臺灣精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展及現(xiàn)狀分析

徐秀滄

一、精密機(jī)械相關(guān)定義

（一）精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)

精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)是一高度科技整合技術(shù)，主要系針對精密制造設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、分析、仿真與制造，期望提高對精密制造設(shè)備的生產(chǎn)制造品級、效能與生產(chǎn)力。精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)整合運(yùn)用電機(jī)、電子、機(jī)械、光電、自動化、材料、制造、信息、通訊、生醫(yī)等領(lǐng)域知識，進(jìn)行精密制造設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計、分析、仿真、制造，以提高對精密制造設(shè)備的設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造品級、效能與生產(chǎn)力。范疇包括精密工具機(jī)（大陸稱機(jī)床）、各式物理、化學(xué)或綜合形式的制程設(shè)備，特別是半導(dǎo)體、平面顯示器、新興能源與環(huán)保、生技醫(yī)藥及其他新興高科技產(chǎn)品制造所需高精密制程設(shè)備、模具、精密量測設(shè)備及關(guān)鍵零組件等。

（二）精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)群組范疇：

1.先進(jìn)工具機(jī)

（1）CNC切削工具機(jī)

（2）CNC成形工具機(jī)

（3）非傳統(tǒng)加工設(shè)備

2.自動化產(chǎn)業(yè)機(jī)械

（1）半導(dǎo)體制程設(shè)備：前段制程設(shè)備、后段封裝設(shè)備、檢測設(shè)備

（2）平面顯示設(shè)備：TFT-LCD制程設(shè)備、OLED制程設(shè)備、厚膜FED

制程設(shè)備、自動光學(xué)檢測與設(shè)備、軟性FPD設(shè)備

（3）橡塑料成形設(shè)備

（4）包裝機(jī)械

（5）其他自動化產(chǎn)業(yè)機(jī)械

3.能源與環(huán)保機(jī)械設(shè)備

（1）發(fā)電設(shè)備：水力/火力發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽能發(fā)電設(shè)備、燃料電池能設(shè)備、生質(zhì)能設(shè)備

（2）省能源器具及關(guān)鍵零組件：節(jié)能照明系統(tǒng)/高效率熱交換器/電力電子組件及系統(tǒng)、環(huán)保相關(guān)設(shè)備

（3）水污染防治設(shè)備

（4）空氣污染防治設(shè)備

（5）廢棄物清運(yùn)處理設(shè)備

4.精密檢測設(shè)備

（1）精密量測儀器

（2）在線檢測系統(tǒng)

（3）三次元坐標(biāo)量床

5.精密機(jī)械零組件/自動化機(jī)電組件

（1）精密模具/高速主軸/線性滑軸/螺桿/軸承/定為平臺/機(jī)構(gòu)體

（2）控制器/伺服馬達(dá)與驅(qū)動器/線性馬達(dá)/傳感器與致動器/空油壓組件

6.生技制藥/醫(yī)材設(shè)備

（1）制藥/特用化學(xué)品/機(jī)能性與發(fā)酵食品設(shè)備

（2）醫(yī)療保健機(jī)儀設(shè)備：包含診斷儀器/治儀器/福址儀器/檢驗儀器與試劑/生醫(yī)材料與組件

7.精密模具

（1）金屬成形

（2）非金屬成形模具

8.微納米材料與制程設(shè)備

（1）微納米粉體/碳球/碳管/觸媒

（2）微納米鍍層/電漿/PVD/CVD/能量束賤鍍

（3）微納米加工/定位/分子自我組裝/量測

（4）MEMS

（三）精密金屬工具機(jī)產(chǎn)業(yè)

以精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)為范疇進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)業(yè)以精密金屬工具機(jī)產(chǎn)業(yè)為主軸，而精密金屬工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的定義如下：

1.金屬切削工具機(jī)制造、修配業(yè)

