【用3D列印重塑核能未來】
#不怕產線停產 #特別造一個專屬零件不困難
核工業以保守著稱，基本上，核反應爐仍在使用半個世紀前夢想的技術。「不壞就不修」的心態是管理建造新核電廠的內在風險和高昂成本的一種方式(當然壞了一定會修啦，只是用厘語來表示這行業的保守以及避免滋事)，但它也扼殺了行業的創新。當然這不代表建造反應爐就可以硬幹，缺少計算評估。核工業發展如此緩慢來自於對災難安全評估的反覆計算，畢竟計算失誤的代價是巨大的，沒人願意重蹈歷史災難覆轍。

但是，規避風險並沒有阻止其他同樣惡名昭著的行業採用新技術。例如航空航太產業，現在許多公司正用3D列印出印整架火箭，無人機或是推進器。核電廠又有何不可？

當然可以，而且正在實踐中，

3D列印，也稱為增材製造(additive manufacturing)，可通過直接從3D模型轉換為實際零件來簡化製造過程。可降低成本，提高品質和設計靈活性，並消除傳統的製造限制。3D設計和打印提供了高品質與低成本錢的選擇，特別是用於製造備件以及創建原型，而原型通常需要巨額成本來建立新的生產線。3D列印產線中的更動幾乎只是程式上的調整。

▋這些年，使用3D列印的核電廠
2017年，西門子首次商用化地在核電廠安裝在3D列印零件且持續安全運行，實現了行業的首度突破。因為核能部門對安全性和可靠性的嚴格要求，這是一個了不起的成就，畢竟核電廠所使用的組件必須堅固，可靠，耐高溫，並且比其他任何行業都要經受更多的監管和質量保證工作。

GE-Hitachi能夠以在核電操作範圍條件內對3D列印的零件與傳統零件進行測試和比較，結果程度相當。同時大幅度地減少浪費並將生產時間減少90％。西屋成功在伊利諾的核電廠安裝了3D列印的頂針堵漏裝置。該設備用於幫助降下燃料束至反應爐芯。這樣方法有助於滿足各種小批量，高關鍵工廠組件的需求，西屋也已經使用了3D列印打造出發電機的模具、支架以及承軸。

最近，能源部位於伊利諾州的Argonne國家實驗室開始使用3D列印進行高階核廢料分離回收，從而使可回收利用的核燃料廢料數量增加到97％。3D列印出了一組離心器，從而消除了零件故障的可能性。

材料方面，瑞典3D列印公司Additive Composite和Add North 3D與Uppsala大學一起開發並發布了一種新的碳化硼複合長絲，適用於輻射屏蔽。該材料的名稱為Addbor N25，由碳化硼和共聚酰胺基質組成。碳化硼是已知的最硬的材料之一，因此已用於許多極端應用，例如坦克裝甲和防彈背心。該材料還具有很高的中子吸收能力，因此非常適合用於核輻射屏蔽。

▋最近的重大突破
而較大的組件(例如用於SMR的壓力槽)可以使用包括3D列印，粉末冶金熱壓（將金屬粉末壓製成固體形狀）和電子束焊接等方法。這些都降低了製造成本和時間。

近日美國能源部另一個國家實驗室Oak Ridge Lab的團隊完成了3D列印核芯(Nuclear Reactor Core)的初步設計，是能源部計畫Transformational Challenge Reactor, (TCR)的主軸。儘管大多數零件仍由常規組件製成，但反應爐芯將完全由碳化矽3D打印而成，碳化矽是一種非常堅固的材料，幾乎無法熔化。圓柱芯為鈍銀，在其中心排列的不規則非角形燃料組件。這就是所有核反應發生的地方，它將負責保持和控制鈾燃料裂變反應的成分。儘管目前設計和印刷的核芯高度不到一英尺半，但這一個比啤酒桶大的反應器將能在2023年上線時貢獻3MW的發電能力，相當於1000個家戶的用電量，

TCR是一種先進的氣冷反應爐，使用氦氣作為冷卻劑，氣冷反應爐具有極高的燃料效率，因為它們在很高的溫度下運行，研究團隊認為3D列印反應爐芯其相對曲折複雜的幾何設計將使效率進一步提高。一旦反應爐啟動，3D列印也將幫助核能工程師更為了解爐芯內部情況，以往必須從外部監視，但在新設計中將允許嵌入式感測器直接從核心提供數據。

TCR爐芯在幾週內就能完成列印。過程中，機器視覺演算法將同步從紅外熱像儀和其他傳感器吸取數據，訓練背後的AI，以幫助其確定在列印過程中是否發生任何缺陷。這也同時減少後續龐大的檢測認證費用，例如一顆螺絲成本可能十幾元，以往的製程中由於缺少監造數據，後續認證費可能高達600萬元。

研究團隊表示：「核電不可能是唯一不採用任何新技術的行業」「我們想打開水閘，在這個國家看到先進的核能。」「因此，與所有其他行業一樣，核能正通過3D列印，新材料應用這兩個新流程進入未來。」

回到核四重啟，府方目前標準藉口中常提到許多零件已經停產...這大概把上面所有公司和強大的美國國家實驗室都當白痴看吧。「Am I a joke to you ?」姑且不論產線是否存在，備品是否足夠，在核工業導入3D列印的現在，生產單一核電廠專用零件一點都不困難，甚至可能更便宜更省時。

