台湾精密机械产业发展及现状分析

徐秀沧

一、精密机械相关定义

（一）精密机械产业技术

精密机械产业技术是一高度科技整合技术，主要系针对精密制造设备及系统进行设计、分析、仿真与制造，期望提高对精密制造设备的生产制造品级、效能与生产力。精密机械产业技术整合运用电机、电子、机械、光电、自动化、材料、制造、信息、通讯、生医等领域知识，进行精密制造设备及系统的设计、分析、仿真、制造，以提高对精密制造设备的设计开发、生产制造品级、效能与生产力。范畴包括精密工具机（大陆称机床）、各式物理、化学或综合形式的制程设备，特别是半导体、平面显示器、新兴能源与环保、生技医药及其他新兴高科技产品制造所需高精密制程设备、模具、精密量测设备及关键零组件等。

（二）精密机械产业技术群组范畴：

1.先进工具机

（1）CNC切削工具机

（2）CNC成形工具机

（3）非传统加工设备

2.自动化产业机械

（1）半导体制程设备：前段制程设备、后段封装设备、检测设备

（2）平面显示设备：TFT-LCD制程设备、OLED制程设备、厚膜FED

制程设备、自动光学检测与设备、软性FPD设备

（3）橡塑料成形设备

（4）包装机械

（5）其他自动化产业机械

3.能源与环保机械设备

（1）发电设备：水力/火力发电设备、风力发电设备、太阳能发电设备、燃料电池能设备、生质能设备

（2）省能源器具及关键零组件：节能照明系统/高效率热交换器/电力电子组件及系统、环保相关设备

（3）水污染防治设备

（4）空气污染防治设备

（5）废弃物清运处理设备

4.精密检测设备

（1）精密量测仪器

（2）在线检测系统

（3）三次元坐标量床

5.精密机械零组件/自动化机电组件

（1）精密模具/高速主轴/线性滑轴/螺杆/轴承/定为平台/机构体

（2）控制器/伺服马达与驱动器/线性马达/传感器与致动器/空油压组件

6.生技制药/医材设备

（1）制药/特用化学品/机能性与发酵食品设备

（2）医疗保健机仪设备：包含诊断仪器/治仪器/福址仪器/检验仪器与试剂/生医材料与组件

7.精密模具

（1）金属成形

（2）非金属成形模具

8.微纳米材料与制程设备

（1）微纳米粉体/碳球/碳管/触媒

（2）微纳米镀层/电浆/PVD/CVD/能量束贱镀

（3）微纳米加工/定位/分子自我组装/量测

（4）MEMS

（三）精密金属工具机产业

以精密机械产业为范畴进行相关产业以精密金属工具机产业为主轴，而精密金属工具机产业的定义如下：

1.金属切削工具机制造、修配业

凡从事金属切削用工具机制造与修配的行业均是，一般指金属切削用等机器、设备的生产与制造，及相对延伸的相关装配、修理等相关行业；

2.金属成型工具机制造、修配业

凡从事金属冶炼、铸造、锻造、冲压、热处理、表面处理等金属加工专用机械生产与制造，及相对延伸的相关装配、修理等相关行业；

3.金属机械手工具制造、修配业

凡从事金属加工用的动力手工具或机器之生产与制造，及相对延伸的相关装配、修理等相关行业。非金属材料加工用的动力手工具制造修配的行业亦归入本类；

4.非传统加工设备制造、修配业

凡从事车、铣、刨、磨、锯及钻等传统加工以外的设备生产与制造，及相对延伸的相关装配、修理等相关行业；

5.其他金属加工用机械制造、修配业

凡从事前述以外金属加工用机械生产与制造，及相对延伸的相关装配、修理等相关行业。

回顾台湾精密机械产业的发展足迹，可以看出台湾在精密工具机及模具方面—直力争上游，机械零组件的生产，也有很好的表现；但是，台湾引以为傲的光电半导体产业所需的设备，以及生产精密模具与零组件的精密工作母机，进口的比率，仍然偏高。所幸，在台湾“经济部”大力推动及业者积极配合下，这个高阶设备的供需差距正快速缩减中。因此，台湾精密机械产业过去几年可以说是动力十足，而未来几年更是前景可期。

