遊德國

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古老小鎮的創新祕密

文 / 徐仁全        2016-03-29

古老小鎮的創新祕密


德國,你一定聽過法蘭克福,這個台灣人進出德國最頻繁的城市。你一定也聽過漢諾威,只要是台灣廠商及商務人士,沒有不來這裡參加過商展的。大部分的人到德國,如果非經商洽公,那也會走觀光路線,要不走童話大道,或是羅曼蒂克大道,應都是台灣人到德國觀光常走的路徑。

到東德的人也許就不多,頂多到柏林(Berlin)或德勒斯登(Dresden)就很了不起了,除非是去了德國3次以上的人,才會開拓新景點,往一些人煙稀少的小城鎮去。

今天,我們介紹給你的是不一樣的德國城鎮,它們不一定有名,也許你從沒聽過。但在創新及產業發展上,它們的重要性一點也不遜於柏林、慕尼黑等大城市,待我們一一介紹,你一定會有意想不到的驚喜,竟然德國還有這些城鎮,隱藏著許多創新技術及產業,它們的含金量竟這麼高!

還有一個共通點,這些城鎮都位在東德,在東西德尚未統一之前,本就屬社會主義,較未開發的地區,經濟及教育的活躍性皆不如西德。1989年東西德統一後,德國為拉近東西德之間的差距,投入大量的預算及資源,拉升東德在政治、教育、經濟及工業等發展,以使德國全境能均衡,同步向前發展。也因此,東德在近年來的創新及創業表現上,異軍突起,也創造出不少中小型企業,甚至是隱形冠軍的企業,也讓東德重返榮耀,得以在世界繼續發光。

第 1 站:蔡司鏡頭的發源地─耶拿

耶拿(Jena),這個只有10萬出頭人口居住,位在柏林正南方258公里的小城鎮。它在地點位置上雖然不太起眼,更不是觀光客會刻意安排的必去之地。但如果你聽過蔡司光學,那你就不能不知道,耶拿正是蔡司光學創辦人卡爾蔡司(Carl Zeiss)創業發跡的地方。

走在路上,你會吃驚地看到為了紀念卡爾蔡司而命名的街道,當年正值30歲的蔡司先生,在參加了耶拿大學的數學、物理及光學等課程後,竟然當起maker(自造者),在自家車庫研製起鏡片,並嘗試組裝成為簡易的顯微鏡。直到1846年,蔡司覺得時機成熟,雇用了第2位及第3位員工來幫他,此時蔡司公司正式設立,並生產第一項產品──顯微鏡。

蔡司公司至今已有170年的歷史,哇!真的讓人不得不敬佩德國這種具百年以上歷史的巨人企業。蔡司先生自行研發並生產了顯微鏡,開始的20年,賣出上千台,成績算不錯,成為德國科學家們的最佳幫手,並獲得產業界頒獎肯定。

但隨著技術及光學理論無法進一步突破,蔡司他決定在1866年邀請當年十分不易、擁有物理及數學博士的物理學家恩斯特‧阿貝(Ernst Abbe)加入蔡司團隊,以解決光學技術上的瓶頸。1872年,阿貝果然在光學理論上大大的為蔡司光學加分,並為公司帶來革命性突破,推出了高性能顯微鏡。

有了阿貝加入,產品得以提升,但鏡片透度及曲度不夠完美。蔡司又找來了玻璃化學家奧托‧肖特(Otto Schott),合資成立耶拿玻璃公司,以取得品質更高的玻璃,讓光學產品彰顯特色。

因此,耶拿這個小鎮出了3位產學專家,就是蔡司、阿貝及肖特。這3位光學及物理專家,更擦亮了耶拿在世界光學研究及產業的地位。

到底耶拿在光學產業的重要性為何?看看蔡司在全球光學產業上的重要性就可得知一二:你知道全球有2億人口使用蔡司鏡片嗎?你知道好萊塢電影拍攝的專業鏡頭都由蔡司包辦?你知道台積電進軍10奈米製程所需的顯影設備,也是蔡司共同開發的?日本相機大國,卻也使用蔡司鏡頭,讓畫面更美麗。

去年蔡司的營收達到45億歐元(約合新台幣1620億元),雖無法與台灣鴻海上兆元的營業額相比,但它的地位,不可或缺。

蔡司研發中心副總裁Ulrich Simon強調,蔡司經過百餘年來的蛻變,目前在6大領域持續深耕:1,消費品光學,就是數位相機鏡頭或望遠鏡等。2,視力保健:近視及遠視鏡片。3,半導體應用: 光罩機台EUV即是蔡司與ASML共同開發。第4是顯微鏡市場:用在醫療、工業及科學等高端研究領域。5,工業測量:透過電子及光學技術進行工業上的測量應用。6,醫療領域:醫療顯微鏡及視力檢測等儀器。

