雷射應用與數位轉型技術專輯主編前言

為回應產業需求變遷，工研院於2022年1月1日起，將原來的雷射與積層製造科技中心融合於南分院，並擴大技術服務領域，除既有的雷射與積層製造，新增數位轉型及碳化矽化合物半導體設備與電子應用，同時考量臺灣於2022年3月正式公布「臺灣2050 淨零排放路徑及策略總說明」，其目的在提供至 2050 年淨零之軌跡與行動路徑，以促進關鍵領域之技術、研究與創新，引導產業綠色轉型，帶動新一波經濟成長，促進綠色融資與增加投資；因此，本專輯更名為「雷射應用與數位轉型技術專輯」，希望提供既能涵蓋南分院的新定位，也能貼近國家及國際在淨零碳排議題對產業期盼的技術分享。

2022年8月24日到8月27日臺灣國際雷射展及臺灣3D列印暨積層製造設備展，同時於南港2館展出，參訪人數、參展廠商及詢問人氣皆較2021年增加許多，顯示大家對雷射及積層製造需求愈來愈高，當然，對疫情的緩緊張應該也有貢獻；國際上，最大的雷射展 LASER Worldof PHOTONICS，終於在疫情緩和下2022年4月26日到29日也於德國慕尼黑舉行，這是自 2019年因疫情延期後首次舉辦，此次沒有平行大會（parallel congress）的情況下舉行，該展 2023 年將恢復正常的形式再次舉辦；依據慕尼黑展覽公司副首席執行官 Reinhard Pfeiffer 博士指出：「反應顯然超出了我們的預期：超過15,000名展會參觀者前往慕尼黑。這是2019年會前展會參加者水平的80%，這對於新型冠狀病毒時代的展會來說是一個了不起的結果。39%的參觀者來自國外，其中美國和以色列居首。我們也對 World of QUANTUM 的成功首映感到非常高興，這是一個主要基於光子學的未來技術平台，預計至少同樣有前途。」總共有來自30多個國家的 900 多家參展商參展（2019年有來自40多個國家1,325家廠商參展），其中，量子議題是此展的焦點，如TOPTICA Photonics AG 參展商委員會主席兼首席執行官 Wilhelm Kaenders 博士所說「經過三年並成功度過各種危機，光子行業可以再次展示其完整的創新能力，量子主題是一個為光子學未來重新打開舊門戶的機會。」說明國際上對於雷射議題也保持高昂關注。Formnext 2022也於2022年11月15日到18日同樣在法蘭克福舉行，共有802家參展商、29,581位參訪者，相較 Formnext 2021參展商成長32%，參訪人數成長66%，展出空間成長34%，也顯示國際上對疫情已能平常面對，對3D列印仍持續看好。

淨零碳排原本是為地球環境及全人類永續生存而努力的議題，也是該做及不得不做的事情，然對應到企業最直接的則是歐盟的「碳邊境調整機制 」（Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM）簡稱碳關稅即將於 2023年10月生效，美國、臺灣等可能 2024 年也將陸續生效，因此，製造業的碳盤查、碳熱點、碳對策、碳追蹤等碳足跡勢必需數據量化，方能在產業鏈中有所本的提供碳足跡，利於進行商業行為，而導入數位轉型就非常有必要。

本期共推出十篇文章，首先「領袖觀點」分享東豐纖維如何就「工業4.0數位轉型朝向智慧工廠」，該公司為國際品牌服飾大廠供應鏈成員之一，其經營型態為紡紗、織布、染整、成衣的一貫生產，相較於上市櫃紡織公司而言，其公開資訊屬低調、鮮少發表，但獲利穩健，是隱形冠軍經營業者，東豐纖維從事紡織製造產業超過一甲子，面對即將到來的5G年代，紡織產業的製造技術理當伴隨科技進步有所改變，且聽其從2014 年開始，是如何著手佈局東豐路竹織染廠及公司轉型，並逐步改變。「國際雷射產業發展與雷射低碳製造」分析目前國外雷射產業發展趨勢，諸如聚焦在5G、半導體、電動車輛等應用的製程需求等，並向大家介紹雷射技術與減碳需求結合的解決方法。

