精密陶瓷扎根台灣

　冬日午后，暖暖的陽光懶懶躺在鶯歌小鎮。縱貫鐵路沿線，一戶挨一戶的房舍內包裹著家庭規模的燒窯廠，市街上陶瓷藝品店內，偶爾進出幾位外地客人。一位業者指著一家半停工的窯廠搖搖頭：「傳統陶瓷業已經沒落了，中國大陸已經趕上來了。」
　然而，縱使窯廠嘆息連連，做陶瓷的人卻不悲觀，因為由科技發展所培育出的台灣精密陶瓷產業，正站在起跑點上蓄勢待發。
　緊鄰鶯歌不過十分鐘車程的桃園大湳，座落著和成欣業的三廠和四廠。漫天白塵飛揚的窯廠內，台車送出一批批剛出爐的馬桶、浴缸。廠房旁一幢四層樓建築的實驗室，擺滿各種儀器設備。和成研究開發部的人員興奮地展示該公司的陶瓷產品──不是和成為人熟知的新型衛浴設備，而是各式陶瓷做的剪刀、螺絲起子、航空與通訊器材零件。
　提到陶瓷，一般人第一個想到的多半是杯盤器皿，要不就是馬桶、浴缸，而和成剪刀中的陶瓷材料，卻是歐美、日本等先進國家大大看好的精密陶瓷(fine ceramics)。
　這種經由現代科技，將傳統陶瓷所使用的無機化學原料盡量純化，並控制其化學與物理特性，煉製成的新產品，由於具有堅硬、耐磨與耐高溫的特性，可應用在電子、機械、生醫三方面（見附文）。其中以電子陶瓷的市場最成熟、廣大，約占整體精密陶瓷的八○％以上。
　當前主導世界精密陶瓷發展的為美、日兩國，尤其是日本自從十年前抓起一陣精密陶瓷旋風後，政府與產業界便在各類精密陶瓷的研究上，投入大量的人力與財力。相形之下，台灣的精密陶瓷業等於還在嬰兒期。民國七十四年，工研院材料所與成功大學合辦第一屆中華民國精密陶瓷大展，國內相關單位及廠商才逐漸開始著手精密陶瓷業的規畫。比起國外，台灣雖然起步嫌晚，但總算是抓住風潮的尾巴，在這幾年構築了精密陶瓷產業的雛型。
　前述提及的電子陶瓷可說是資訊、通訊，甚至國防科技工業中極為重要的零件，而台灣拜電子、家電、電腦工業興旺之賜，在電子陶瓷的研究與生產方面最有規模可言。以電子產品必備的電容器為例，台灣在產量上僅次於日本，為世界第二大生產國。
　但是樹立規模，並不等於擺脫技術依賴，台灣精密陶瓷的下一步是「自立自強」。
　
看日本人臉色
　
　業者們很明白，台灣的電容器只能算裝配業，多半是做中下游半成品的加工與裝配。中精陶瓷總經理、研究陶瓷已十多年的寇惠民指出：「台灣的工業沒有根，生產這些東西根本沒有配方。」因為國內精密陶瓷從最上游的粉體原料到製程技術都掌握在日本人手，真正好的原料日本人不賣，「碰到日本自己生意好時，我們想買到原料都很困難，」一位業者兩手一攤，臉上寫著幾許無奈。
　國內目前有四十多家陶瓷電容製造廠商，但是唯一能由上游的粉體調配，到下游的成品製造一貫化作業的只有台灣飛利浦公司。值得一提的是，飛利浦做的是體積小、功能強的積層晶片型電容，並非傳統的層次較低的單層圓板型電容；根據美國ＡＤＬ顧問公司的估計，積層型電容器每年的成長率約在一二％∼一五％，今年全球的產值可達一五∼一八億美元。
　
台灣自己來
　
　然而，台灣飛利浦終究是外商公司，從原料粉末、機器設備、到製造技術，多半仰賴母公司的支援，對於台灣本土廠商而言，要達到自立自強的地步，還有一段路要走。工研院材料所汪建民博士明白地指出，台灣精密陶瓷業的前景仍以電子陶瓷為主，只有往上游粉體技術發展，再整合中下游的製造，這個產業才能生根。
　有鑑於此，華新麗華與台灣水泥兩家企業自數年前即投入電子陶瓷這一行，並不約而同於去年下半年推出陶瓷電容器最上游使用的原料──介電瓷粉。華新與台泥的成果象徵台灣業者掙出日本束縛，打破仰人鼻息態勢的第一步，而兩家企業對於關鍵技術的掌握也代表著兩種不同的模式──一為尋求合作對象，一為獨立研究開發。
　華新麗華是在民國七十四年與電子陶瓷結緣。當時華新的老掌門人焦廷標在看了松山機場的精密陶瓷大展後，決定投入精密陶瓷的領域；一方面固然是了解到精密陶瓷未來極為看好，另一方面也因有意投資ＩＣ事業，而ＩＣ所需的部分材料本就屬於電子陶瓷的範圍。經過清華與成大教授的研究與評估，決定依照建議從電容器瓷粉著手。接著便與工研院材料所合作，進行實驗室內的研究生產。真正能夠量產，則是去九月的事。初期預定年產一百噸，以後再逐步增加。