凡從事金屬切削用工具機(jī)制造與修配的行業(yè)均是，一般指金屬切削用等機(jī)器、設(shè)備的生產(chǎn)與制造，及相對延伸的相關(guān)裝配、修理等相關(guān)行業(yè)；

2.金屬成型工具機(jī)制造、修配業(yè)

凡從事金屬冶煉、鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、表面處理等金屬加工專用機(jī)械生產(chǎn)與制造，及相對延伸的相關(guān)裝配、修理等相關(guān)行業(yè)；

3.金屬機(jī)械手工具制造、修配業(yè)

凡從事金屬加工用的動力手工具或機(jī)器之生產(chǎn)與制造，及相對延伸的相關(guān)裝配、修理等相關(guān)行業(yè)。非金屬材料加工用的動力手工具制造修配的行業(yè)亦歸入本類；

4.非傳統(tǒng)加工設(shè)備制造、修配業(yè)

凡從事車、銑、刨、磨、鋸及鉆等傳統(tǒng)加工以外的設(shè)備生產(chǎn)與制造，及相對延伸的相關(guān)裝配、修理等相關(guān)行業(yè)；

5.其他金屬加工用機(jī)械制造、修配業(yè)

凡從事前述以外金屬加工用機(jī)械生產(chǎn)與制造，及相對延伸的相關(guān)裝配、修理等相關(guān)行業(yè)。

回顧臺灣精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展足跡，可以看出臺灣在精密工具機(jī)及模具方面—直力爭上游，機(jī)械零組件的生產(chǎn)，也有很好的表現(xiàn)；但是，臺灣引以為傲的光電半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的設(shè)備，以及生產(chǎn)精密模具與零組件的精密工作母機(jī)，進(jìn)口的比率，仍然偏高。所幸，在臺灣“經(jīng)濟(jì)部”大力推動及業(yè)者積極配合下，這個高階設(shè)備的供需差距正快速縮減中。因此，臺灣精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)過去幾年可以說是動力十足，而未來幾年更是前景可期。

二、精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)研發(fā)

機(jī)械產(chǎn)業(yè)一向被視為一個國家或地區(qū)工業(yè)化程度的指標(biāo)，不但是工業(yè)之母，同時也是工業(yè)強(qiáng)國或地區(qū)必備的產(chǎn)業(yè)。臺灣機(jī)械產(chǎn)業(yè)逐年穩(wěn)定成長，到2010年產(chǎn)值已超過9，200億，約占臺灣整體制造業(yè)的11%，是臺當(dāng)局列為兆元產(chǎn)值的重要產(chǎn)業(yè)；而從業(yè)人數(shù)為47萬人，占就業(yè)人口的18%，提供眾多的就業(yè)機(jī)會，對社會來說是一股重要的穩(wěn)定力量。

過去數(shù)十年來，機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，除了從傳統(tǒng)的制造與產(chǎn)業(yè)設(shè)備，逐漸發(fā)展成更精密、更自動化的制造技術(shù)與更高階的產(chǎn)業(yè)設(shè)備之外，也提升技術(shù)對應(yīng)到光電、半導(dǎo)體等新興產(chǎn)業(yè)的需求；尤其未來順應(yīng)全球化、客制化、綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢，對于精密制造技術(shù)的需求更是迫切，并且需建立島內(nèi)的自主研發(fā)能力。

針對上述產(chǎn)業(yè)發(fā)展，臺灣工研院機(jī)械所整合智慧化、精微化、綠能化的核心技術(shù)，發(fā)展高端工具機(jī)、智慧電動車、智慧機(jī)器人與綠能制造等相關(guān)模塊能力與產(chǎn)品，與精密機(jī)械業(yè)者共同攜手應(yīng)對全球的挑戰(zhàn)。以下作簡要的說明：

