張宮熊觀點：人工智能大爆發─科技產業在材料科學上的突破

隨著 GPU 晶片登上 AI 主舞台，nVIDIA 輝達成為新世代科技產業主角，2025年上演了一場科技產業的典範轉移大戱。馬斯克才在月餘前誇口特斯拉的智能機器人擎天柱今年將量產出貨；猶言在耳，今年大陸春晚智能機器人打醉拳、後空翻，標示著2026年將是人工智能機器人大暴發的一年。

然而在輝達＋台積電這場由台灣人主導的新世代科技革命浪潮之中，在邁入2026年當中仍透露出些許的不安。例如台積電先進製程的極限突破、基礎電力系統的支持等。回顧科技產業的發展，一向都在科技進程與材料科學上疊加伏匍前進。或許上述的問題會在材料科學上找到答案。明顯可見的例子是：近年來稀土資源在高科技晶片製造的重要性，演變成為全球稀土大戰，可以看到端晲。

道德經40章說：「反者道之動；弱者道之用。天下萬物生於有；有生於無。」俗話說：山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村（源自：宋。陸遊）。老子告訴我們一個道理：任何挫折都是促使創新的最大動力；如果可以轉個彎實現超車，自己的弱點是創造奇蹟的最佳養份。而往往創新是來自於看似最不起眼、最不可能的地方。以下舉二個例子說明。

3D 列印技術最早可以回到1980年年代，真正進入大眾視野是在2012年一位荷蘭醫師利用3D列印打印出一塊完整骨頭而拯救一個病患的生命。然而十多年過去了，一個非常被看好的技術卻又逐漸被淡忘，關鍵便在於微米級的噴嘴材料。一直到2025年，加拿大科學家意外發現微米級的噴嘴竟來自於蚊子的口器。在生物醫學與微電子製造中，對於「微米級」精度的需求日益增加。然而，傳統工業製造的超細噴嘴面臨著巨大的物理與經濟挑戰。當噴嘴直徑縮小至 100 微米以下時，流體阻力急劇上升，極易發生堵塞。同時，製造出如此微小的金屬或玻璃管，製造成本呈指數級增長。市面上最頂級的 36 號金屬針頭（內徑約 35 微米）單價往往超過 80 美元，且屬於不可降解的工業廢棄物。該研究團隊發現，經過數百萬年演化的雌性蚊子口器，是一套近乎完美的微流體輸送系統。其核心結構「上唇（labrum）」是一根天然的中空針管，直徑僅約 20 至 25 微米。其內壁光滑，能大幅降低流體阻力，減少剪切力對敏感生物材料（如活體細胞）的損傷，存活率高達 86% 以上。它不僅能夠穩定列印出線寬僅 18 至 28 微米的複雜幾何結構（如蜂巢狀晶格圖案），其解析度比市售最高階的金屬針頭高出約100%。更重要的是，每一根仿生蚊子口器只需要0.8元成本。突顯出此項意外的創新在組織工程與再生醫學領域的巨大潛力。 

再看看中美科技大戰中，美國最怕中國高科技產業的突破崛起。2018 年是一個關鍵年度，中國企業訂購艾司摩爾極紫外光刻機(EUV)交貨前夕遭美國施壓攔截，此舉反而激發中國自主創新浪潮。2020 年，艾司摩爾工程師發現，中微半導體研發的電容耦合等離子體蝕刻機已實現 28 奈米製程商用，性能媲美早期進口設備。儘管美荷日加碼在 2023 年簽署協議限制先進光刻機出口，導致艾司摩爾在大陸營收佔比大幅下滑，但中國憑藉全球 60% 的消費性電子製造規模加速技術迭代。因為半導體產業的核心在：光刻機（Lithography Machine），它常被比喻為「人類史上最精密的相機」，但如果沒有高品質的「底片」（光刻膠）和頂級的「鏡頭素材」（光學晶體），這台相機也無法拍出清晰的奈米級電路。中國近幾年在「材料科學」上尋求突破，是其構建半導體「技術護城河」中最關鍵的一環，尤其是在高科技電子血液（光刻膠）和心臟（光學晶體）已經實現彎道超車，成為全球領先地位。更有可能成為中國反制西方國家半導體產業的關鍵武器。

大陸正在解決除了「光刻機本體」以外的所有周邊短板。光刻機巨擘艾司摩爾技術長 Martin van den Brink 在內部評估中提出嚴厲警告：中國半導體技術突破速度遠超西方預期，五年內恐成艾司摩爾最強競爭對手。而28 奈米浸潤式光刻機 + 多重曝光技術(SAQP) = 7 奈米晶片，這個公式便是美國最怕的中國式製造。也是高速追趕台灣半導體產業的方程式。

2026年將會是政治、社會、經濟、金融，甚至科技發展動盪變革的一年。以台積電為主體的護國神山仍須努力，以免被中國速度給追上。 （相關報導： 黃仁勳為什麼選擇台灣？專家揭兩邊雙贏合作史：台灣幫了輝達太多的忙 ｜ 更多文章 ）

＊作者國立屏東科技大學教授。