　華新除了自材料所轉移瓷粉的技術外，並以整廠輸入的方式，花了近一億台幣將美國Palomar整廠技術買進，以生產積層電容器。「整廠技術買入後，我們膨脹的速度就很快，」焦廷標的長子、華新董事長焦佑鈞推推鼻樑上的眼鏡說，他進一步表示，買廠是為了掌握時效、市場與技術。
　尋求國外的合作對象，的確是在短期內提升自我技術的好方法，但是這一招不見得時時行得通。像台泥早在民國七十二年時便想往精密陶瓷發展，當時也找美國的康寧(Corning Glass)談過，結果發現康寧受不了精密陶瓷所需的長期投資，已將研究重心轉移。因此台泥便積極尋求與日本技術合作，但是日本人對於給技術十分有戒心，就像另一位業者所說：「高層次的技術，通產省蓋個『管制輸出』章，根本就不給。」
　
二十四小時守候
　
　台泥一咬牙，決定靠自己。首先成立精密陶瓷小組，徵調了幾名研究水泥的工程師，同時對外招募懂材材科學的人才。接著台泥選定介電瓷粉為目標，同時配合企畫室做市場調查，了解下游廠商的需求，並仔細分析日本瓷粉的優缺點。
　在實驗室研究初期，研究發展部門的人員連續幾個月二十四小時輪班守著窯爐，東西一燒出來，馬上化驗，馬上再送進窯內。負責精密陶瓷研究，濃眉大眼、沈靜穩重的紀慶霖回憶起當年的情況，淺淺一笑地說：「是滿辛苦的。」坐在一旁的台泥副總經理辜成允趕忙補充道：「他們天天在實驗室打地鋪，家人都快鬧家庭革命了。」
　也就是這樣的毅力，台泥經過六年、耗資近一億台幣的投入，終於在七十七年具備量產介電瓷粉的能力，並成立台灣精密材料公司，而於去年中完成建廠工廠，正式開始生產。目前該公司年產量約為二四○噸，足以供應國內九○％以上的需求。
　像台泥這樣獨立開發技術，其中的酸甜苦辣，另一家陶瓷業者──和成欣業十分能體會。和成早在民國七十年便開始獨立研究精密陶瓷，直到前年才開始到國外尋求技術。與華新和台泥不同的是，和成踏入的是機械陶瓷的領域，一大原因是由本業轉入機械陶瓷比較容易，同時也可配合衛浴設備技術的提升。
　由於以前做衛浴設備時也吃過日本人的虧，所以在開發精密陶瓷產品的過程中，怎麼樣也不肯向日本買技術。就拿耐高溫、耐磨耗、放在水龍頭內的陶瓷止水閥來說，「市場上也買得到外國貨，但是自己開發是一種驕傲，」和成研究部副理林葉煌眼中閃過一絲光采地表示。也就在這股榮譽感的驅使下，公司方面不吝投資（至去年底研究發展已花費約二•六億台幣），並投入眾多人力（做精密陶瓷的研究員約有九十多名），林葉煌指指自己和身旁的工程師笑笑說：「你看，我們的頭髮都快掉光了。」
　
軍方也採購
　
　和成的辛苦不是沒有代價，現在這種效果比傳統橡皮墊圈好的陶瓷止水閥，已被廣泛應用在和成最高級衛浴產品──阿爾卑斯系列的水龍頭中，更加提高了該系列的附加價值。
　和成八百多坪大的研究發展部門內顯得有些擁擠、零亂，走道上散置著待測試的自動烘手機（內含陶瓷感應器），會議室都堆著馬桶、面盆，工程師林福堂一邊解釋研發部門的空間已不敷使用，一邊介紹各式精密陶瓷使用的儀器設備，動輒百萬、千萬的機器占滿了各處可用的空間，項目繁多令人目不暇給。林福堂指著一批雪白的陶瓷坩堝（高溫燒成用容器）說：「我們在趕這批貨，是中山科學院訂的。」
　提到軍規產品，和成的研究人員顯得相當興奮。由於看好未來國內的航空工業，和成已投入軍用級電子陶瓷領域，「這個現在還沒有大市場，但是我們要先進入，」詹志忠副理不疾不徐地表示。儘管和成做機械陶瓷時是獨立開發，但是進入電子陶瓷這一行，為了爭取時間也採用了整廠買入的模式，在前年以約一億台幣的代價，買下了美國Sierra航空器材公司，據和成表示，這家廠不僅與美國太空總署有往來，有些產品「國內的中山科學院也向它買」。
　看來直接購買國外的技術，是業界認為提升自我水準的捷徑。但這並不表示國內業者可以放鬆自己的研究發展；就算要去國外進行整廠輸入，也得有自己的人才與技術基礎才能成功接手，華新的焦佑鈞打個比方道：「有人投球，我們也要會接球才行。」