（一）投入高階工具機(jī)研發(fā)，將臺灣帶入精密制造的領(lǐng)域

在工具機(jī)方面，機(jī)械所一方面深耕高精度、可靠性及穩(wěn)定性等基礎(chǔ)技術(shù)，發(fā)展高速化、復(fù)合化及超精密化的高階工具機(jī)；也同步開發(fā)多軸精密控制器、直驅(qū)馬達(dá)、液靜壓導(dǎo)軌/軸承、多軸旋轉(zhuǎn)頭等關(guān)鍵零組件，協(xié)助業(yè)者建立自主研發(fā)能量，突破高階工具機(jī)的發(fā)展瓶頸；更進(jìn)一步加強(qiáng)智能化軟件與系統(tǒng)化技術(shù)的研發(fā)，提升加工精度到次微米等級，以提高工具機(jī)及設(shè)備系統(tǒng)的價值；并先后推動成立“先進(jìn)線型工具機(jī)”、“A+工具機(jī)技術(shù)”等研發(fā)聯(lián)盟，提升整體產(chǎn)業(yè)的競爭力。endprint

對應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)制造的需求，機(jī)械所發(fā)展微/納米制造及系統(tǒng)控制技術(shù)，并以跨領(lǐng)域合作方式，開發(fā)專用設(shè)備，協(xié)同業(yè)者進(jìn)軍新興產(chǎn)業(yè)設(shè)備的制造領(lǐng)域，如風(fēng)力機(jī)、太陽光電、電動車輛等。

（二）發(fā)展關(guān)鍵零組件，推動臺灣智能電動車產(chǎn)業(yè)發(fā)展

臺灣車輛產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約為新臺幣4000余億元，機(jī)械所過去已經(jīng)協(xié)同業(yè)界共同研發(fā)出島內(nèi)第一個自主設(shè)計的汽車引擎、第一款重型機(jī)車引擎，隨后都成功量產(chǎn)并營銷海內(nèi)外多年，這是臺灣車輛產(chǎn)業(yè)競爭力提升的關(guān)鍵之一。節(jié)能減碳與智慧化是車輛開發(fā)持續(xù)追求的目標(biāo)，一波電動化商機(jī)將是車輛產(chǎn)業(yè)主要的成長動力。機(jī)械所投入發(fā)展新興能源車的關(guān)鍵零組件技術(shù)，研發(fā)電動車用高效率電動動力（馬達(dá)與控制器）系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口與安全規(guī)范等；并在車輛研發(fā)聯(lián)盟的架構(gòu)下，結(jié)合工研院內(nèi)材料、綠能及資通訊等跨領(lǐng)域技術(shù)，以及車輛測試研發(fā)中心、金屬工業(yè)發(fā)展中心及中科院等法人機(jī)構(gòu)的研發(fā)能量，共同建構(gòu)電動車完整的關(guān)鍵技術(shù)，以協(xié)助島內(nèi)產(chǎn)業(yè)迎向即將蓬勃發(fā)展的全球電動車市場。

機(jī)械所開發(fā)的輕量超薄馬達(dá)技術(shù)，扭力密度已達(dá)到國際領(lǐng)先的水平，應(yīng)用于電動機(jī)車和自行車上，將有機(jī)會使島內(nèi)機(jī)車及自行車產(chǎn)業(yè)更加如虎添翼，再創(chuàng)高峰。

（三）發(fā)展智慧機(jī)器人技術(shù)，促動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)成形

為改善生產(chǎn)制造所面對的問題，機(jī)械所研發(fā)工業(yè)機(jī)器人，導(dǎo)入智慧自動化生產(chǎn)概念，以產(chǎn)業(yè)關(guān)懷的角度協(xié)助企業(yè)因應(yīng)彈性生產(chǎn)的需求，將傳統(tǒng)制造作業(yè)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀藶楸镜纳a(chǎn)友善環(huán)境。

