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台湾重大科技计划发展追踪(上)

时间:2022-05-02 15:50:06  浏览次数:

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1996年9月,台当局组织召开第五次“全台科技会议”,中心议题是如何应对国际经济竞争加剧和岛内经济进一步发展的要求,制定台湾未来4年“跨世纪”的科技政策与方针。此次会议首次提出:以促进大学、中研院及各财团法人机构的研究能量与台当局各部门及产业界的需求结合,整合岛内上、中、下游的研发资源,推动所谓“国家型科技计划”(本文以下称重大科技计划,以尖端科学追求卓越,给研究者较长期、充沛的经费补助,使台湾最优秀的科学家能在重要的领域中获得突破性研究成果,逐步迈向亚太研究的重镇。

此类台湾重大科技计划与普通科研计划最大的不同在于,其具有三项构成条件,即:具有长期明确目标,创新技术,对产业发展或台湾社会福祉有重大贡献;具有跨“部会署”及跨领域的特性,需台当局引导投入并予长期性支持;具有国际性、前瞻性,其影响与冲击既深且广,并需上、中、下游及产、官、学、研资源的良好分工与整合。

1998年,台湾科技主管部门起草制定了相关计划的推动要点,对岛内实施重大科技计划的目的、批准条件,组织机构的构成及任务、经费编列及管理考核等进行了详细的规说明定,如强调推动重大科技计划的目的在于结合科技研发的上、中、下游资源,增进台湾竞争优势及因应当前岛内重大社会经济问题的需要,以有效提升研发成果;该计划的制定需依据“全台科技会议”结论或岛内建设所需的重要课题,经台湾科技主管部门审议通过后,再由行政主管部门相关机构中主管科技的副首长及学者专家,成立重大科技计划指导小组;计划执行期间,应定期(一年或二年)以研讨会等方式公开发表其成果;全程计划执行完成后,由科技主管部门另组织岛内外专家,负责评估全程计划的成效。

截至2000年,台当局共批准设立了4个重大科技计划,涉及防灾、农业生物技术、电信、制药与生物技术等领域,首次由台湾科技、经济、农业及卫生等主管部门共同参与,运用各自科技预算,共同整合其下属各研究机构的科研力量,从学研选题、人才培育、技术转让、产学合作等方面,由上游到下游厚植岛内的研发实力。

新增项目,扩大规模

2001年3月初,时任新竹交通大学副校长魏哲和意外接到台湾行政主管部门负责人张俊雄的电话,邀其接任科技主管部门负责人一职(任期2001年3月-2004年4月)。

支持学术研究是台湾科技主管部门的三大重要任务之一,每年该部门用在推动学术研究发展上的经费预算约占总预算的70%。魏哲和就任后,为了能确实掌握学术研究及科技发展现况,除了定期召开各处室主管人员汇报外,几乎每周三都利用午休时间邀集各主管一起吃盒饭,不拘形式地座谈,通常没有默认主题,有时魏哲和也会提出一些问题及施政理念,请大家发表意见,许多新的构想就在大家脑力激荡下产生,藉此达成许多内部的工作协调,努力协助推动各领域的学术研究发展。

1998年开始启动的4个重大科技计划是台湾科技主管部门引以为傲的成就,认为其对于岛内学术研究能量的提升及促进产业升级和发展具有关键性的影响。到2002年,其一期研究计划大多已经结束,取得令人满意的成果。因此,台湾科技主管部门决定进一步实施二期计划。

此外,根据第六次“全台科技会议”的决定,需要增加基因组医学、数字典藏、数字学习、系统芯片、纳米共5个新的重大科技计划,经费占当时台当局全部科技预算的20%左右,同时这些也是科技主管部门优先推动的重点领域。

促进基因医学基础研究

之所以选择基因组医学,是因为在2000年夏天,美国政府公布了首部人类基因体图谱初稿,受到全球的瞩目,这标志着对人类疾病的研究迈入了基因组学及蛋白质组学的新时代,药物治疗也进入个人化的时期。另外,台湾科技主管部门早在1998年3月,就曾与卫生主管部门共同规划推动“基因医药卫生科技尖端研究”3年期计划,主要是进行基因组基础研究,以及基因治疗、基因药物开发、环境毒理、遗传疾病等领域的研究。

截至当时,在台湾科技人员的努力下,岛内已建立基因组医学及蛋白质组学研究所需的核心设施,应用在肺癌、肝癌、传染性疾病、药物副作用等领域的研究也有一些相当优秀的论文产出,颇受海内外相关领域研究人员的肯定。但由于该项目的目标主要强调上中下游相关产业的连结,需要把研究结果转移至企业应用,因此在2000年时任科技主管部门负责人翁政义等大力推动下,该计划的组织者邀请岛内各大学医学院、中研院、“国卫院”等相关机构及生技产业界人士开会,征询专家学者的意见。2001年3月初,新任科技主管部门负责人魏哲和又陪同台湾中研院院长李远哲一行人到日本参访理化学研究所及东京大学,实地了解日本在基因组医学方面的研究现况,最终决定将“基因医药卫生科技尖端研究”转型为“基因体医学重大科技计划”,并要求结合岛内电脑资讯产业发展生物资讯技术,及加入蛋白质组学以了解基因功能及致病机制,以及开展对基因组科技对伦理、法律及社会的影响进行深入研究,期待未来能藉由产学的合作,将岛内的基因组医学研究推升至一个新阶段,更进一步加速岛内生技产业的发展。

