賀張陸滿名譽教授榮膺「高科技廠房工程講座」及感言


國際半導體產業協會 (Semiconductor Equipment & Materials International, SEMI) 高科技廠房設施委員會 (High-Tech Facility Committee),為更提升臺大工學院在高科技廠房工程領域之水準,鼓勵傑出學者專家引導高科技廠房之營造建築、結構振動、污染防治、節能減碳、環境保護等工程之研發方向與應用,特設立「高科技廠房工程講座」,以發揚學術典範及科技創新精神,土木系張陸滿名譽教授並榮膺107學年度「高科技廠房工程講座」。

張陸滿教授在獲頒贈此講座時表示,臺灣半導體高科技之製造技術超強,做得好、快、經濟、良率佳、附加價值高又有誠信,世界各地先進國家都到臺灣來打造他們的高科技核心前瞻產品。

然而,在此輝煌耀眼、日新又新的臺灣半導體高科技製造產業的背後,其實有成千上萬、日以繼夜、鞠躬盡瘁廠房工程的產學研專家以及無以計數在寒風刺骨中、烈陽高照下,流汗流血,甚至不幸喪生的勞工夥伴,這個「高科技廠房工程講座」是對這些背後默默耕耘人員之最好的肯定。而張教授更感激有這個機會,很幸運地代表這些許許多多的專家和勞工朋友來接受,臺大工學院首次的「高科技廠房工程講座」。

同時,張陸滿教授也在講座頒贈典禮中致感言,這雖似「未覺醉月湖邊夢,桃花心木之落葉已秋聲」,他與絕大部分榮退的學者一樣,窮一生之力,一直在學術界追尋真善美,這種鍥而不捨的追尋可以說是「學者的真善美」(A Scholar’s Truth, Virtue & Beauty),他感性地說:

「In academia, one day when we leave,
在學術界,當有一天我們離去時,

We take nothing, but the truth we found from the universe of the unknown.
除了,帶走在未知浩瀚宇宙中找到的真理外,我們一絲不帶!

We leave nothing, but the virtue for the coming generations,
除了,留下可以傳承後代的善行良言外,我們一物不留!

and/or, we keep nothing, but the beauty of our eternal lives by sharing the truth that we found and the virtue that we had with future generations.
除了,保存那些藉由所發現的真理,或,有過的善行良言
所得到的永恆生命之美外,我們一分不存! 」

如此,生生不息,希望能一棒、一棒、一棒地,將此「學者的真善美」永續交遞下去。

SEMI (國際半導體產業協會) 擁有全球 2,000 多家會員企業以及超過 130 萬名專業人士,此協會旨在推動電子製造科學與商業發展,同時於班加羅爾、北京、柏林、布魯塞爾、格勒諾布爾、新竹、莫斯科、聖荷西、首爾、上海、新加坡、東京及美國華府均設有辦公據點。高科技廠房設施委員會係於2013年10月在國際半導體產業協會的組織下之新竹辦公據點 (SEMI Taiwan) 成立。

該委員會之願景 (Vision) 係提升臺灣高科技廠房設施之關鍵技術及產業實力,持續穩固臺灣國際高科技產業之領先地位。委員會的任務 (Mission) 有4大目標: 1. 整合臺灣國內、外高科技的相關資源,2. 厚植臺灣高科技產業之競爭力,3. 透過相互合作來促進廠房設施關鍵技術之提昇,4. 增益廠房設施標準之擬定。

目前,委員會共有95家會員參加。基本上,委員會是以擁有生產廠房的業主廠家為核心,目前加入的有臺積電、聯華電子、旺宏電子、茂迪光電、友達光電、群創光電、日月光半導體、臺灣美光、華邦電子、世界先進,南亞科技等業主廠家。

委員會的各項活動,大部分係由業主主導。此外,更有多家國內外提供製造設備、生產材料的廠家相繼加入陣容,大力協助和參與,其中有漢民科技、帆宣系統科技、千附實業、臺灣應用材料 (Applied Materials Taiwan)、臺灣鑽石、安葆電能 (Am-Power)、瑞士艾波比 (ABB)、德國西門子 (Siemens)、日商奧璐佳瑙科技 (ORGANO)、美商英特格(Entegris)、英國愛德華科技 (Edwards Technologies)、法國亞東工業氣體 (Air Liquide Far Eastern)、施耐德電機 (Schneider) 等數十家參加。