面對未來的挑戰,百年企業蔡司光學也準備好了,將整合相關產品,投入每年約4.5億歐元(約合新台幣160億元)的研發費用,因應未來高齡化、數位化、環境資源枯竭化及工業自動化的時代來臨,蔡司將站在現有的光學優勢上,持續研發創新。

耶拿不僅有蔡司光學,在這個小鎮裡,約有上千家大小不一的光學業者,一起打造耶拿成為德國的產業「亮點」,提供了2~3萬個工作機會。因此,在耶拿,1/4的人從事光學相關產業,幾乎每個家庭都有1人與光學產業有關,如此高的比重,真的讓耶拿光芒四射,照耀全世界。

第 2 站:全球航太、汽車供應鏈基地─凱姆尼茲

凱姆尼茲,這個25萬人口的城鎮,對台灣來說並不大,大約就一個嘉義市的人口大小。但也別小看它的重要性,你知道奧迪汽車吧?就4個圈圈繞起來的LOGO,它在1932年時,係由4家德國車廠Audi、DKW、Horch及Wanderer合併成為汽車聯盟,取名Audi,而當時Audi總部就在凱姆尼茲。

凱姆尼茲至今仍是汽車生產重鎮,更是福斯汽車的生產重鎮。而供應汽車產業所需的工具業者,也群聚在此城鎮,其中不少是隱形冠軍。NSH集團(Network Service Header),一家生產大型機具設備的公司,正是所謂隱形冠軍代表。

NSH公司規模不算大,2015年的營業額約3.4億美元(約合新台幣112億元),全球員工也只有1400人。與台灣相比,勉強稱得上是中小企業。但它難得可貴的是全球布局及獨占特定市場,始顯出隱形冠軍的本錢。

NSH營運長Gero Martel強調,NSH係為客戶提供機械工具生產的解決方案,它們專注在5大領域:航太、汽車及卡車、火車、工具機製造及齒輪等。別小看這5大領域,這可是超過180年歷史的NSH,累積了專業及經驗才站穩在這5大特定市場。

以NSH投注在航太市場為例,它們專注在飛機起降時的起降機輪設備及渦輪引擎所使用的渦輪片上。這兩項領域雖不是很大,但非常關鍵且獨特,包括波音及空中巴士的供應商,都是NSH的客戶。

同樣的情況也可在汽車領域找到相同模式,汽車主要零件中的換檔齒輪、汽車傳動軸、引擎零件,甚至生產線的建置,都是NSH的強項,除了Audi,也成為BMW或賓士的重要供應商。

更別說NSH的另一強項,火車輪的製造及維修,這可是在全球市場中居領先地位,更在美國成為獨占者,連台灣的台鐵也有與NSH合作。

未來車研發基地:Fraunhofer

為提供更新的汽車技術給凱姆尼茲上百家的汽車零組件供應業者,國家級研究機構Fraunhofer(弗勞恩賀夫爾協會,地位有如台灣工研院)在此地就 近投入汽車科技研究。

目前汽車界最關心的議題就是如何降低CO2排放,讓汽車成為更環保的交通工具。依歐盟法規,在2020年時,小型車輛要符合每公里行駛時的碳排放在95公克以下,較現有德國平均小型車行駛每公里的碳排量約123公克,更加嚴格。

如何做到?3種可能途徑來改善:一是從引擎著手,讓引擎燃燒更有效率。其次是改變能源,採用電力或其他氫氧化能源。最後是減輕車體重量,降低車重就能使二氧化碳排放量降低。上述3種方法中最直接且較易做到的方法是減重,也就成了Fraunhofer重要的研究項目。

如何讓汽車瘦身減重,但又不失其對安全的高標準要求呢?研究人員從碳纖維開始下手,嘗試讓更多的材料由碳纖維所取代,並能以更強的結構,維持汽車的安全要求。

正如BMW的電動車i3及i8已大量採用碳纖維材質為其車身,研究人員更進一步嘗試將碳纖維應用在一般的車款上,以符合輕量化的需求。

目前碳纖維的材料取得大多是從植物中取得,進一步與現有的塑膠合成,達到輕量化及高張力強度的效果。在Fraunhofer實驗室內,有一大型塑膠射出機具,可以直接射出所需的引擎與保險桿之間的水箱罩。但如果全採用塑膠材質,會過於柔軟,強度不夠。如加上碳纖維,並採用強化結構設計,就足以支撐強度,也符合汽車之安全要求。