二、精密机械产业研发

机械产业一向被视为一个国家或地区工业化程度的指标，不但是工业之母，同时也是工业强国或地区必备的产业。台湾机械产业逐年稳定成长，到2010年产值已超过9，200亿，约占台湾整体制造业的11%，是台当局列为兆元产值的重要产业；而从业人数为47万人，占就业人口的18%，提供众多的就业机会，对社会来说是一股重要的稳定力量。

过去数十年来，机械产业的发展，除了从传统的制造与产业设备，逐渐发展成更精密、更自动化的制造技术与更高阶的产业设备之外，也提升技术对应到光电、半导体等新兴产业的需求；尤其未来顺应全球化、客制化、绿色环保的发展趋势，对于精密制造技术的需求更是迫切，并且需建立岛内的自主研发能力。

针对上述产业发展，台湾工研院机械所整合智慧化、精微化、绿能化的核心技术，发展高端工具机、智慧电动车、智慧机器人与绿能制造等相关模块能力与产品，与精密机械业者共同携手应对全球的挑战。以下作简要的说明：

（一）投入高阶工具机研发，将台湾带入精密制造的领域

在工具机方面，机械所一方面深耕高精度、可靠性及稳定性等基础技术，发展高速化、复合化及超精密化的高阶工具机；也同步开发多轴精密控制器、直驱马达、液静压导轨/轴承、多轴旋转头等关键零组件，协助业者建立自主研发能量，突破高阶工具机的发展瓶颈；更进一步加强智能化软件与系统化技术的研发，提升加工精度到次微米等级，以提高工具机及设备系统的价值；并先后推动成立“先进线型工具机”、“A+工具机技术”等研发联盟，提升整体产业的竞争力。endprint

对应新兴产业制造的需求，机械所发展微/纳米制造及系统控制技术，并以跨领域合作方式，开发专用设备，协同业者进军新兴产业设备的制造领域，如风力机、太阳光电、电动车辆等。

（二）发展关键零组件，推动台湾智能电动车产业发展

台湾车辆产业总产值约为新台币4000余亿元，机械所过去已经协同业界共同研发出岛内第一个自主设计的汽车引擎、第一款重型机车引擎，随后都成功量产并营销海内外多年，这是台湾车辆产业竞争力提升的关键之一。节能减碳与智慧化是车辆开发持续追求的目标，一波电动化商机将是车辆产业主要的成长动力。机械所投入发展新兴能源车的关键零组件技术，研发电动车用高效率电动动力（马达与控制器）系统、电能管理系统、充电系统标准接口与安全规范等；并在车辆研发联盟的架构下，结合工研院内材料、绿能及资通讯等跨领域技术，以及车辆测试研发中心、金属工业发展中心及中科院等法人机构的研发能量，共同建构电动车完整的关键技术，以协助岛内产业迎向即将蓬勃发展的全球电动车市场。

机械所开发的轻量超薄马达技术，扭力密度已达到国际领先的水平，应用于电动机车和自行车上，将有机会使岛内机车及自行车产业更加如虎添翼，再创高峰。

（三）发展智慧机器人技术，促动机器人产业成形

为改善生产制造所面对的问题，机械所研发工业机器人，导入智慧自动化生产概念，以产业关怀的角度协助企业因应弹性生产的需求，将传统制造作业环境转变为以人为本的生产友善环境。

机械所发展的核心技术包含立体视觉定位导引、手眼力协调、安全互动人机接口等自动化关键模块。以机器人为主轴发展各式各样的弹性生产单元，目前主要聚焦在3C组装与金属制品弹性制造等应用。以机器人为核心之智能自动化生产概念，不但能取代人力枯燥的操作工作，因应少样多量的生产特性，亦可将机器人技术导入职场服务（例如医院、服务业等），发展出不同产业的服务型机器人，创造机器人产业。

（四）发展精微化绿色制造技术，推动高科技制造产业

因应新兴产业朝微小化、多功化、大面积发展的需求，加工等级之需求也由微米、次微米进展到纳米。机械所不断地将制造技术推进至纳米加工层次，例如开发以微纳米结构为主轴的生产技术，包含微纳米结构成型与R2R（Roll-to-Roll）转印、精密涂布、真空与大气电浆镀膜等制程及设备，发展出出整合型光学膜/微结构彩色滤光片、透明导电膜/抗反射膜等光电产业应用产品，及建立光电、绿能、通讯、医疗等产业应用的绿色薄膜制程技术。

