那麼高，則挑3、4項台灣較具競爭力的來做。

相較於半導體製程設備的發展限制，主客觀條件較佳的液晶面板產業，可以揮灑的空間就大得多。據統計，2006年台灣面板的產量和產值，已經和韓國並列雙雄，佔全球40%以上的市佔率，是可以讓本土精機業壯大的優質土壤。

和晶圓代工一樣，面板廠的設備佔硬體總投資的7成，一建廠就是上千億元台幣的設備需求。過去廠商為了提高良率，設備幾乎都由日、美進口，辛苦賺的錢都送進了國外設備廠的口袋。而隨著平面顯示器價格下跌，面板製程設備若能本土化，將可大幅降低廠商的建廠成本，同時提高後續維修的時效性。

更重要的是，「不能被競爭者掐住脖子，」高僑自動化科技董事長李義隆表示，由於韓國政府早就積極部署，FPD大廠三星的設備機台都由韓國本土精機廠包下，再分包給日本廠商，積極推動下，韓國FPD設備的自製率已從50%提高到80%。台灣FPD設備產業若不急起直追，將導致「唯一的設備供應商就是自己的最大對手」，等於是靠著敵人供應的船艦打仗，結果可想而知。

高僑科技早年以打火機、洗蛋機等自動化設備起家，後來跨入精密機械領域，近年則投入液晶面板的相關設備，一路跟著台灣產業蛻變而成長。

設備國產化

外在情勢的逼迫，加上政府協助、業者努力提升技術，造就了台灣TFT-LCD設備自製率迅速成長，從2004年的8%衝到2006年的32%，設備零組件更從5%提升到50%。

以研發著稱的均豪精密，就是站在這波浪頭上的代表企業。其實早在1998年，全球光電業才開始起飛之際，均豪就已經是台灣友達、奇美、中華映管的供應商，隨後幾年更發展為TFT-LCD製程中的包裝、拆包裝設備的全球第一大廠商，近年更擴展為國產化製程設備和檢測設備最具規模的廠商。

「FPD上游原料──大尺寸玻璃基板──很怕碰撞及粉塵污染，必須要妥善包裝才能送到面板廠，到了面板廠又需要拆包裝，」均豪中科廠總經理蔡清華表示，他們的包裝、上卸料自動化設備雖然做的還不錯，但因為並非主要製程所需，技術門檻也較低，還不足 LCD設備投資的一成，並非他們的目標，經過積極衝刺，近年均豪已順利跨入高附加價值的製程設備，並成功說服友達、奇美等面板大廠，採用他們的製程設備。

擁有600位研發人員的均豪一向以研發狂熱聞名，近年更投入大量經費開發真空技術、濕製程清洗技術、整廠電腦通訊控制系統等多種高階技術，目前在面板的3段製程中已交出不錯的成績單，比如「偏光板貼附機」，以高精度的視覺對位系統（電腦感測定位）增加貼附準確性，貼完後還進行精度檢查；此外還有用在成模和塗佈前洗淨製程的「光洗淨機」，以及CELL段前製程的核心自動化系統等。

物流設備雖非面板製程中的核心機種，「無塵」的要求依然嚴格。圖中高僑研發的8代倉儲設備，可依客戶需求達到一立方公尺內不超過10個直徑0.5微米灰塵的class10等級。

又大又輕

也是以自動化起家的高僑科技，則著力於製程中的另一種支援性項目──「物流」和「倉儲」設備。

所謂的物流設備，來自於液晶面板各製程間──從原料玻璃基板、摩擦配向、塗佈、CELL組合、注入液晶等共二十多個流程──的串聯。

「我們做過長達一公里的輸送帶，清潔度達到class10，」高僑董事長李義隆解釋，由於面板在輸送過程中，機台因零件摩擦會產生風、揚起灰塵，因此輸送帶的選材和設計必須小心，所謂class10，就是一立方公尺內不能超過10個直徑0.5微米的灰塵，絕對是纖塵不染。

倉儲設備則是在製程中的暫存設施。隨著面板愈做愈大，目前高橋已開發出8代廠的倉儲設施，高達3層樓、面積1,000平方公尺的龐然支架上，有一格格放置卡匣的裝置，重量卻不到20公噸，比日本的倉儲機台輕26%。李義隆表示，倉儲設備的關鍵也是無塵，而無塵牽涉到氣流，可以用電腦分析來檢測品質，技術並不難，可惜國內面板廠基於風險考量，下單的很少。