不過碳纖維成本過高,研究人員目前採取較合適的方式是以塑膠與碳纖維比例6:4來做測試,讓強度、輕量化及成本考量皆能達到折衷,以求得最合適的量產比例。

同時,在完成塑膠射出成型之前,可將車體所需的感應器事先嵌入纖維布料中,再一起整合在塑膠材料裡,如此就可簡化生產步驟,讓生產變得更流暢。

如順利完成相關材質的更換,一輛帶有碳纖維的車子,重量約可減少10%,也就能降低二氧化碳的排放,讓汽車更環保,更具效率。

Merge研究單位也投入資源在汽車所需的下一世代的技術及應用,他們發現以竹子及椰子作為汽車材料並非夢事,在今年底就可看到以椰子作為原料的纖維材質,可應用在汽車內裝上,以因應減重的議題。

第 3 站:易北河上的德國矽谷─德勒斯登

德勒斯登的知名度會高一些,與它歷史及工業有很大的關係。雖然它是二次世界大戰中,盟軍炸得最凶的城市之一,但還好,具特色的建築物仍得以重建,如聖母教堂、德勒斯登王宮及森帕歌劇院等,依然在易北河畔,共同打造德勒斯登成為歐洲最美麗的城市之一。

德勒斯登也是工業大城,半導體工業、汽車及相機工業,甚至鐘錶工業,都圍繞在這個歷史城市,一同為德勒斯登寫著光榮的歷史。

不過,今天我們談的是未來的5G,比4G更先進,德勒斯登這個石器時代就有人定居的古城,它正在5G未來世代中,扮演重要角色。

如果說到5G,你會想到什麼?是更大的頻寬,讓上傳或下載速度變得飛快呢?還是你會想有它將帶來什麼新的應用?手機可能讓我們做什麼更強大的應用嗎?

位於德國德勒斯登理工大學(TU Dresden)的5G實驗室裡,除了技術研發外,把更多資源投入研究5G的應用。TU Dresden教授Franz Fitzek甚至領的是德國電信的薪水,直接在大學裡面執行5G應用計畫。

有著一頭大捲髮、腳穿橘紅色球鞋的他說,5G時代的意義是應用,而不是頻寬變大而已。「如果自動駕駛技術透過5G作為聯絡傳遞,那就完全不同了」。當自駕車開始與其他車輛進行對話,可想而知,有多少資料會被快速傳遞互通,更若是以汽車行駛的速度來看,現有的3G或4G,都無法滿足一條街道上,數10輛,上百輛的自駕車互相對話的頻寬需求,因此需要5G。

另一5G的應用是網路五感的體驗。TU Dresden教授Ercan Altinsoy表示,目前在網路上都只能透過視覺與聽覺來感受網路上的資訊及畫面,無法做到其他的觸覺、味覺的體驗。但透過人機互動的提升,觸覺及味覺是可以做到的。當你在網路上購物時,你可以摸到這衣服的材質為何?觸感為何?當你在網路上看到一盤佳餚時,你更可以聞到它的香味,而不只是隔靴搔癢般的望美食而興嘆!

還有什麼應用呢?目前最夯的VR應用也少不了。不僅是在遊戲產業上,未來在運動、探險及模擬訓練上,都可以用到虛擬實境的技術,而中間的傳輸溝通,就不得不靠5G來執行。

你絕對想不到的是:5G時代,講究的不再是人與人的對話溝通,而是人與機器,人與交通工具,人與生產線,人與產品,這將大大改變現有的溝通模式,這是5G與4G最大的不同。

如我們在駕駛一輛車,用全身與汽車對話:透過眼睛看儀表板,你知道目前時速多少?如果太慢你就用腳踩油門去加速;如太快了,你放開油門或踩煞車,讓速度慢下來。如果太熱,用手開冷氣;太冷,打開暖氣。

但未來,這些動作都可能被取代,透過車用電腦及智慧手機,你不用自己去判斷速度的快慢,它們已直接溝通,並達成協議與動作。

在TU Dresden大學裡,也針對聲音進行研究,他們嘗試去了解,聲音數位化後,未來如何透過傳輸技術的提升,可以大幅拉近與真實聲音間的差距。

關鍵字: 好創新


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