▋參考資料
https://reurl.cc/V6WZ1b
https://reurl.cc/Qdalb0

強力推薦，激勵人心的真實故事 <3 ..... 台灣黑手的世界風電大賽!! （04/30/2020 今周刊）

未來二十年，離岸風電將帶領台灣產業進行再一次進化，這次的主角，不再是站在浪尖風口的高科技產業，而是台灣最基礎、最傳統的產業——黑手。

只不過，「與國際接軌」這五個字，看來簡單，其實是一個「革自己的命」、打掉重練的過程。

「那一大片，荒廢好一陣子了，以前種鳳梨，後來也種香蕉⋯⋯，直到做風電，才把它重新整理！」銘榮元創辦人廖晟合，指著窗外為離岸風機打造的水下基礎生產線，手掌穿過溜進室內的冬陽時，長期受熱萎縮變形的傷痕隱然可見，打鐵創業的艱辛，在他身上烙下了擦不掉的印記。他望望一旁的總經理、兒子廖士銘，淺笑說：「生意要做大一點，一定要走這條路呀！」

他應該欣慰的，因為就在農曆年前的這天上午，銘榮元幫台電的一期風場，完成了第一支「純」國產基樁，這支八十公尺的百噸大鋼管，三月就會打進台灣海峽，就像地基，用來支撐一百多公尺高的大風機，預計在今年底，台電風場就將併聯發電，點亮九萬戶台灣人家。

里程碑的慶祝，熱鬧但短暫，廖家祖孫三代，在高雄港留下了難得的合影之後，就急忙趕回屏東新園鄉媽祖路的廠房，這條三五○公尺長的基樁生產線，關係著公司的未來。

以前，靠著臨近中油林園廠的地利之便，銘榮元一路從打鐵店，做到南台灣重要石化反應爐供應商，但在「黑色能源」逐漸萎縮之際，未來，得靠著離岸風電，才能找到下一個成長的力量。如果一切依計畫，光是風機的基樁生意，就能為銘榮元帶來比以前多一倍的營收。不過，訂單來得一點都不容易，基樁「精準度要做得跟潛艦的艦身一樣⋯⋯，我們三個月就把產品做出來，讓他們服服貼貼！」廖士銘說來輕鬆，但這個初步成績，是近五年來加速進化的結果。

傳統「黑手」產業蛻變縮影 銘榮元從打鐵店做到風機基樁

銘榮元的成長，不是單一個案，而是台灣傳統「黑手」產業蛻變的縮影。一位歐洲風電商就說，台灣三至五年間本土採購的量，比起歐洲十到十五年累積的還要高，這是全球前所未見的狀況，只在台灣發生，不是單一公司的升級，而是黑手生態鏈的集體進化。

儘管反對、質疑的聲音從未間斷，但在過去一年，台灣離岸風電大軍已經加速與外商合作，組成水下基礎、電力設備、風力機組及海事工程四大系統策略聯盟，用急行軍的速度，在「離岸風電元年」交出了不差的成績單。

從台北港，一路到苗栗、台中港、芳苑、興達港、高雄港、屏東，開始改變西海岸的樣貌。如果一切依計畫，未來，世界級的離岸水下基礎廠房，將在台北港誕生；亞洲最大的離岸風機葉片廠，也將立足台中港；被譏「二十二年沒停過一艘遠洋漁船」的高雄興達港，可能擺脫「蚊子港」的惡名，成為南台灣甚至東亞最重要的綠能基地。

根據經濟部統計，過去一年，離岸風電進展迅速，簽訂供應合約金額已達四五七億元，建廠投資也將近三五○億元。全球最大離岸風電開發商沃旭能源台灣總經理汪欣潔更直指，台灣，就是沃旭在歐洲以外最重要的供應基地！

離岸元年的準備，其實只是台灣參加風電世界大賽的第一步，因為風場經營可是百年事業。「離岸風電很像造林。」天力離岸風電總經理徐傑輝觀察，「風場經營，都會把一個區塊劃分為好幾等分，二十年一過，一部分就會除役，再蓋新的，算是百年事業！」要建樹成林，首先要把風電國產化這棵小樹養好，讓台灣與國際接軌，把國外廠商自一九九○年代起在離岸風電蓄積三十年的養分及功力，快速輸入。

只不過，「與國際接軌」這五個字，看來簡單，其實是一個「革自己的命」、打掉重練的過程。

一般來說，風機的使用，最少需確保二十年運作正常，特別是離岸風機，因為插在海上，受環境考驗更大，從計畫、製造、施作、訓練及後勤，都有一套必須符合國際標準的要求，不僅風場開發商在意，承作保險的跨國公司更是不會放鬆。

資優生也喊難的國際標準 百噸鋼管 只能有原子筆厚度的偏差

「對我們複合材料這行，是相當大挑戰⋯⋯，通常遊艇的要求，十公尺長的材料，五毫米（mm、公釐）的公差就可以了，但風機只能允許兩毫米！」先進複材副總經理陳凱琳講到這兩年來跨入風機機艙罩的心得。先進複材的母公司嘉鴻遊艇集團，有台灣遊艇王美稱，在玻（碳）纖複合材料這行已經是業界翹楚，有國際水準，但還是得捲起袖子重新適應。「以往客戶只關心最後成品，但對於風機商，訂單還沒拿到，就得先通過檢核。」他表示，兩家國際風機大廠三菱重工維特斯（MHI Vestas）及西門子歌美颯（Siemens Gamesa），在先進複材準備跨入風機期間，就開始駐廠，「所有細節都要，連檢驗設備都提升到航太等級，雖然有衝擊，但能讓我們進步！」

