奈米技術　全面報到！
　

張志誠

就業情報網提供

    當物質微縮到奈米尺寸時，由於物理與化學特性迥然改變，連帶創造出無數全新的應用可能，不僅使資訊、光電、生醫等高科技產業，向前躍進一大步，也為傳統產業帶來起死回生的契機。目前已有超過30個國家，傾全力發展國家級奈米計劃，要在這個劃時代技術搶占先機。

    2002年9月24日，台北市新生南路上的公務人力發展中心熱鬧非凡，因為接下來的一天半將在這裡舉辦「奈米技術產業化企業領袖高峰論壇」，即使參加一天半高峰論壇的費用高達新台幣5000元，然而9點不到，會議廳內已經座無虛席，晚到的人只能站在走道上，邊翻著厚厚的講義，邊聆聽來自德國、日本、俄羅斯，以及台灣本地的專家學者發表有關奈米科技的最新研究報告。

    3天後，中華民國微系統暨奈米科技協會在工研院舉辦「奈米科技帶動傳統產業創新研討會」，同樣吸引來自台灣各地渴望藉由奈米科技重拾第二春的傳統產業業者，將會議室擠得水洩不通；一位來自中南部的業者苦笑說，其實業者也心知肚明，想要根留台灣，就要想辦法升級，過去業者一直找不到升級的關鍵，現在奈米科技讓他們看到了「突圍」的希望。

    工研院奈米科技研發中心副主任，同時也是工研院企劃處處長的蘇宗粲博士說：「20多年來，大概也只有奈米科技，才能夠讓傳統產業與高科技業者因為同一個議題共聚一堂，並且各自從中開拓出屬於自己的一片天」。

相當於兩、三個金屬原子的寬度

    究竟什麼是奈米（nanometer）？奈米科技為何會被稱為繼資訊革命之後的「第四波工業革命」？這門在20世紀末嶄露頭角的新科技，究竟有什麼樣的魅力能夠讓全世界至少30個以上的重點國家，傾力發展國家級奈米計畫？

    其實奈米（nanometer，簡稱nm）和米（meter）、毫米（millimeter，簡稱mm）、微米（micrometer，簡稱um）一樣，都只是長度計量的單位，1毫米是10-3公尺，1微米是10-3毫米，1奈米又是10-3微米，換算之後得出1奈米等於10-9公尺，也就是說1奈米是1公尺的10億分之一。

    舉一些實際的例子來看，人類的頭髮直徑大約是20∼50微米，也就是2∼5萬奈米，血液中紅血球的直徑是8微米（8000奈米）左右，細菌的大小則是在2∼3微米之間，而2∼3個金屬原子排列在一起的寬度大約是1奈米，這樣我們大概對奈米這個等級的尺寸有些基本概念了。

物質在奈米尺寸性質丕變

    不過如果奈米科技只是單純將尺寸縮小到肉眼看不見的奈米尺寸而已，那麼奈米科技也許還不值得大書特書，奈米科技引人之處除了「小」之外，它還會改變物質或材料的物性。

    台大應力所教授，同時也是國科會微機電與奈米科技推動小組計畫召集人李世光說，當顆粒微小到奈米這個尺寸時，物質會因量子尺寸效應及表面效應，而展現出許多迥異於宏觀世界中同樣塊狀材料的物理原理與化學特性，使得它的熔點、導電性、導熱性、磁性、電容性、發光性、水溶性等效應都產生變化。

    像是原本高貴閃亮，能維持數千年不變的黃金，將它微小到小於50奈米的尺寸時，金粒子在水溶液中不再呈現金黃色，而是「紅色」，這時候奈米等級的金粒子就成為製造「驗孕劑」的絕佳材料。

傳統產業起死回生的靈丹

    宗粲指出，奈米科技在產業應用上，不僅能讓資訊、光電、生醫等高科技產業的發展向前躍出一大步，更讓傳統產業看到希望，例如：

●在布料上塗上一層具奈米孔洞特性的奈米塗料，不僅防水，而且排汗。

●將含有奈米級遠紅外線分子的材料與化纖織成布料，既輕便又保暖。

●塑膠加上奈米高分子黏土，搖身一變就成為防火建材及防火電器外殼。

●橡膠混入奈米微粒，可以讓輪胎加倍耐用，如果加入奈米螢光染料，輪胎在晚上還會像「風火輪」似地發亮。

●外表塗上奈米釉料燒製的衛浴設備，只要水一沖自然清潔溜溜，又能抑制細菌生長。

●房屋外牆塗上添加奈米級微粒的油漆後，就能夠讓外牆如荷葉般，只要下雨就能將灰塵沖走。

    國科會科技資料中心主任孟憲鈺博士在一場有關奈米技術產業化研討會中直接了當地指出，過去傳統產業的生產技術已經走到盡頭，但奈米科技的應用讓傳統產業能製造出全新價值的產品，他說：「奈米科技可說是讓傳統產業起死回生的靈丹」。

