主題故事 〉中興大學:石墨烯金屬化技術-高頻傳輸更輕、更薄、更快
2017-1-08

當物聯網、電動車和無人駕駛技術,讓智慧車成為全球科技大廠軍備競賽的主戰場,如何讓電子元件兼具輕薄化、高頻傳輸與省電等需求,成為最大挑戰。

破壞式創新,解決業界多年痛點

「由於智慧車要處理的數據更多,反應時間更短,在高頻傳輸的需求下,過去利用貴金屬『鈀』做為觸媒,以物理貼合方式把導體接到非導體的技術,開始出現瓶頸。」中興大學化學工程學系教授竇維平分享,石墨烯金屬化技術,就是運用共價鍵等方式,讓後段電鍍銅的厚度可任意控制,這樣一來不但可以提高良率,更可大幅降低成本。
竇維平指出,相較於目前傳統軟性電路版每平方米23 美元、乾式真空濺鍍製程32美元,石墨烯金屬化技術的售價則可降低到15美元以下,讓毛利率提高到大約70%。事實上,由於智慧型手機的輕薄化,除了透過3D封裝技術堆疊更多晶片,載板的銅線密度也必須隨之提高,使得銅線寬度必須更小。以現有技術軟板上的銅線寬度為30微米,下一代的電子產品,預估要讓銅線寬度小於15微米。
「現有銅箔技術已經可以做得很薄,但問題是,銅箔越薄就越容易破掉,製程的困難也就越高,加上觸媒鈀是稀有金屬,成本已經很高,除鈀的藥水費用更高,因此開始思考,是否可能讓載板上直接『長出』銅來,並想到十幾年前為了替英特爾解決問題,就曾運用導電和導熱性都很強的石墨,開始研究用石墨烯來取代現有技術的方法。」竇維平說道。

從know-how,到know-why

能解決業界多年來最困難的痛點,和竇維平過去曾在世界先進和伊希特化(Rockwood Electrochemicals Asia Ltd.)擔任研發工作,多年來也始終與台、美、日、德大廠有許多產學合作案有關。
參與教育部新型態產學研鏈結計畫,是因為竇維平有個夢想——讓技術和人才根留臺灣。他在伊希特化工作期間,曾為了解釋當時氧化石墨技術為何能解決問題,多次前往英特爾作簡報。「這讓我體會到,英特爾不僅重視know-how,更注重know-why,這是為何國外大廠能持續發展核心技術,靠智慧賺錢,而不僅是靠代工賺錢的主因。」
竇維平語重心長地說,多年來看著外商爭搶實驗室人才,許多較高階的技術最後透過技轉,花落外商手上,雖然很樂見學生有更好的發展,但也遺憾未能將研究成果,和更多臺灣廠商合作。

業界出題,學界解題

「新型態產學研鏈結的作法,正好提供了實驗室往前推進一步所需的資源,讓關鍵技術透過衍生企業的創立,站在研發代工的角度,和現有產學合作的廠商一起為未來佈局。」竇維平說道。也因如此,雖然石墨烯金屬化技術已做完專利佈局,在兩層式軟性銅箔市場每年產值都有4億7千萬美元的現況下,竇維平仍將衍生企業設立的時間規劃在3年後。
「除了實驗室結果轉為製程技術、設備產能評估等過程,都要花時間,更重要的是,如果要堅守研發代工的角色,就要花時間把水平、垂直的合作廠商建立起來。」竇維平說道。
堅守研發代工的角色,而非自己跳下去生產,另一個重要的原因,則是讓衍生企業得以脫離製造業在廠房建置、空間需求,需要往外遷移的命運,繼續和學校保持密切合作。
「在哈佛、MIT,衍生企業的主要目的也是在培育人才,指導教授或許是公司的股東,或擔任研發工作,但絕大多數是不會離開學校的,而是繼續搭建一個平台,透過更多研究,為未來培育更多人才。」竇維平以CVS分析法發明人彼德.布拉廷Peter Bratin為例,說明布拉廷雖然是ECI Technology創辦人,卻選擇將CEO一職交給專業經理人,自己退居為研發部副總經理,是因為體認到好的研究人才,不一定是好的經營者,所以選擇專業分工。
因此,除了現有的石墨烯金屬化技術,竇維平直言,不管是以企業的角度,或身為一個研發代工中心,都需要將更多研究推升到製程技術。「希望為臺灣的轉型,多做一點事。」竇維平說道。

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