從無限小到無限大：物理、化學、生物

美國科學家Charles Townes 與 Arthur Schawlow，在1958年提出的『雷射原理』之後，他們以此項重要成果分別獲得1964年和1981年的諾貝爾物理學獎。直到今日，雷射技術已經廣泛使用於通訊、醫療、娛樂與工業等領域之中。特別是在工業製造上，基於雷射光的高能量密度、高準直性、極小光束發散角、高同調性及單色性等優點，已經廣泛建置於：焊接、切割、鑽孔、打標、刻蝕、光刻、表面改性等加工工法的設備。再加上結合光電追蹤技術、數位化與智慧化控制技術、工業機器人自動化技術，不僅可以針對非透明金屬體或者玻璃透明體，以及對準於工件表面或工件內部結構，甚至達到一機多用的功能，突破了許多傳統加工技術與設備的瓶頸。

2021年，在經濟部推動之下，引進亞洲僅有來自德國創浦的高階脈衝雷射設備，於11月17日，在工研院臺南六甲院區啟用了臺灣第一座針對半導體與電子產業的先進雷射應用服務中心。該中心所導入之雷射源乃是目前全世界最新型最高階之超快雷射源，搭配臺灣國產高速精密平台，以及工研院研發的專用光路模組及製程控制技術，適用各項半導體先進封裝與化合物半導體製程，為這一波半導體奈米製程競賽之中不可或缺的光製造技術。該中心的成立，除了在時程上可以大量地縮短需要越洋送件打樣的時間，並且可以節省每年上億元的打樣驗證成本，進一步協助臺灣機械設備產業升級轉型往半導體產業發展，打進全球半導體與電子設備產業供應鏈。

在積層製造的構築製造模式之下，可以突破許多傳統製造過程的物理侷限，不管是使用單純元素或者融合不同化學材料與生物組織，在疊層加料過程中，都需要精準掌控材料本身的幾何大小以及材料和材料之間的接合度與程序時間序列等課題。

本期文章將引領讀者進入雷射加工與積層製造領域，從剖析國際雷射產業發展與臺灣雷射亮點和高速3D列印技術發展趨勢，以及探討雷射晶圓拋光、藍光雷射加工、雷射擺動式加工、雷射加工智能化、雷射鋪帶成型，到積層製造的輔助設計、電動車熱管理應用與生物組織3D列印技術，期望以物理、化學、生物面向，進入從無限小材料建立無限大產品的世界。