　至於台泥方面並未完全排除尋求國外技術的可能性，只是「自己還不成熟時，不會與別人談合作，因為自己的議價力量嫌弱，」現任台灣精密材料公司總經理的紀慶霖如此分析台泥的經營哲學。
　可以確定的是，台灣愈來愈多廠家有意分食精密陶瓷這塊日漸擴張的大餅。工研院材料所這邊就有好幾家大企業顯露跨入精密陶瓷業的興趣，材料所的汪建民綜合國內趨勢分析道，台灣的市場仍以電子陶瓷為重，靠著電子、家電、電腦三項產業的週邊支柱，國內的電子陶瓷業應頗有可為。
　幾家已浸淫精密陶瓷業數年的廠商，也樂見更多業者為我國的精密陶瓷發展而努力，但是他們也以自身的經驗提出兩項需注意的問題，一是資金，一是市場。
　
先有錢才行
　
　精密陶瓷雖然熱門，但卻需長期投資才能有回收，台泥的辜成允沈吟一會兒表示：「要有父母栽培兒女上學的長遠投資心態。」單以台泥、華新、和成幾家收年來投入研究發展的經費來看，財力不夠雄厚的企業，實在難以支撐。「我們做了八年，到現在還在虧本，」和成的林葉煌略為提高音調地說。
　光是有錢並不表示就可以投入精密陶瓷這一行，更重要的是有足夠的轉業能力及對市場的掌握。飛利浦建元廠被動元件部門的總經理游上林覺得，與材料有關的廠商，較容易轉入精密陶瓷這一行。像台泥以水泥起家，而水泥與陶瓷同屬燒窯業，在基本技術與設備上就有先天之利。華新的焦佑鈞則認為，在選擇精密陶瓷產品的投資項目時，「總要知道做出來的東西要賣給誰。」華新因為轉投資事業──華邦電子之故與電子工業有連繫，自然可以放心地踏入電子陶瓷這一領域。和成也是因為有下游的水龍頭廠，所以不擔心做出來的陶瓷止水閥的市場問題。
　從以噸論重的水泥到以公斤計的瓷粉，從笨重的浴缸、馬桶到如錢幣大小的止水閥片，台灣的精密陶瓷業者漸漸闢出了自己的路。儘管業界咸認我國在這方面落後日本十多年，但是能有起步總是好事，至於國內精密陶瓷業是否能邁向康莊大道，就看業者怎麼走了。
　
系列大標：材料明星精密陶瓷
　
　精密陶瓷，顧名思義，它的技術層次比傳統陶瓷來得高，應用範圍也因不同的製程與特性而比傳統陶瓷的用途廣泛許多，因此它將是人類進入第二次「新石器時代」的憑藉。
　由於精密陶瓷堅硬、耐磨、耐高溫，又不像金屬易腐蝕，因此可用來做剪刀、切刀等切削工具、太空梭表面隔熱片、觸媒轉化器中的觸媒載體，以及在美、日極受矚目的陶瓷引擎，像這一類應用，統稱為機械陶瓷。
　
音樂卡片裝陶瓷
　
　此外，精密陶瓷還包括所謂的電子陶瓷，這也是在人們日常生活中占最大分量的精密陶瓷。電子陶瓷可以技術控制產生不同的特性，而有不同的用途，最常見的就是電子功能的運用。比方說，瓦斯爐、打火機內的點火器、會讓卡片唱歌的蜂鳴器、舉凡電腦、電子表、收音機、攝影機、磁碟機等都需要的電容器、以及電蚊香、吹風機、熨斗、捲髮器、熱風扇內裝置的發熱元件等。
　電子陶瓷也是極佳的絕緣材料，像火星塞、ＩＣ封裝就是典型的例子。至於電子陶瓷在感測方面的化學功能，則被普遍應用在瓦斯警報器及微波爐內的濕度感測器。具有光功能的電子陶瓷則被用來做胃鏡和高速公路上橘黃路燈內的鈉燈管。
　此外，具有磁性的電子陶瓷更是各種磁頭不可或缺的材料。近來日本的汐見藥品公司利用電子陶瓷的熱功能，發展出保溫內衣褲，它可將人的體熱轉換成紅外線，再放射至人體，達成保溫的效果，十分適合怕冷的人使用。
　精密陶瓷除了可以做貼身的內衣褲外，更可進一步植入人體，成為所謂的「生醫陶瓷」。不少因車禍受傷而在骨骼中打入鋼釘的人，碰到天氣變化就苦不堪言，因為體內的鋼釘成了精準的氣象台。但是生醫陶瓷就沒有這類後遺症，由於它不具毒性、不刺激免疫系統，又與骨骼有親和性，因此十分適合做人工牙根、人工關節和人工骨頭，例如：日本研究出的陶瓷牙根植於牙床後，只需三個月就可與牙床完全癒合。
　
市場愈來愈大
　
　由精密陶瓷在電子、機械、生醫三大類的應用程度，可以看出它是眾多尖端科技的關鍵基礎，無怪乎精密陶瓷被西方先進國家喻為二十一世紀的明星材料。
　根據Gorham International顧問公司的統計，一九八○年全球精密陶瓷的市場約為五十五億美元，預計今年可成長至一七七億；工研院材料所更認為到了西元二千年，世界精密陶瓷的生產總值將達五○○億美元。（徐曉慧）