對於這點，銘榮元感受也很強烈。總經理廖士銘指出，離岸風電整套水下基礎高達八十公尺，等於二十至三十層樓高，為了平均分散壓力、得到最好的支撐，打進海底的基樁鋼管，一定要做得「非常直」、「非常圓」。

依國際風機標準，一支六十六公尺長的鋼管，只能有十三毫米的偏差，對照國家標準（CNS）六十六毫米的要求，確實嚴格很多。「你能想像嗎？二十層樓高的百噸鋼管，只能有原子筆厚度的偏差！」廖士銘說，銘榮元以往承作的產品及工程都已經是遵循煉油廠百年以上的標準，「在石化業，我們都是遵守美國的標準，現在重新學歐洲的標準。」為確保一切遵照新的遊戲規則，「台電派了核能檢測隊來，用核電的標準檢查品質。」

這個功課，連中鋼這個傳產資優生做起來都不容易。一路參與中鋼進軍風電轉投資籌畫過程的興達海洋基礎副處長蕭琮仁就回憶，中鋼從二○一三年開始成立「風電事業發展委員會」，啟動開發計畫，「我當時覺得這個很有發展，就毛遂自薦。」一開始花了半個月的時間走訪德國在內的五至六個國家，最後中鋼才選定從水下基礎切入，因為一座水下基礎一二○○多公噸，九○％都是鋼鐵製成，鋼是中鋼的本業，理應不難。但真正進入之後，才知這行真的不容易，「特別是對焊接要求很高！」

如牛排上盤、咖啡溫杯的細膩 中鋼追趕技術 頂級焊工技轉特訓

焊工陳鼎泰對此很有體會。他說，加入興達海基之前，自己就已經是6G頂級焊工，但重新學習之後，才了解到風機因為體積大、鋼板厚，外國技師會要求在焊接時，一定要先把鋼板加熱均勻，「很像牛排要上盤一樣。」整塊鐵板溫度一致，這樣焊接的品質才會好，但也不能加熱過度，因此「入熱量」總共多少，必須嚴格計算，「就像好咖啡，必須控制溫杯的熱度！」與其他行業的焊接相較，「不管冷的、熱的，一直燒下去就對了，只要有黏住就好。」

6G頂級焊工：焊接行業將焊工等級分為6等，6G是最高級的焊工，可以執行45°斜角接口的焊接工作。

為了追趕技術，中鋼先從內部篩選出平均年資十年的資深焊接人員，再請西班牙Nervión公司來台進行為期三個月的技術移轉與指導。興達海基總經理呂武雄曾說，外籍電焊技師每人每天在台顧問費用，至少以萬元起跳，來來回回光花在外籍技師的費用，就至少一億元。

不能讓工程人員暈船 宏華砸8億訂作運輸船

不只風機本身有要求，國際標準的風場開發，連人員運輸都有要求。負責沃旭、中能風場人員接送的宏華營造就表示，台灣西海岸到海峽風場，只有短短幾十公里的路程就有一連串的規定。總經理陳宗邦指出，歐洲開發商要求人員運輸船（CTV）不僅要速度快，還一定要夠穩、夠安定，讓風場工程人員在完全不暈船的狀況下，以最快速度到達海上進行作業，「只要有人暈船，這個人就不具備到風場工作的條件。國際規格就是分秒必爭，時間就是風機商最昂貴的成本。」

這樣的條件，一般「單船體」的遊艇，根本不符合標準。為此，他們花了近八億元資金，特別訂作五艘人員運輸船。為了求穩定、淺吃水，這種船採用「雙船體」結構，「等於是把兩艘遊艇併起來！」陳宗邦說。為求速度，船身兩側還加裝破水的船翼，航行起來就像在水上飄一樣，時速可以達到五十公里，就連駕駛、停泊都須特殊訓練。去年十二月，宏華與英國廠商簽約，送了第一批至少擁有一級船長資格的種子教官，到比利時接受操船、停靠風機的訓練。

不過，只要做對事，這一切應該都會有回報。

世界級水下基礎 世紀鋼條件俱足 將稱霸亞洲

「我敢說，我們在台北港的水下基礎，一定是世界級的！」世紀鋼董事長賴文祥有信心地解釋，丹麥等歐洲國家的風機廠商大都是用舊廠房，水下基礎建設多以支援二MW到六MW（千瓩）的中小型風機為主，但這幾年離岸風電技術成長迅速，風機快速長大，九MW的大型風機最近都已經正式商轉，西門子歌美颯十二MW的超大風機也已在試車階段，預計二○二三年在英國登場。

以發電裝置容量二MW的小型風機來看，葉片旋轉直徑只有八十公尺，但九MW的大型風機，葉片旋轉直徑已經到一五○公尺左右，十二MW的風機葉片旋轉直徑更廣達二二○公尺。風機變大，水下基礎建設也要同步放大，歐洲舊廠「最多也只能做到八MW，除非他們另起爐灶，在碼頭邊蓋新廠，否則根本沒有能力再接訂單。」賴文祥話鋒一轉，反觀台北港的廠房，就在碼頭邊，台北港水深夠、達十六公尺，「做到十六至十七MW絕對沒問題，甚至二十MW，我的廠房也一樣可以做。」