「廠商還是不信任國產品，」李義隆點出了高科技設備國產化的無奈與挑戰。

精密加工前景亮麗

相對於FPD設備需為每一家下單廠商「量身訂做」，一張訂單吃3年、卻也可能3 年接不到一張單，用來生產、加工各種機械零件的精密工具機，可以量產，具有可長可久的特性，因此是政府的首選。

機械產業中居龍頭地位的精密工具機，是台灣少數能以自有品牌行銷國際的重要產業。2006 年的產值為新台幣1,260億元，排名全球第6，出口值則位居第4。

台灣工具機產業淵源已久，產業結構以中小型企業為主， 整個中台灣，散佈在稻田間、數以千計的各類零件廠、加工廠、組裝廠……，構成了複雜而完整的衛星體系。

「這種中心──衛星體系是自然形成的，」精機發展中心董事長王武雄以他經營的慶鴻機電為例，過去幾年就有不少公司幹部獨立出去，做慶鴻生產的放電加工機（工具機的一種）的零組件，因為產業人脈緊密，又是自己的事業，非常賣力，工廠就一間間地開。

然而，過去台灣工具機主要以中價位策略搶攻全球市場，在精度、效率和穩定性上，和德國、日本的領導品牌有相當差距，許多關鍵零組件也都依賴進口。

經濟部10年前開始以「科技專案計劃」委託工研院、精機中心等機構投入關鍵零組件和單機的研發，近年進一步將技術轉移業界，透過業界合作分工，已開發出許多高速、高精密的「線性馬達工具機」以及高速主軸等關鍵零組件。

工具機除了朝高速、高精密發展外，複合化也是高加值的新趨勢。

所謂複合化，就是將以往製造、加工機械元件過程中，分別由車床、銑床、鑽床等各類不同機台進行的功能整合於一機。

經濟部精密機械推動小組專案經理陳俊指出，由於加工零件或半成品在不同機台間轉換而產生等待與多次上下料時間，佔整個生產週期的40%到60%，在微利時代中，工具機的複合化將可降低人力及時間成本、減少廠房面積，效益大增，已是必然趨勢。而複合化關鍵所需的軟體整合，正是台灣的優勢。

國產化+國際化

與精密工具機發展相關的，是關鍵零組件的進展。

王武雄表示，目前台灣生產的工具機關鍵零組件，如軸承、主軸、線性滑軌、滾珠螺桿等，已進入日、德兩國的產業供應鏈中，近3年的平均成長率28%；但還有更高階、可稱為工具機大腦的伺服馬達和控制器，需要在技術上努力突破國外大廠的專利限制，並擴大企業經濟規模，價格才能更具競爭力。

由於台灣零組件廠的規模小，大部份只能依附工具機廠發展，發展潛力受到侷限，因此政府鼓勵零組件業者跨出步伐，與歐美等國際工具機大廠合作，除了分散一窩蜂往中國發展的風險外，也提高零組件的開發能力和國際競爭力。

以工具機關鍵零組件「滾珠螺桿」和「線性滑軌」起家的上銀科技，就是一個代表。1993年上銀買下德國擁有40年歷史的滾珠螺桿廠Holzer，不但把落後日本的技術拉近一大步，技術更持續升級，應用範圍甚至擴充到醫療、半導體等高精密儀器，擺脫了工具機附庸廠的角色，自成一個獨立產業。

近年在官民合作下，2006年台灣精機產業產值已達台幣8千億元：包括木工、紡織等各類傳統產業機器約佔50%，工具機、機械零組件各為16%，半導體和面板設備佔7%，最新的機器人領域則佔3%。其中成長幅度最大的，是LCD製程設備、工具機、機器人3類，而工具機因為產值大，對整體業績貢獻也最明顯。

10個百億企業

展望台灣產業結構的發展，高科技與服務業是未來主流，而精密機械則是所有高科技產業生產的基礎；精密機械朝高速、高精密、複合化等高附加價值方向發展，將提供其他產業加速升級的動能，從光電、半導體到汽車、電子、3C產業等都將受惠。

「工欲善其事，必先利其器。只有愈來愈高階的精密工具機，才能應付未來台灣各產業升級發展所需，」精機中心總經理詹炳熾舉例，台灣的汽車工業拼圖中獨缺「高效率引擎」這項關鍵零組件，而只有複合程度、精度更高階的工具機（臥式綜合加工機），才能做出燃燒效率高、省油、排放廢氣少的引擎。

