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宏碩系統 研發國防級真空微波管,成功打進國際市場

堅持到底的競爭力 深耕工業基礎技術 - 系列文章6
2019-11-26
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宏碩系統 研發國防級真空微波管,成功打進國際市場
(圖說: 宏碩董事長戴照能(右起2)及經營研發團隊)
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「挑戰別人都做不到的技術,才有贏的機會!」宏碩系統秉持著這樣的經營理念,讓這家只有50位員工的公司,成為臺灣唯一專精研發製造技術門檻高的真空微波管。

真空微波管是一種用於產生和放大微波頻率範圍高頻訊號的真空電子元件,其輸出功率可從幾百瓦到上千瓦。簡單來說,它是能量轉換裝置,對國防科技來說,是重要關鍵零件。

以飛彈來說,之所以能在數百哩的射程範圍內,精準追蹤目標,靠的就是「眼睛」,而微波管正是飛彈的眼睛。而在全球軍用市場上,能夠研發真空微波管技術的廠商不超過十間。

華麗轉身,從國防工業延伸到半導體產業

之所以投入真空微波管研發,源自於宏碩系統的前身。

宏碩系統的核心研發團隊,來自於工研院電子所的微波小組,當時唯一任務是協助國防工業研發關鍵技術,許多防空及制海的防禦系統背後,都蘊含著微波小組數十年的研發心血。

2002年,負責研發微波管的核心成員,自工研院獨立出來,另外成立衍生公司-宏碩系統。起初運用長期累積的豐富經驗、技術、人才與設備,持續投入技術門檻高的國防工業。

但是,國防工業實驗性質強、研發期間長,加上量產訂單少,光靠單一領域,恐無法維持公司基本營運,於是,便思索轉往半導體產業發展的可能性。

事實上,除了國防產業外,真空微波管也是半導體製程-紫外線固化製程設備裡的重要零件,能夠利用微波能量激發紫外線,凝固原本偏軟的薄膜,讓產能順利開出。

宏碩董事長戴照能表示,過去,臺灣半導體大廠的製程設備,大多購自國外廠商,真空微波管零件技術,也一向掌握在原廠手中。只要零件需更換、機器故障要維修,國內沒有技術資源,只能求助原廠。宏碩系統 研發國防級真空微波管,成功打進國際市場(圖說: 宏碩系統董事長表示宏碩系統成立之初目標就很明確:必須往高技術層次、高單價、高附加價值方向走。)

可是,如果原廠零件使用壽命不符預期,工程師便無法掌握更換維修時機,一旦臨時需要更換,產線一停下來就是六小時,對於年營收衝上兆元的半導體業者來說,損失十分嚴重。

正因如此,國內對真空微波管一直有市場需求,卻從未被滿足,這也成為宏碩系統進入半導體市場的契機。

起初,宏碩系統只協助台積電進行維修工作,靠著過程中建立起的合作信任感,以及產品的優異品質,慢慢改變客戶思維,一路從維修廠商,變成台積電的獨家供應商。

與台積電合作過程中,宏碩除了與機台工程師密切互動,協助擬定完善機台維護策略之外,也積極提供免費樣品測試,讓客戶從實際使用中,肯定產品品質,前後花了兩年時間,才順利取得台積電認證。

比起原廠提供的真空微波管壽命約3000小時,宏碩系統產品使用壽命則高達5000至1萬小時,令合作客戶驚艷,之所以如此耐用,是因為這項技術,早期應用在國防工業,無論產品可靠度或是認證標準,軍用規格自然比半導體產業要求來得更高。

而宏碩系統的成功模式,也讓許多國際大廠感到緊張,畢竟在臺灣廠商打進真空微波管市場前,已有20多年沒有新廠加入戰局。

突破門檻,開發全新技術

微波管從設計到製造並不容易。在設計上,必須達到「四高」核心關鍵,包括高功率、高頻率、高真空與高電壓等技術門檻。

在製造上,微波管的材料有陶瓷及金屬,要將兩種截然不同的材料緊緊接合在一起,又是極高難度的挑戰。

其實,進行異材質焊接並不難,但製程關鍵在於:焊接面必須能應用在高真空環境下,這可不容易。

為此,宏碩系統自主研發出一種氣密焊接技術,讓微波管的氣密封接面,能透過特殊焊接法無縫接合,有效阻隔大氣與微波管內部的真空環境。

宏碩系統 研發國防級真空微波管,成功打進國際市場(圖說: 微波管在設計上,必須達到「四高」核心關鍵,包括高功率、高頻率、高真空與高電壓等技術門檻)