台灣風場到二○二五年總計裝置容量要達五．五GW（百萬瓩），可能約需設一千台風機。賴文祥相信，世紀鋼三階段的廠房完成之後，不僅廠房將稱霸亞洲，甚至在世界其他地方，也很難找到這樣的水下基礎建設基地。

不只水下基礎建設，台灣也會有世界級的葉片廠。

天力總經理徐傑輝表示，天力現在在台中港的葉片工廠，設計時就是瞄準九MW以上的大型風機，三六○公尺長的工廠可以輕易生產長度八十公尺以上的大型葉片，「台灣這個廠一定比歐洲更好，因為歐洲是用老廠房改的，舊廠房動線很難調整，但新廠房可以從頭做起。」採用高階複合材料的葉片製作過程對溫溼度要求很高，不允許空氣中有鹽分，更不能有海沙，一旦鹽或沙掉進葉片中，就會像牙菌斑一樣，讓葉片「蛀牙」，進而斷裂，因此廠區必須達到接近半導體產業無塵室的要求。

世界級葉片廠 天力擁後進者優勢

更因為天力新廠接的單子都是大型葉片，裝上風機之後，葉尖的瞬間時速將超過四百多公里，只要被小石頭擊中，就能產生致命的傷害，因此必須特別設計一個保護套。對於這個新工序，「在歐洲，只能從舊廠挪一個空間出來，但在台中港新廠，就能特地為葉尖設計一道流程。」徐傑輝計算，工廠在二一年量產，葉片年產量可以達到一五○支，一台風機三支葉片，五十套的營收大概就是五十億元新台幣，若兩條產線一起開動，一百億元營收就可達成。以規模來看，在亞洲就是數一數二的地位。

除了台灣市場之外，天力也著眼其他亞洲市場，徐傑輝強調，特別是日本也開始大力發展離岸風電，九州有一個二二○MW的風場規畫，約有二十三台風機的量，「接下來葉片也會從台灣這邊供應。」

先進複材也瞄準亞洲市場，「我們以前做遊艇，身上流的血液，就是出口。」陳凱琳說，風機機艙罩的組件大，沒有辦法放到四十呎的貨櫃中，若用特殊規格從歐洲運過來，運輸成本就占產品的四成至五成，非常不合算，因此「整個亞洲供應鏈的競爭力，就會在台灣。」

「風及日頭，是老天賜給我們最好的禮物，台灣若不好好發展，實在對不起天公伯！」每次談到風電，這幾乎已經成為賴文祥的口頭禪。他說，台灣沒有自產能源，這不僅是經濟挑戰，更是國安議題，但再生能源給了台灣自主的機會，「老共總不能叫太陽不升、風不吹。」特別是台灣有全世界最好的風場，更沒有停下來的理由。

雖然，風電引起的爭議從未停歇，國產化的困難，也不曾少過，但不久之後，當風電溫暖地點亮餐桌時，台灣人應該會相信，媽祖庇佑的不再是打魚郎，看顧的不再是農田，而是台灣全新的能源未來。

影片原始來源：
https://youtu.be/Xau-HcYvbhk

完整圖文內容請見：
https://www.businesstoday.com.tw/article/category/80393/post/202002260021/台灣黑手的世界風電大賽

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想當leader，you must take the risk。

交大新任校長-張懋中院士 (交大電子所博士68級,師承陳茂傑教授.)

本土博士揚名國際的傳奇 UCLA 張懋中教授專訪
張懋中院士於交通大學電子研究所陳茂傑教授從事研究，1979年經交大及教育部口試合格獲頒國家工學博士。
張院士目前擔任美國洛杉磯加州大學(UCLA)電機工程系系主任暨講座教授，曾獲多項國際級獎項及榮譽。
1996年以“Ultra-High Speed HBT Integrated Circuit Development” 優異研發成果榮膺國際電機電子
工程學會(IEEE)會士(Fellow)；2006年更榮獲IEEE David Sarnoff獎項，以表彰其研發砷化鎵(GaAs) HBT異質雙
極電晶體功率放大器，由理論製成實物，成為手機及無線上網裝置的關鍵性元件，引領無線通訊的發展。
由於其研究成果蜚聲國際，張院士於2008年獲頒美國國家工程學院(National Academy of Engineering)院士，
2012年時更獲得中央研究院院士。
交大友聲專訪 文‧彭琡靜

交大電子研究所，培育了兩位世界級的本土博士，這兩位都姓張，一是台灣半導體之父的前校長張俊彥教授，另一位是今天要介紹的主角─UCLA教授張懋中學長。台灣土博士跑到美國人的地盤搶飯碗聽起來已經是個天方夜譚，但張學長還能受邀當起名校UCLA的tenured full professor，聽到這樣的奇蹟般的經歷，不禁讓人對他在美國奮鬥史產生莫大的好奇。

六月廿四日，張學長回國接受電機學院所頒發的榮譽教授，隔日則到工研院接受2008年潘文淵研究傑出獎項。除了傑出的研究成果，張學長為人幽默風趣，廣結善緣，這次回國，行程滿滿，而我們就在這滿檔的行程中專訪到張學長。以下是張學長的精采分享。