「人力是台灣最大的優勢，」詹炳熾分析，台灣機械業近年的蓬勃發展，正得力於優質的人力。因為歐美等先進技術引進亞洲時，日、韓工程師常受限於語文和文化差異；而台灣人的勤奮及教育程度普遍高於亞洲各國，再加上機械產業聚落完整的獨特模式，是其他新興工業國5到10年內難以追上的優勢產業。

然而，放眼全球競爭趨勢，台灣企業仍有相當挑戰。目前全台2、3百家工具機廠，年產值多半在台幣10億元以下，由於沒有能力在海外設據點，售後服務都交給當地代理商，難以做好後續的維修保養。未來隨著精密機械的價值、技術提高，後續服務更形重要，因此「把規模做大」、「把服務做到國外」將是重點，政府已計劃扶植永進、東台、台中精機等10家大廠成為百億規模，以與全球大廠競爭。

如何吸引高級研發人才也是一大關鍵。詹炳熾不諱言，台灣機械業模仿人家的技術快，但要靠自己突破創新「還不習慣」。雖然目前精機生產現場已愈來愈明亮乾淨，和以往金屬粉塵四散、噪音震耳欲聾的形象大不相同，但科技人才還是以高股利的半導體、電子業為首選，機械業員工的碩、博士比例也遠低於半導體。未來精密機械要進一步發展光電、生技、能源、環保等先進產業所需的設備，以及微米、奈米級技術應用，勢必需要更多可做跨界整合的高階人才投入，這又是另一大挑戰。

依目前進展，精機中心預估「兆元」的目標將提前於2009年達成；這當然是個好消息，但橫在眼前的挑戰仍然艱鉅。未來精密機械將如何發揮優勢、再上層樓，與台灣高科技產業共同演出漂亮雙人舞？將是國人期待的目標。

精密零組件一瞥

滾珠螺桿

一般機械馬達進行的是旋轉運動，但要做直線定位運動的話，就要靠螺桿來代勞。例如車床、銑床上的車刀、銑刀，需藉由螺桿前進後退，控制螺桿的轉速，就可訂出進退的速度和加工零件的形狀。傳統螺桿為滑動摩擦，摩擦阻力大、定位誤差也大；「滾珠螺桿」為滾動摩擦，藉成串滾珠在螺桿和螺帽間的螺旋溝槽中滾動，大幅降低摩擦阻力，在搭配散熱技術，即可適用於高轉速及瞬間加減速等情況；定位上則因螺桿和螺帽間的空隙被滾珠填滿，可由電腦精準定位，而達到肉眼難以分辨的微米級誤差。

圖為上銀科技的「Super S Series 高速靜音化滾珠螺桿」。

線性滑軌

工具機台上平行於滾珠螺桿兩旁的滑軌，其構造也是影響精密度的關鍵之一。線性滑軌也是一種滾動引導，利用滾動體（鋼珠或滾柱）在滑軌與滑塊間做滾動循環，由於摩擦係數只有傳統滑動引導的1/50，使得負載於其上的平台能以高精度移動，而達到微米級的定位精度。

圖為上銀科技的「靜音式線性滑軌」，除了低噪音設計，更加裝專利「同步聯結器」，在鋼珠運行時均勻潤滑，可持續使用超過2,500公里不必重新潤滑，大幅提升機台運動的平順度。

微型鑽頭台灣發光！

微型鑽頭專門用於印刷電路板（PCB）鑽孔之用，隨著3C產品的輕薄短小，電路板的線路愈加精細，相應的鑽頭也必須愈來愈細。高僑科技生產的微型鑽頭直徑在0.1 毫米（mm）以下，且硬度高而耐磨耗，可以使用2,000孔到10,000孔的鑽孔次數。

鑽頭設備的關鍵技術是「CNC切勾槽研磨機」──在微型鑽頭半成品上切出鑽針所需要的螺旋狀──由於要在直徑不到0.1mm的針上切勾出螺旋，早先僅日本、瑞士有此技術，2002年高僑向經濟部申請研發補助，自行開發製造。

此外，高僑還將全隻碳化鎢的鑽頭，改為把柄以不鏽鋼材質替代，並開發特殊接合技術，得到美、德、中等國的專利，大幅降低成本，增加國際競爭力。

summary="台灣機械產業結構: 1.類別 2.主要產品 3.2006年產值占整體產業比例">