精密高科技產品,媲美瑞士製錶產業

做為一家員工人數只有50多人的中小企業,宏碩系統成立之初目標就很明確:必須往高技術層次、高單價、高附加價值方向走。

幸運的是,宏碩系統成立至今,臺灣在生產真空微波管領域上,已經沒有其他競爭者能夠與之匹敵。

宏碩系統從研發到生產製造部門,每位員工都懂研發、懂技術,工廠型態與一般廠房也不一樣,寧靜的氛圍絲毫沒有震天乍響的機器聲,在產線工作的,並非重複單一動作的作業員,而是「製程工程師」,除了投入研發,也身兼生產製造任務。

副總經理吳龍祥以「瑞士鐘錶」的職人精神來比喻,並強調:宏碩生產的真空微波管造價不斐,每個細節都巧奪天工,考驗著工程師精密製造能力,一個不小心,失之毫釐、差之千里,無法通過品管,甚至造成客戶對產品的疑慮或不信賴,對公司來說才是嚴重損失。

而真空微波管雖屬電子關鍵零組件,但生產流程卻整合精密機械加工的組裝與焊接製程,不像大型機械設備可以走自動化生產。正因製造難度高、結構精密、焊接無縫,公差僅有微小的0.005毫米,生產線上常見製程工程師們在顯微鏡底下,進行極為精密的組裝焊接工作。

雖屬高價格產品,但宏碩的訂單依舊穩定成長。戴照能說:「我們一開始就沒想過打價格戰,堅持只做最好的品質。」

譬如,跟台積電合作,宏碩報價其實比原廠貴,但反應在品質跟使用壽命上,表現卻是比原廠出色許多,這讓一向注重生產品質的台積電願意點頭,選用臺灣廠商生產的產品。宏碩系統 研發國防級真空微波管,成功打進國際市場(圖說: 宏碩生產線上常見製程工程師們在顯微鏡底下,進行極為精密的組裝焊接工作)

提攜人才深耕技術,為長期佈局

宏碩系統身為國內唯一微波管供應商,不論軍用或工業用途,皆扮演相當重要的角色。

在軍用上,目前宏碩系統依舊協助國防科技研發單位,研發高品質關鍵零組件,避免處處受制於國外供應商以及該國政府輸出許可;在工業上,將技術延伸至國內外半導體、太陽能產業、精密儀器製造業,提供高品質關鍵零組件,降低客戶生產成本、提高效率,減少對國外供應商的依賴。

但一路走來,成功並沒有想像中容易,雖然宏碩系統在真空微波管領域已是臺灣第一,但臺灣市場規模不大,想要攀上顛峰,真正的戰場其實是早已被國際大廠紛紛插旗的全球市場。

負責帶領宏碩系統技術研發的副總經理陳漢穎表示:「別人越是做不到的事,我們越是要做!」秉持這個信念,宏碩系統十多年來不斷投注心力在技術研發,期望提供業界長久被國外廠商掌握的關鍵產品與技術,進而還要讓這項「Made in Taiwan」的產品能夠邁入國際市場。

因此,提攜優秀人才是首要投資。目前,宏碩積極與國內大學教授合作研究計畫,提供在校研究生實習機會,培養優秀新血。每年宏碩系統也會指派工程師,參加國內研究機構舉辦的相關訓練或學術課程,參與專利撰寫,從廣納人才到持續技術深耕,優化公司核心競爭力。

再者,臺灣工業要升級,除了技術深耕,耐心更是關鍵。任何產業都不可能在短期內速成出高規格工業產品,需要長期佈局。

因此,宏碩系統數年前便著手佈局農業與醫療市場。開發可消滅農作物病菌與害蟲的高功率高頻微波管,改善過去使用農藥噴灑除害,卻造成人體與土壤危害的傳統做法。

在醫療發展上,宏碩系統開發可治療癌症的X光管,可在極低輻射劑量的情況下,每天持續使用、抑制癌細胞擴散,目前這項技術已完成FDA認證,進入臨床測試,未來此技術若問世,對醫療技術的提升大有助益。

陳漢穎認為:未來十年,真空微波管技術應用在其他領域,已經是大勢所趨,而宏碩系統早已準備好,在市場尚未燃起煙硝味前,完成技術創新研發,迎接新一波潮流趨勢的來臨。

真空微波管技術簡介
定義:真空微波管是一種用於產生和放大微波頻率範圍高頻訊號的真空電子元件,其輸出功率可從幾百瓦到上千瓦,屬於能量轉換裝置。
特色:是飛彈的眼睛,幫助看準目標。在半導體製程中,可利用微波能量激發紫外線,凝固原本偏軟的薄膜
影響:協助半導體廠商維修製程設備,並更換真空微波管零件市場
成就:提供國防研發單位高品質關鍵零組件,避免受制國外供應商以及該國政府輸出許可;提供國內外半導體、太陽能產業、精密儀器製造業等高品質的關鍵零組件,降低生產成本、提高效率

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