五項大能力站上國際舞台：Value、Passion、 Selection、 Latitude、Depth

問：談談您童年，父母對您是什麼樣的教育方式？

張：讓孩子有機會express自己，從小就鼓勵他們多 present。我國小和初中經常參加演講比賽，雖然師長幫忙潤飾內容，聽起來會有點肉麻（笑），不過，這讓我有許多public speech經驗，對於日後的表達能力的助益很大。因為research需要下真功夫，但如何把結果用清楚簡單的文字語言呈現出來，同時讓人家認同跟你一起做研究會有開闊的前景，表達的能力與技巧在這個時候是最重要的。

問：您對學生的訓練也是如此嗎？

張：我平常在學校訓練學生也是非常注重presentation。我認為學生出去，就是代表學校的規格，要能講話不拖泥帶水，要能hit the point。很可惜我們台灣的孩子不被鼓勵這個能力，造成台灣學生的邏輯思考不是「交通」型，是「反交通」的，也就是說自己滿清楚了解的，但是怎麼讓別人欣賞與接受，我們的教育有很大的改進空間。

我一直強調value-centered or value-pursued，我這些年在美國，近距離觀察大師，發現他們都有正確的value。做任何事，第一件事一定要思考那個價值是高的，那個對社會的價值是大的。第二就是passion，你不喜歡那個東西，勉強做是做不來的。另外要be selective，在我的觀察裡，能成為大師者都很selective，他們花很多時間在思考right things to do。再來是latitude，要具備橫向的反應，舉一隅要以三隅反。最後才是depth，就是學問的深度。

跟美國孩子比起來，台灣孩子的長處很多，短處就是思想不structured。零碎的、片面的反應很好，整體的反應不一定最好，自己思想沒有組織，沒有辦法build a structured system。但是，你在一個area要成為真正的大師，你必須要能organize，自己digest之後，重新能把框框搭起來。你有一 structured個體，站的空間就大，零碎的話，就看不見你。所以我們的問題就是，資源雖多，但每樣東西都做一點，沒有辦法一拉就全起來，所以在國際社會不容易得到認同。

問：您剛剛講不organize，會不會是美國的教育比較 creative？

張：美式教育很注重creative writing，每個禮拜都要寫，還要能present，老師也花很多時間在上面。我們這邊比較制式化，好像哪個逗點沒逗好，句點沒句好，就是太注重枝節，最重要的是看這個小孩是不是把心裡的話，有組織有系統的present出來。

我常開玩笑，我們應該回到古代去寫八股文，因為八股文本身有個structure，但是我們現代人缺乏structure，整個thinking沒有 structure。我們寫論文也是八股文，內容可以creative，但是structure是八股。因此，在生活的愈早期訓練，對孩子愈有利。

問：您的英語講得很好，是如何訓練的？

張：我是南投竹山人，我的父母是外省籍，但我是講台語長大的，一直講到高中，政府規定講台語會被罰錢，在我們那兒是不work的。我們鄉下有很多日本移民，很多日本籍的太太，講得一口非常優雅的日語，我很後悔當時沒有學日語。我覺得多學一個語言就多一個mind，因為想法就會不一樣；語言雖說是後天灌進去的，但是上帝create語言是很奇妙的。

語言的東西愈早學愈好，耳朵聽力比較好。一個人沒辦法有正確的音準，就是聽到的東西不是非常的精確。很多同仁問我什麼時候來美國的，我跟他說大概是29歲來美國，他們就很驚訝，說我雖然這個年紀才來美國，但聽不出有台灣的口音。

「台清交」養成「廣度兼具深度」的本土博士

問：您從小就對科學產生興趣嗎？

張：我很喜歡物理，所以第一志願就填台大物理系。那個年代有個好處，開課開得不多，也許是教授沒那麼多，學得比較深入。我總覺得現在的學生唸的科目太多了，課一多，平均每個科目花的時間相對減少。

我在台大物理系時，學校課開得不多，但是課都很難。我記得有一年上古典動力學，一個學期只教了四個章節，教科書叫《Classical Mechanics by Goldstein》，我們的順口溜就叫他狗屎蛋（笑）。讀也讀不懂，但一遍一遍的讀，最終也讀通了，這是值得的，因為以後也沒時間K這樣一本天書。

後來我到清華唸材料，又到交大來唸電子，這給了我一個好處，就是階段性讀的深刻，走過這十年間，無形又把廣度built起來。唸電子的人，尤其像我這樣做電路系統的人，通常缺乏對材料的了解，更缺乏對基本物理的了解，但對我而言，好像就很自由的把很多東西放在一起，變成一個新的東西，這就是 latitude。譬如說我做電路設計時，就常常拿物理觀念來做。一般人不會如此，他們是從傳統電路設計的角度過來，不會像我這樣繞道，所以都很驚訝，不知道原來可以這樣做。

問：您當年台大物理系畢業之後，沒有選擇出國唸書？

張：這中間有個小插曲，就是當年物理領域開始走下坡，尤其是 1968、69年有很大的crash。有人先出國鍍金，回來說物理已經完了，還說材料科學當道，為此，我還找了盧超群，我大四時當過他的助教，他哥哥盧志遠是我同班同學，陪我半夜跑去請教施敏教授。後來我沒出國，選擇到清華唸材料，學到不少東西，尤其是唸到thermodynamics in solid，發現它最精采的部份就是在material science。