机械所也将所发展的延性轮磨加工技术应用到脆性材质的轮磨加工，导入岛内晶圆产业实现晶圆再生技转金敏公司成为台湾第一家，也是世界最大的晶圆再生厂，使传统刀具产业转型高科技应用，创造台湾硬脆基板纳米加工制造产业；以微结构光学设计及滚印成型技术，掌握20项复合型光学膜片专利，6项LED光源专利，突破3M公司专利网，把一片普通塑料膜制造出具集光与扩散功能的“多任务型复合式光学膜片”，成功的应用于LCD背光模块；此外，研发PV/LED相关制程应用，开发出挠性太阳能电池模块、LED低温固晶/立体封装模组等创新产品，大面积电浆镀膜及微纳米（R2R、Energy Beam）Patterning制程与设备，这些技术广泛应用于3C产业、绿能产业、光电产业，使岛内业者具备领先的生产技术及产品。

（五）以创新活化地方特色产业聚落，增加就业机会

台湾投入水龙头制造的水五金产业曾面临产业外移、技术落后、环保污染法规限制、国际竞争的严峻挑战，产业面临生存瓶颈。水五金产业经由机械所的技术协助，改善生产制程，导入“重力铸造”、“自动化浇注”、“表面处理”等技术，开发出完全符合绿色环保的高级水龙头。水五金产业成功转型，落实了生产在地化，不必因环保及人力需求而出走，使从业人员数万个家庭得以安居乐业。

另外也以MEMS技术应用于传统手工具，开发成数字手工具，提升了20倍的价值，并促成新事业投资。协助萨克风产业进行材质改善、建立标准化的制造与检测流程，成立厂商联谊会并辅导产品营销，提升业者技术达国际一流水平，国际订单一年内增加20%。

观光工厂辅导，塑造地方特色产业，建立整合性服务平台，提供专业营运模式、空间规划、形象塑造、营销媒体等，协助具有独特、产业历史文化的工厂，由制造兼营观光服务踏出产业转型的契机。

三、台湾精密机械产业SWOT分析

精密机械与制造技术产业有别于传统加工出口产业，关键在于其为技术密集，而非劳力密集。同时高科技产业经营的环境与传统产业也不同，最大的差在于知所创造的附加价值高，产品生命周期短，技术发展快速，经营风险高，市场竞争激烈，外部环境变化大。目前根据行政院主计处的分类，台湾依全球知识经济发展的趋势，已将半导体、消费电子、通讯、信息硬件、电子材料、信息软件、精密机械与自动化、航天、特殊合金材料、高性能塑料材料、高级纤维材料、精密结构陶瓷材料、高级复合材料、特用化学品、生物技术、制药、环境保护、医疗保健等18项工业，列为台湾新兴高科技产业。

有关产业竞争力的分析，海内外学者提出了相当多的方法，本研究拟采用SWOT分析。SWOT分析法主要分析组织内部的优势与劣势，以及外在环境的机会与威胁，其结果可做为制定未来发展策略的参考。

台湾精密机械与制造技术产业竞争力相较于亚洲几个主要竞争对手（韩国、中国大大陆、新加坡、马来西亚），台湾的机械工业的创新研发投资与生产制造能力备受嘱目。且台湾机械产业拥有极佳的中卫体系，上下游零组件供应链相当完整，达成最佳的群聚效应，配合“经济部”的大力支持与推广使得台湾的机械产品成为国际上主要客户重要的采购对象之一。目前主要的竞争对手当推中国大陆与韩国，由于中国大陆的国内基础建设与庞大民生内需不断吸引外资投入，未来各项机械设备，如：汽车、钢铁、化工、材料、信息、通讯、电子、民生等的需求与发展荣景可期。韩国的汽车、造船、钢铁、电子工业发展迅速，半导体与平面显示器（Flat Panel Display，FPD）产业又执世界牛耳，且其新兴产业所需设备的岛内自给率极高，预期其海内外的汽车产业加工与半导体产业、平面显示器产业所需的制程设备，将带动其整体机械设备需求迈向高峰。未来台湾机械产业如何运用既有的优势击败竞争对手，并在强敌环绕下脱颖而出，是产官学研要去共同面对的重要课题。endprint