機(jī)械所發(fā)展的核心技術(shù)包含立體視覺定位導(dǎo)引、手眼力協(xié)調(diào)、安全互動人機(jī)接口等自動化關(guān)鍵模塊。以機(jī)器人為主軸發(fā)展各式各樣的彈性生產(chǎn)單元，目前主要聚焦在3C組裝與金屬制品彈性制造等應(yīng)用。以機(jī)器人為核心之智能自動化生產(chǎn)概念，不但能取代人力枯燥的操作工作，因應(yīng)少樣多量的生產(chǎn)特性，亦可將機(jī)器人技術(shù)導(dǎo)入職場服務(wù)（例如醫(yī)院、服務(wù)業(yè)等），發(fā)展出不同產(chǎn)業(yè)的服務(wù)型機(jī)器人，創(chuàng)造機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。

（四）發(fā)展精微化綠色制造技術(shù)，推動高科技制造產(chǎn)業(yè)

因應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)朝微小化、多功化、大面積發(fā)展的需求，加工等級之需求也由微米、次微米進(jìn)展到納米。機(jī)械所不斷地將制造技術(shù)推進(jìn)至納米加工層次，例如開發(fā)以微納米結(jié)構(gòu)為主軸的生產(chǎn)技術(shù)，包含微納米結(jié)構(gòu)成型與R2R（Roll-to-Roll）轉(zhuǎn)印、精密涂布、真空與大氣電漿鍍膜等制程及設(shè)備，發(fā)展出出整合型光學(xué)膜/微結(jié)構(gòu)彩色濾光片、透明導(dǎo)電膜/抗反射膜等光電產(chǎn)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，及建立光電、綠能、通訊、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的綠色薄膜制程技術(shù)。

機(jī)械所也將所發(fā)展的延性輪磨加工技術(shù)應(yīng)用到脆性材質(zhì)的輪磨加工，導(dǎo)入島內(nèi)晶圓產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)晶圓再生技轉(zhuǎn)金敏公司成為臺灣第一家，也是世界最大的晶圓再生廠，使傳統(tǒng)刀具產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型高科技應(yīng)用，創(chuàng)造臺灣硬脆基板納米加工制造產(chǎn)業(yè)；以微結(jié)構(gòu)光學(xué)設(shè)計及滾印成型技術(shù)，掌握20項復(fù)合型光學(xué)膜片專利，6項LED光源專利，突破3M公司專利網(wǎng)，把一片普通塑料膜制造出具集光與擴(kuò)散功能的“多任務(wù)型復(fù)合式光學(xué)膜片”，成功的應(yīng)用于LCD背光模塊；此外，研發(fā)PV/LED相關(guān)制程應(yīng)用，開發(fā)出撓性太陽能電池模塊、LED低溫固晶/立體封裝模組等創(chuàng)新產(chǎn)品，大面積電漿鍍膜及微納米（R2R、Energy Beam）Patterning制程與設(shè)備，這些技術(shù)廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)業(yè)、綠能產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)，使島內(nèi)業(yè)者具備領(lǐng)先的生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品。

（五）以創(chuàng)新活化地方特色產(chǎn)業(yè)聚落，增加就業(yè)機(jī)會

臺灣投入水龍頭制造的水五金產(chǎn)業(yè)曾面臨產(chǎn)業(yè)外移、技術(shù)落后、環(huán)保污染法規(guī)限制、國際競爭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)面臨生存瓶頸。水五金產(chǎn)業(yè)經(jīng)由機(jī)械所的技術(shù)協(xié)助，改善生產(chǎn)制程，導(dǎo)入“重力鑄造”、“自動化澆注”、“表面處理”等技術(shù)，開發(fā)出完全符合綠色環(huán)保的高級水龍頭。水五金產(chǎn)業(yè)成功轉(zhuǎn)型，落實了生產(chǎn)在地化，不必因環(huán)保及人力需求而出走，使從業(yè)人員數(shù)萬個家庭得以安居樂業(yè)。