畢業之後也很巧，有天我就在清大材料系晃著晃著遇到陳茂傑老師，陳老師跟我說要換學校，要到交大去，記得他還問我說：「你怎麼樣？」我當時就想：「陳老師怎麼問我怎麼樣，不就是到交大去教書嗎？交大不就是隔壁那個小學校嗎！」後來我發現我是學校愈唸愈小。（笑）

受到陳老師的鼓勵，我就來交大參加入學考試。交大考試非常別出心裁，特別是oral exam，我一走進考場，裡面坐著廿幾位老師，正中央聲音最大的是祁甡教授，三堂會審。後來放榜，我發現交大跟清華真的沒有情結，我竟然考上榜首，第二名就是溫清章，不過他比較沒耐心，虛晃一下就到U. Penn.（賓州大學）拿Ph.D.。

問：您在碩士畢業之後開過公司，可以談一談嗎？

張：對對！我跟許根玉老師搞過一個公司，在新竹市南大路，叫新域電子。在1975年，我的博士班剛開始，碰到許根玉、王遵義兩位學弟。我們是做掌上型遊戲機，是全世界第一個做hand held game的公司。

這就是交大的強項，橫向非常強。我們當時需要一個加減乘除的four functions calculator chip，當時李進洋學長在GI（General Instruments）的高雄廠（GIMT）當業務。GIMT位於高雄進出口加工區，貨艙裡剛好一些過時沒有人要的全功能計算機的chip。我們就跑去請李學長把這些chip當破銅爛鐵秤斤賣給我們。李學長很樂意幫忙，不過事情沒有想像中簡單，這些在加工出口區的chip，必須先出口再進口才可使用。後來李學長只要我們支付shipping的費用，先把chip出口到香港，拿到進關證明後再出關運回來，費了一番功夫。南港IC育成中心 勝華科技

我們拿到這個chip之後做成一個玩具叫「小教授」，它的功能是例如一加一等於二的題目，答對了綠色的LED就亮了，答錯的話，紅色的LED就亮，而且還會叭叭地響，我們那個紅色和綠色LED就是請光寶幫我們做，就是宋恭源董事長。

至於那個小教授本身的機殼得要做模子，我們也沒錢，就去宏碁找黃少華學長，到他們南京東路，那時候宏碁買了公寓，有兩個門面，一間還算是office，另外一間是庫房，堆了一堆東西。宏碁當時是賣calculator，我們就選了一個他們不用的calculator模子，想要跟他們買，結果黃學長說不用付錢，要我們有需要就趕快拿去用！所以說在創業時期，受到交大學長們很多的幫忙。

幾年後我到美國做Post-Dr，看到美國的商店 Toy-are-Us還在賣小教授（笑）。說起這個小教授，五塊錢一個，成本大概是一塊半。生產線一條變兩條，兩條變三條，當時我們滿有名的，新竹的銀行搶著要借錢給我們哩。

問：做得不錯怎麼會想要離開？

張：這事情講起來很有意思。大家都知道，郭南宏校長的性格很兢兢業業，有人告訴他說，不得了了，我們交大的研究生都在外面做生意。後來一查發現是我們（笑），郭校長就把我們叫去勸告一番之後，給我兩個choices，一是好好唸書，一是結束博士班的課業，好好去做生意。我想這也很fair，於是就答應郭校長，不做生意了，好好回來唸書。

問：會不會後悔？

張：也無從後悔起。而且主要還是帳務的問題把我們搞得暈頭轉向，我們會計還嚇我，說我還是比較適合回交大唸書，所以郭校長一提，我就乖乖回來了。

問：您提到受陳茂傑老師很大的影響，可否請問您是哪方面的影響？

張：陳老師做人做事做學問都很實在，他很重視價值觀，從來不變，他很清楚他要做什麼。他認為很多東西可以改變，但價值不能改變。他在學校從來是對事，不會對人，我所認識的人裡面，他是最一致的，所謂吾道一以貫之，陳老師就是最佳典範。

我覺得這很重要，一個人不能因為外在環境改變自己的方向，所以我一直強調value-centered，價值一定要擺在最前面，否則可能就做白工，甚至會有不良影響。我深受陳老師的影響，所以後來去美國，也能夠說服美國人，我想就是緊抱正確的價值觀。人種雖不一樣，但普世的價值觀是一樣的。

問：那陳老師怎麼會允許你同時去創業？

張：這個純粹是我們時間充分靈活運用的關係。學校的功課照做，研究 paper照寫啊！（笑）

問：那交大對您是否有影響？

張：當然影響非常大。交大做事情就是腳踏實地，交大人當官可能不是很好，不過實實在在做事情的能力是一流的。你看張俊彥校長他當年做實驗，爐子都是他自己圈起來的。我覺得要講本土，這才是本土精神。

什麼叫做本土化？我認為本土化是在你侷限的環境底下，創造出普世的價值，那才是真正的本土化。本土化如果只能創造本土價值，就沒有價值。

你可以很本土，但是創造出來的value是普世的。像托爾斯泰，他寫的是俄國小說，是他們俄國人的故事，但是他touch到的common value，是你和我同樣都appreciate，所以他才會成為大作家。
本土博士在美三十年：從砷化鎵專家到UCLA教授
※在UCLA櫃檯遇見到M/A-Com的貴人

問：很令人好奇，您在美國三十年的傳奇經歷？可以請您談一談嗎？

張：我在1978年離開交大去當兵，之前也在交大當講師，因此服完兵役想回來當老師。結果，我跟陳茂傑老師商量之後，陳老師對我說：「我看你最好還是出去走走吧！」我問老師去哪裡走走，老師說：「去美國做Post- Dr，去外面開拓眼界也不錯。」