舉世追逐奈米商機

    根據美國國家科學基金會的推估，未來10∼15年內，全球奈米相關產品的市場總值將達到1兆美元，這麼龐大的商機，難怪世界各國無不卯足全力投入奈米研發。

    美國在前總統柯林頓執政的最後一年，宣布推動「國家奈米技術計畫」（NNI），投資4.97億美元的預算在2001年美國的奈米科技發展。而小布希總統上任後，對奈米科技更加重視，計畫2003會計年度投入研究的預算金額為7.1億美元。歐盟則計畫在2003∼2006年間，投資7億歐元在奈米科技的研發上，不僅為了增強在奈米領域的競爭力，並且希望能夠迎頭趕上美國。在亞洲，日本在2002年投入奈米科技研究的研究經費就高達350億日圓。

    至於台灣，行政院也已通過未來六年政府將投入總數達新台幣231億元的經費，著重在奈米科技的基礎研究、產業化及核心設施的發展；同時經濟部工業局也特別以專案核報的方式，將奈米科技納入新興重要策略性產業的適用範圍，未來國內廠商只要符合應用奈米技術，而且研發的產品尺度在1∼100奈米之間，那麼研發奈米技術的儀器或設備，或奈米操控、量測用儀器或設備，都能享有5年免稅或股東投資抵減的優惠。

工研院是國內奈米科技重鎮

    蘇宗粲說，政府部門不僅感受到全球的奈米熱，也知道再不整合資源，恐怕就要輸在起跑點上，因此從今年年初開始，政府已經開始整合原本分散在各部門與奈米科技有關的計畫與預算。

    位於新竹的工研院正是國內負責奈米科技研發的重鎮，工人們進進出出，忙著將原先的台積電一廠廠房改建成奈米科技研發中心，研發中心計畫工程師周文漢說，中心內規劃有500坪的實驗室，等明年中心正式運作之後，將對外開放給廠商使用，而且隨著各項先進儀器設備進駐之後，這裡將會是國內產學研合作發展奈米科技的大本營。

台灣應先厚植基礎研發實力

    雖然有了先進的研究儀器與生產設備，沒有人才卻也行不通，負責奈米科技人才培育計畫的李世光說，現在世界各國的奈米人才都很搶手，各國都想盡辦法在延攬優秀的奈米人才，這對台灣發展奈米科技而言是個隱憂，雖然自行培育奈米人才恐怕有點緩不濟急，李世光表示奈米科技人才的培育將會是全面性跨領域的人才整合培育，除了理化、生醫、及材料的人才之外，甚至還要培養法律、行銷、企業管理等人才。他說：「只有全面培養屬於自己的奈米人才，才是治本的辦法」。

    應邀回國參加中美工商聯合會議奈米與微機電技術研討會的IBM華森研究院院士甯德雄博士則認為，未來奈米電子技術要真正產業化，能否產生殺手級應用將會是關鍵，台灣在現階段應先厚植物理、化學等基礎奈米科學的研發能力，訓練相關人才，等到奈米電子的應用前景明朗後，才有足夠的能量切入應用領域。

    蘇宗燦則認為雖然台灣已成為半導體產業鏈中不可或缺的一環，然而並沒有掌握到產業鏈中毛利較高的材料、關鍵零組件（上游）及品牌通路（下游）這兩端，現在台灣在發展奈米科技時，不能再犯同樣的錯誤。

未來全球產業重組的關鍵

    從1986年艾瑞克卓斯樂博士（Eric Drexler）在他所寫的科普書《創意引擎》（Engines of Creation）中首度提到「奈米科技」後，整個產業界沉寂了將近10年，直到美國政府推出「國家奈米技術計畫」（NNI）之後，才引起全球的矚目，不過還是有很多人擔心現在被各國積極鼓吹的奈米科技，會不會像上個世紀末的網路泡沫一樣，經不起現實的考驗而爆裂？

    但是和網路經濟不同的地方是，目前產業界已經開始推出生產技術較為簡單的各種奈米應用產品，並且引起產業界及消費者對這些新世紀產品的高度興趣。

    奈米科技有可能成為未來半世紀全球產業版圖重組的關鍵，台灣在全球奈米科技競技場上雖然不是第一個起跑者，投入的資源也無法和歐美重點國家相比，但台灣擁有過去20多年發展半導體產業所擁有的獨特產業優勢，只有及早卡位，穩紮穩打，從代工升級到創新，台灣才有成功轉型的機會。