在雷射微細加工方面「非線性雷射改質成形高深寬比玻璃成孔技術」探討以非線性改質進行選擇性蝕刻之玻璃成孔技術，如何在TGV製程中，玻璃可經由雷射多光子改質，提高蝕刻效率且形成超高深寬比之玻璃成孔。「極短脈衝雷射壓縮技術與其化合物半導體應用研究」介紹如何將工業雷射之頻譜做進一步展寬及脈衝壓縮至飛秒等級之脈衝雷射，使具非線性光學之吸收特性，可於表面及透明材料內部進行至微米或奈米尺度之超精密加工，對於化合物半導體製程在加工時程及品質，如晶柱切割、晶錠表面 / 內部改質、焊接及封裝等之提昇，甚有助益。「雷射微加工在重佈線層製程的應用」介紹雷射微加工技術在重佈線層製程中的應用，包含雷射鑽孔技術與雷射線路修補技術，諸如搭配紫外光雷射，雷射微鑽孔孔徑可適用於10-50 μm，搭配聲波折光器可大幅提升鑽孔效率並避免底部金屬損傷，搭配高倍率同軸視覺輔助系統，雷射線路修補重佈線製程之光阻與金屬線路圖案，修補線寬度可達到1 μm以內。

玻璃纖維、熱塑性碳纖維等複合材料因具有如韌性、彈性、吸音、吸震等特性，深受各種應用所採用，然對傳統刀具加工技術卻是一大挑戰，而雷射非接觸式加工則成為一大優勢，「複合材料雷射加工發展趨勢」針對玻璃纖維複合材料雷射切割技術、技術發展趨勢進行介紹，諸如透過非接觸式雷射加工玻璃纖維複合材料，可避免接觸式鑽削加工對於材料之脫層影響，而達到降低粉塵之功效，另外材料吸收率對於雷射加工的品質具有很關鍵的影響，若使用不同波長則需考慮雷射光路傳遞、加裝導光臂系統、搭配機器手臂及 CAD/CAM（Computer Aided Design/ComputerAided Manufacturing）路徑規劃等，方能進行大尺寸三維切割應用如運動器材管件切割、車體殼件切割等。「熱塑碳纖複合材料雷射貼合成型技術」將介紹雷射加熱熱塑性碳纖複合材料自動貼合成型技術，利用雷射光束整形產生均勻能量之加熱源，結合可連續貼合碳纖帶之貼合頭進行碳纖複合材料成型，而提供快速生產、節省成本與節能自動化碳纖複合材料成型生產製程。

雷射可提供能量用於各式加工應用，目前金屬積層製造所需能量束主要有電子束及雷射兩種，因雷射相對便宜、穩定、易操作、無輻射線等優勢，遂成主流，「金屬積層製造車業創新應用及發展」分享積層製造技術、種類與應用趨勢，並就金屬積層製造的特色，提出在車業、模具、航太等產業的創新應用案例，及在未來智慧加減法工廠對工業 4.0 的貢獻。

數位轉型對落實淨零排放具必要性外，於工廠生產效益提升更是成效卓著，「超效率佈署AI-BOT 流程自動化機器人技術與製造應用實例」分享以三個結合腳本化智慧代操與視覺檢測技術導入的應用實例，介紹流程自動化部署時的技術要件與實務考量，以及部署後對企業特定流程效能的改善，透過本文所發展的方法及相關案例導入驗證，顯示未來結合機器學習與人工智慧技術。

將成為機器人流程自動化與智慧化之發展方向。「製造業的淨零碳排數位轉型路徑」以電線電纜廠案例，透過智慧製造服務平臺的建置，展示數位化營運如何於提升生產力之外，並為全球凈零排放以及歐盟碳邊境調整機制（Carbon BorderAdjustment Mechanism, CBAM）推動趨勢下的永續經營奠定基礎。

2022年因烏俄戰爭、中美競爭、通貨膨脹、疫情等因素，使臺灣從前兩年的轉單效益，逐漸呈現景氣相對低行，甚至到年底出現景氣藍燈，雖然 2023 年普遍認為年中才較有機會出現好轉，而半導體、電動車等產業卻一直呈現資本投資成長，印證無論何時都有人賺錢；雷射與數位轉型這兩種技術，無論何時對何種產業都可以有貢獻，更是可協助企業脫胎換骨，從上述各篇文章案例分享，即可應證；遑論景氣上行下行，把握時機善用雷射與數位轉型技術，對企業當下或未來都將有莫大助益，尤其，全世界疫情逐漸緩解，意味著人類活動又將恢復疫情前的活耀，消費需求與景氣將愈趨蓬勃，擁有好技術就有機會獲得好機遇，雷射與數位轉型是值得擁有的技術！