後來我申請到UCLA，做太陽能電池photovoltaic solar cell。本來計畫稍微遊學一下，我1979年去，但到1980年就有很大的改變，當年卡特總統輸給雷根，共和黨並不支持solar cell的研究，我的計畫被迫停止。由此可見美國的科技發展跟兩黨政治息息相關，這也很有趣。我遠渡重洋要鍍金，結果只鍍了一半金，出門又向各位師長道別，又只混了一年也沒混到什麼，不好意思就這樣回台灣。於是我開始動動腦筋，想到美國的industry走走，也許有人要我。

我先跑到UCLA的Placement Center告訴櫃檯小姐說我想要被應徵，對方就問我綠卡的ID number，我愣了一下，心想糟糕我沒有綠卡。這時候，後面就有一個人搭腔說：「What旧 the number for? I would interview him.」我一看是一個大鬍子老外，笑瞇瞇的，我想我們素不相識，他怎麼會知道我想應徵什麼工作。他問我打哪兒來的，我說我是台灣來的，他說他太太是台灣來的；又問我，你哪裡畢業的，我說我國立交通大學畢業的，他說他太太是清華大學畢業的；他又問我，認不認識他太太，我心想，我怎麼會認識你太太，結果，一聊起來，我還真認識他太太。（笑）就這麼巧，人生地不熟的地方遇到這麼個貴人。

所以interview通過以後，我就在M/A-Com (Microwave Associat)做microwave power transistors，當時還在冷戰時期，我做這個東西是大power的transistor。接下來的兩年，M/A-Com也給我相當多的空間發揮，整個實驗室我愛做什麼就做什麼，但是，我不想待在這麼matured環境中，我想做一點新的東西，value比較大，影響比較大。加上我當時被 Gallium Arsenide III-V compound Transistor（砷化鎵三五電晶體）所吸引，心裡頭萌生去意。

※一通電話又碰上在Rockwell的台大學長貴人--李建平教授

M/A-Com想留我，本來想派我到東岸一個新的 Gallium Arsenide實驗室當經理，但我對研究工作比較有興趣，於是我太太建議我打個電話給台大物理系的學長李建平教授，李教授當時在Rockwell科學中心擔任研究員，我問他的意見，結果他回答說：「你還是踏實一點做研究吧，Manager是人幹的事嗎？」還說：「沈義德剛好quit，你趕快來 interview吧！」就這樣，我又遇到貴人，這次是我台大的學長。

我在Rockwell科學中心一待就是十五年，主要是做砷化鎵的研究。Rockwell是一家航太公司，也一直想要build up像Bell Lab那樣很具影響力的實驗室。所以我在那個實驗室，我就白天做Rockwell需要我做的東西，晚上和CP（李建平）一起做自己的實驗。

印象很深刻是有次CP發現一個現象，還用圖示給我看，如果plot整個 threshold voltages of GaAs MESFET在wafer上，明顯看到，水平跟垂直方向，完全不一樣。這時候，另外一個同事Peter Asbeck（現為UC San Diego教授）走過來，我們三個人就一起討論。

Peter Asbeck是學Laser的，他把Laser的理論用在這裡，看法不盡相同。於是三人各持理論，我看爭辯下去也無益，提議他們等我一下，我就捲起袖子進去實驗室，馬上可以得答案。當時已經晚上七點鐘，還沒吃晚餐，我們一面做一面討論，做到半夜，後來三人一致同意，找到新的東西，就是「Stress Induced Piezoelectric Effect on GaAs MESFET」。這是第一次知道Local Stress對Field Effect Transistor有很大的影響。晚上做完，第二天就寫論文，花不到一天的時間。

這給我很大的信心，但也曾有過另外一次實驗，因為信心不夠，認為自己焊接有問題，而白白讓一個新發現從手邊溜走。所以，我在這邊要強調，信心要足夠，要 be alert，要保持敏銳的觀察力，這對事業的幫助很大。

※受UCLA邀請時，葉文恭教授相挺協助將研究成果寫成一本書

問：怎麼會到UCLA教書？

張：早期華人當教授比例低，我1980年Post-Dr計畫停止第一次要離開UCLA時，我的導師說我很可惜，沒有US Ph.D. degree，要我好好珍重，意思是這輩子大概回不了UCLA了。

我自己也知道滿難的，因為到了一九八幾年，我做出一點小成績，東岸的一家長春藤名校想邀請我去教書，最後要詢問我的背景時，問我是不是從MIT畢業，我直接跟他說，「No, but I am Made-In-Taiwan.」我是從台灣國立交通大學來的。結果他們要我先拿另一家學校的offer，再聘用我。我心想真是太瞧不起我中華民國的學歷了，就沒有再談（笑）。今天提到交通大學，大家會肅然起敬，不過當年還是不太有名氣。

直到1996年，有一天，UCLA打電話來，問我想不想到他們學校教書，我還以為他們有什麼附帶條件，自己馬上招供說，我是國立交通大學畢業的！結果這回他們說：「交通大學很好，是個好學校！」（笑）