因生產製造之前後,均須有廠房設施之配合,所以廠房設施之建築師、工程設計技師、營造廠亦應邀加入委員會之運作,知名的世曦工程顧問、中興工程顧問、亞新工程顧問、林同棪工程顧問、潘冀聯合建築師事務所、漢唐集成、亞翔工程、達欣營造、互助營造、根基營造、泛亞營造都加入委員會運作的行列之中。

另外,為提升廠房設施之關鍵技術,譬如電磁波干擾消除、提高自動物料搬運系統效率、微振動預防及消除、廠房設施資訊模擬、4D智慧排程及模擬、微顆粒及化學不純物之過濾、廢棄物處理、節能減碳、環境生態保護、智慧廠房等等。臺大、清大、交大、成大、北科大、中央大學、工業技術研究院、國家地震工程研究中心以及臺灣營建研究院等相關技術的廠房設施研發單位,也紛紛加入委員會,盼此合力,共同提升廠房設施關鍵技術及高科技產業之實力,持續穩固臺灣國際高科技產業之領先地位。

委員會第一屆 (2013-2015)、第二屆 (2015-2017) 的主席係由前漢微科董事長暨漢民科技之副董事長許金榮先生擔任。這一屆,也是第三屆 (2017-2019) 的主席則由臺積電廠務處資深處長莊子壽博士接任。莊博士於5月22日當天偕同兩位副主席,群創光電廠務處李重仁總處長、帆宣科技林育業總經理,代表委員會來我校工學院頒贈講座。

SEMI委員會莊子壽主席在臺灣大學工學院陳文章院長的見証下,頒贈工學院「高科技廠房工程講座」給張陸滿名譽教授

張陸滿名譽教授在1971年畢業於成功大學土木工程學系,於1974年到1977年期間,張教授服務於工業技術研究院,負責該院在新竹縣竹東鎮頭重埔中興院區之規劃監造,並協助昔時的電子研究中心,設計建造了臺灣第一座積體電路示範工廠 (Integrated Circuit Demonstration Plant),此間,並於1976年獲派遣到美國RCA,參觀學習該公司在美國各地半導體廠之規劃、設計、興建、營運等技術。

示範工廠於1977年完成建造後,他即赴美國德州大學奧斯汀分校深造,並於1983年取得營建工程及計畫管理碩博士學位。於1983至1985年間,張教授在美國佛羅里達大學(University of Florida at Gainesville) 的建築學院營建系任教。從1986年起,張教授轉到普渡大學 (Purdue University at West Lafayette) 土木工程系營建工程管理組任教。在2006年的秋季班開始,張教授返回臺灣,在臺大土木工程學系繼續從事教學、研究,並於2016年8月從臺大榮譽退休。目前張教授仍在臺大永續發展研究中心主持多項專案研究計晝,並擔任臺大土木系高科技廠房設施研究中心主任暨兼任教授。

在2000年初,當半導體之製程技術縮小到100奈米以下時,由於製做程序變多而複雜、要求精準潔淨度更嚴謹,廠房結構體亦需更加龐大牢固。因此,張教授深感土木工程和廠房設施之界面將會越來越多,其在高科技廠的興建營運上扮演之角色也愈來愈重要。

綜觀半導體高科技的研發製造中,必須運用高效能的製造設備(Tools)、精準敏銳的儀器(Instrument)和超純淨的水、電、空氣、化學原料等等的廠房公用設施(Utilities)。而這些研發製造程序必須在嚴格控制的潔淨無塵室中,穩定的製造平臺上,及/或沒有在電磁波干擾的環境下進行。

這些製造設備、精密儀器與公用設施、因為都要架設在土木工程的土壤結構上,要土壤結構穩固,則須解決因地震、噪音、電磁波 (EMI)、射頻 (RF)、氣流、機臺共振等等所衍生的振動問題。而生產所需之水、空氣和化學物之淨化,其廢水、廢氣、廢化學液之處理和回收再生、節能減炭以及環境生態之保護,樣樣都與土木的水利工程及環境工程有關。