另外也以MEMS技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)手工具，開發(fā)成數(shù)字手工具，提升了20倍的價值，并促成新事業(yè)投資。協(xié)助薩克風(fēng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行材質(zhì)改善、建立標(biāo)準(zhǔn)化的制造與檢測流程，成立廠商聯(lián)誼會并輔導(dǎo)產(chǎn)品營銷，提升業(yè)者技術(shù)達(dá)國際一流水平，國際訂單一年內(nèi)增加20%。

觀光工廠輔導(dǎo)，塑造地方特色產(chǎn)業(yè)，建立整合性服務(wù)平臺，提供專業(yè)營運(yùn)模式、空間規(guī)劃、形象塑造、營銷媒體等，協(xié)助具有獨(dú)特、產(chǎn)業(yè)歷史文化的工廠，由制造兼營觀光服務(wù)踏出產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的契機(jī)。

三、臺灣精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)SWOT分析

精密機(jī)械與制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)有別于傳統(tǒng)加工出口產(chǎn)業(yè)，關(guān)鍵在于其為技術(shù)密集，而非勞力密集。同時高科技產(chǎn)業(yè)經(jīng)營的環(huán)境與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)也不同，最大的差在于知所創(chuàng)造的附加價值高，產(chǎn)品生命周期短，技術(shù)發(fā)展快速，經(jīng)營風(fēng)險高，市場競爭激烈，外部環(huán)境變化大。目前根據(jù)行政院主計處的分類，臺灣依全球知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢，已將半導(dǎo)體、消費(fèi)電子、通訊、信息硬件、電子材料、信息軟件、精密機(jī)械與自動化、航天、特殊合金材料、高性能塑料材料、高級纖維材料、精密結(jié)構(gòu)陶瓷材料、高級復(fù)合材料、特用化學(xué)品、生物技術(shù)、制藥、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療保健等18項工業(yè)，列為臺灣新興高科技產(chǎn)業(yè)。

有關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭力的分析，海內(nèi)外學(xué)者提出了相當(dāng)多的方法，本研究擬采用SWOT分析。SWOT分析法主要分析組織內(nèi)部的優(yōu)勢與劣勢，以及外在環(huán)境的機(jī)會與威脅，其結(jié)果可做為制定未來發(fā)展策略的參考。

臺灣精密機(jī)械與制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭力相較于亞洲幾個主要競爭對手（韓國、中國大大陸、新加坡、馬來西亞），臺灣的機(jī)械工業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)投資與生產(chǎn)制造能力備受囑目。且臺灣機(jī)械產(chǎn)業(yè)擁有極佳的中衛(wèi)體系，上下游零組件供應(yīng)鏈相當(dāng)完整，達(dá)成最佳的群聚效應(yīng)，配合“經(jīng)濟(jì)部”的大力支持與推廣使得臺灣的機(jī)械產(chǎn)品成為國際上主要客戶重要的采購對象之一。目前主要的競爭對手當(dāng)推中國大陸與韓國，由于中國大陸的國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)與龐大民生內(nèi)需不斷吸引外資投入，未來各項機(jī)械設(shè)備，如：汽車、鋼鐵、化工、材料、信息、通訊、電子、民生等的需求與發(fā)展榮景可期。韓國的汽車、造船、鋼鐵、電子工業(yè)發(fā)展迅速，半導(dǎo)體與平面顯示器（Flat Panel Display，F(xiàn)PD）產(chǎn)業(yè)又執(zhí)世界牛耳，且其新興產(chǎn)業(yè)所需設(shè)備的島內(nèi)自給率極高，預(yù)期其海內(nèi)外的汽車產(chǎn)業(yè)加工與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、平面顯示器產(chǎn)業(yè)所需的制程設(shè)備，將帶動其整體機(jī)械設(shè)備需求邁向高峰。未來臺灣機(jī)械產(chǎn)業(yè)如何運(yùn)用既有的優(yōu)勢擊敗競爭對手，并在強(qiáng)敵環(huán)繞下脫穎而出，是產(chǎn)官學(xué)研要去共同面對的重要課題。endprint