後來他們依照我的經歷直接要升我為第六級的full professor（按：UCLA的教授分級為：助理教授四級，副教授兩級，教授則分為九級；要升到第六級的教授必須由來自世界各地的教授評審。）但是需要國際審查，結果他們去準備和通過審查，又是九個月後的事。在這之間，我又遇到另外一個貴人葉文恭教授。在UCLA final 審查時，有位莎士比亞文學教授，認為我的資料只有12頁不夠厚，於是葉教授自告奮勇將這12頁資料拿回去重整成一本厚厚的磚塊書。後來就在UCLA待到現在，一直在做integrated circuit and system的研究。

「要想當leader，you must take the risk！」

問：您在UCLA時，如何排解挫折感？

張：做任何事都會有frustration，是要看你怎麼看事情。分享一個經驗，我有一個teaching assistant，我對他的performance很不滿意，有天他進辦公室，想找我抗辯。事前我就思索如果繼續把他罵一頓就會有效果嗎？好像不然，於是我就換個方法，他一進來，我請他坐下說想跟他談一件事，第一句話我就說：「我很擔心你的學習和前途。」還告訴他為什麼這樣做是一個bad damage。我發現這樣下來效果很大，他本來找了很多理由要抗辯，結果聽完我的話，馬上跟我道歉：「教授，我錯了，你是對的。我很感激你這樣子關心我。」

所以，身為一個Educator，我們站在一個很好的位置，是可以對學生產生很大的影響力，是滿unique的。

問：如何平衡您的時間跟壓力？

張：我想是passion吧！保養年輕的秘訣就是be passionate，做了以後滿足你的curiosity。

問：如何找到passion？

張：給孩子多一點空間胡思亂想吧！我認為以前的學校自由度比較大，所以好像培養出來的孩子做的事情大些吧。我以前念台中一中，哇，那真是個好學校。我們那時候的黃金鰲校長是北師大的訓導長，他真把我們當北師大的學生在教。我們上課下課沒人管，學校像市場一樣，每一節上課下課，有人走進校門，有人走出校門，上課上兩節不高興，就回家了。我的同學趙少康還幫他取個綽號叫「金龜」（台語發音）。

那時候真是台灣教育的黃金時代，我發現教育好像愈改愈不怎麼樣。拿我們竹山來說吧，當年真是地靈人傑。張俊彥校長的父親就是竹山人，GARMIN（全球最大衛星定位系統）的創辦人之一--高民環，全世界三百大富豪，也是竹山人，劉增豐院長也是竹山人，他哥哥就是我同學。這麼偏遠的鄉下，出這麼多人才，但是，現在竹山好落寞，所以我說這個台灣不知道出了什麼事情。

問：科學家說做學問很孤寂，您同意嗎？如果是，您如何面對？

張：可能可以從兩方面來講。第一，你不能跟著人家走，每一個人都在做的題材，你可能要想想如何跟別人不同。億萬富豪洛克斐勒有一天在紐約街上給鞋童擦皮鞋，這位鞋童對他說：「洛克斐勒先生，我也買了你的股票也！」本來是一句好話，但是他想到的是，不行，這股票過熱了，連一個辛苦擦鞋的鞋童都要來買你的股票，表示你的股票過頭了。所以回家之後，他馬上把所有的股票都清掉，結果他就survive了。同樣的道理，如果全世界都在做同樣的東西，就表示這研究沒什麼好做的。

我個人也是如此，我不喜歡走人家走過的路，所以我常跟我的學生講，你以為你到我這裡來是在做晶片設計嗎？No，如果你這樣想，那你最好離開這裡。我們做 engineer沒有說來學一個技術的，我們是problem solver，是訓練你如何思考，去抓住那個價值。什麼東西有價值，什麼東西沒價值，如何去選擇有價值的東西，這是一個哲學的訓練，不是一個技術的訓練。

問：您看現在的學生與過去的學生？

張：大的環境變了，電腦使用太普遍，學生變得interactive。也就是說，電腦出現什麼樣的需要，學生就response to電腦的需要，沒有像早一輩的學生，是直接跟自然的接觸。所以，現在的孩子，may be garbage-in and garbage-out這是比較可慮的。但反過來說，現在的孩子可以做到以前我們不能做到的程度，孩子如果latitude好的話，也可以解決很多事情，所以盡量要給孩子一些空間，他坐在那邊胡思亂想時，也不要說他是白吃飯。

問：您對台灣的科技研發有什麼建言？

張：台灣已經做得滿好的，台灣的程度應該是一流，但是限在執行面上，開創面則是不夠，真正要做到世界第一，憑良心講，做老大還不行，做老二、老三綽綽有餘。

其實，閉起門來算點數，說我們的paper數量超過Stanford，超過MIT，我覺得不如打開他們的網頁，看看教授們的博士學位是從哪得來的，這才是最直接的訊息。

現在的question是拿到五年五百億以後，能不能拿到世界第一名？做老大你得要猜前面什麼地方有寶藏。大家聽過「哥倫布和雞蛋」的故事嗎？哥倫布發現新大陸回西班牙，國王慶功宴上有人challenge他：你只要一直往那邊開不就到了嗎？這時候，哥倫布拿一個雞蛋，要求對方把它立起來，結果那個人表示沒辦法。這時只見哥倫布把蛋底打碎就站起來。道理是一樣的，知道這樣可以站起來，你為什麼不這樣做？所以要想當leader，you must take the risk。

註：感謝電機學院羅珮馨小姐，以及IC之音主持人謝美芳小姐參與並協助本次採訪。