而,在新世代無人的高科技廠房,製做程序可能高達數百道,生產機臺間,其原料、半成品、成品之有軌道、無軌道的自動輸送系統 (Automated Materials Handling System, AMHS),也需土木交通工程來將之最佳化。

又,奈米科技之提昇,發現這些小原子和原子叢粒子跟同型原子成份堆積而成的大型材料有顯著完全不同的特質。當這些粒子大小尺寸變小,其比表面積卻變大,這樣比表面積變大卻對該材料的化學及物理行為有非常大的影響,因此而改變了材料的顏色、表面反應性、光學性、磁性、機械性、熱力性、催化性、或生物性的各種特性,臺灣高科技半導體已進入3~5奈米的製程,如何將先進奈米材料研發應用成土木材料亦是刻不容緩的課題。而奈米層級的製造,其廠房設施在興建營運上之空間資訊要求嚴謹,必須精準明切,土木測量亦責無傍代。

另外,一座約1仟~3仟億臺幣的高科技廠房,施工人員可從5千至1萬5千人左右,協力廠家上百,要求從破土到蓋好驗收,在8~10月完成並移交給生產端去安裝機臺,這些更需土木之營建工程與專案管理人員之整合協調,在安全至上,最佳價值之成本下,如質如期完成。

眾所皆知,資訊科技 (Information Technology,簡稱IT) 進步神速,CAD (Computer Aided Design,電腦輔助設計) 技術已廣泛地被運用於各領域。同時,研究學者及CAD軟體業者也不斷加強CAD的效能,使得CAD從2D (二維平面),發展到3D (三維空間),再發展到4D (三維空間+時間),5D (三維空間+時間+成本) 等等,以3D CAD加上物件導向 (Object Oriented)、參數化設計 (Parameter Design) 及關聯性 (Relationship) 所形成的建築資訊模型及模擬 (Building Information Modeling,簡稱BIM),正被應用於廠房建築的整個生命週期過程中。在規劃、設計、採購、施工、移交、維修及營運中,以三維度物件 (3D Object) 製圖、模擬、進行跨領域之平行設計、審定及溝通。

因此,仍在普渡大學執教時,即開始構思行動,最後更毅然辭去普渡大學終生教職,期望返臺後能更有效地將土木工程與半導體廠房工程的設計和營建管理連結起來。因為廠房是高科技製造不可或缺的一部分,要製造必先有廠房設施,製造需要持續地往前研究發展,廠房設施亦不可等閒待之,更需與時俱進地全力配合,著手相對之研發。

很清楚的目的和很單純的動機,就是想將土木工程與高科技產業連結起來。藉此,培養臺灣高科技廠房設施之人才,並加強其廠房設施研發創新的能力;幸蒙土木系同仁之大力支持,成立了「高科技廠房設施研究中心」,更獲校內外多位同仁之協助參與,之後也 陸續開授「高科技廠房設施設計」、「高科技廠房設施營建管理」以及「高科技廠務系統設計實驗」三門跨領域的新課程。希望透過研究發現和教育學習,來提昇臺灣高科技廠房設施及管理的關鍵技術。

張陸滿教授目前主要的研究興趣是在低於5奈米製程及450mm (18吋) 晶圓廠,其廠房設施所需之關鍵技術,以及運用3D廠房資訊模擬來管控廠房工程專案時程 (4D) 的先導技術。
張陸滿教授的學術生涯,迄今發表過超過250篇的論文,接受超過200場以上國內外邀請的專題演講,完成了18名博士生和75名碩士生的論文指導,並與其他專家學者共擁有27項技術專利。
張教授並曾前後在佛羅里達大學與普渡大學榮獲年度優教師獎 (1985/ 1993/ 2004/ 2005),成功大學土木系傑出校友獎 (2010),中華潔淨技術學會終身成就獎(2015),第20屆營建工程與管理研討會首次頒發的傑出奉獻獎 (2016),中國工程師學會紀念石延平教授最佳論文獎 (2018)。

「高科技廠房工程講座」頒獎典禮大合照