该项计划的目标为探讨岛内民众基因多形性与常见重要疾病感受性的相关性,鉴定及分析与民众常见重要疾病相关的新基因,应用基因技术预防或治疗民众常见重要疾病,开发新的基因科技进行基因组分析与定序,开发新的基因诊断试剂与治疗模式,评估基因科技对伦理、法律与社会的冲击影响,以及建立核心设施与研究团队。

开拓数字产业

“数字典藏重大科技计划”的主要目标是将台湾重要的文物典藏数字化,以此促进岛内人文与社会、产业与经济的发展。例如在产业与经济方面,除建立公共资讯制度的雏型,促进有价资讯市场的健全发展外,并积极鼓励产业加值、利用各项数字典藏、促进各项相关生产与管理技术(包括知识管理技术、多媒体网络技术、本地常用语文及语言相关技术等)的研发,进而推动其在商业、产业(特别是文化产业、增值产业、内容产业、软件产业)、教育、学术研究以及民生、娱乐方面的应用。

该计划办公室设在台湾中研院民族研究所,具体计划内容包括1个机构计划、9个数字典藏内容开发计划、52个数字典藏应用计划及5个委外技术研发计划。机构计划由台湾“国史馆”、自然科学博物馆、故宫博物院、台湾大学、台湾历史博物馆、台湾图书馆、台湾省文献馆、行政主管部门下属文化建设委员会及台湾中研院等共同参与执行,进而建立一个“台湾数字典藏”资料库,供岛内民众查询使用。

从台湾产业范畴来看,“数字学习”是指以数字工具,通过有线或无线网络,取得数字教材,进行网上或离线学习活动;而“数字学习产业”则涵盖数字学习工具研发、数字学习网络环境建立、数字教材内容开发及数字学习活动的设计等。由于21世纪是知识经济世代,面对全球经济环境的快速变化,数字学习已成为全民教育、企业成长的重要关键。台湾行政主管部门在2000年“知识经济发展方案”中提出,推广资讯科技与互联网应用、消弭知识差距,将2001年定为“知识经济推动元年”;同年“全台经济发展会议”中也提出要建设环岛光纤网络系统及调整教育政策、增加教师在职进修机会,行政主管部门资讯通信小组于2001年规划完成“台湾资讯通信发展方案”。

在2002年度施政方针中,台湾行政主管部门提出要铺设高速资讯通讯网络、建立完善资讯教育基础及应用环境、加强推动资讯及网络教育、增进全民资讯应用知能、充实网络学习内涵、善用网络资源改进教学模式、提升网络教学品质及建立网络学习体系。台湾科技主管部门于2002年6月通过“数字学习重大科技计划”,其目标为创造一个有利数字学习环境,整合上、中、下游的研发资源,使得产官学三方面密切合作,最终能实现社会、产业和研究三个面向的愿景。

该计划具体目标为:创造可随时随地学习的多元化数字学习环境;提升全民数字素养因而提升台湾整体竞争力;全面激发市场需求扩大数字学习产业经济规模;政策引导营造有利数字学习产业发展环境;推动台湾成为全球华文社群数字学习软硬件研发中心;带领台湾成为全球数字学习相关科技研究重镇。依规划主轴,推动内容整合为七大分项,包括:全民数字学习,以提升台湾在知识经济时代整体竞争力为起点,推动全民数字学习;缩减数字落差,推动全民数字学习以缩减数字落差;研发多功能电子书包,作为移动学习载具;建立虚拟的“数字学习内容网络科学园区”,以吸引相关厂商进驻;研发数字学习所需平台;政策引导与人才培育。

推动半导体产业发展

“晶片系统重大科技计划”通常也被称为“硅导计划”(即由台湾经济主管部门主导实施的“台湾硅半导体晶片研制计划”的简称)。其实它只是这项庞大计划的一部分,另一部分为“硅半导体晶片基础建设与产业发展计划”,主要负责整体科技产业提升、人才培训及运用,而“晶片系统重大科技计划”则负责培养技术和设计人才及开发新兴产业技术。

台湾半导体产业发展数十年,从最早模仿国外3英寸晶圆工艺做起,直到后来独自建造8英寸和12英寸晶圆厂,如今已处于世界一流技术水平。相对于联电、台积电等晶圆代工大厂的亮丽表现,台湾的IC设计能力成了相对薄弱的一环。由于岛内IC设计厂商缺少芯片系统设所需要的硅知识产权(Silicon IP,台湾习称“硅智财”)与相关设计软件,同时缺少前瞻性整合实验平台以提升设计效率,只能设计出复杂度低的集成电路,设计速度也不及欧美,从概念提出到产品制造出来,需要与好几家软件、封装、制造等业者个别接洽,耗费资源和开发时程。

有鉴于此,不少岛内厂商对台当局推出“硅导计划”可谓企盼已久,因为建设这种前瞻性整合实验平台所需费用相当庞大,绝非一般厂商所能负担得起,该计划可以鼓励研发经费薄弱的IC设计厂商一起投入产业转型。“硅导计划”的召集人、新竹交大校长张俊彦说道:“台湾既然可以是第二,当然也可以再进一步成为世界第一。此计划如果推行成功,将成为台湾第二次产业跃升的新契机,把台湾从全球半导体制造中心提升为全球芯片系统设计与软件中心。”

这项由经济主管部门主导的“晶片系统重大科技计划”在2002年4月底正式启动,规划在三年时间里投资76亿元新台币经费,期望带来1万亿元新台币的民间投资,目标是根据产业需求及技术发展趋势,选定重点产品为主轴,据此发展所需要的硅智财与整合电子设计自动化软件,建立实验平台,提供优良的IC设计环境,开创整体产业的设计优势,并达到产业垂直整合的效果,至2005年芯片系统设计产业产值达到新台币1万亿元,至2010年时所有关联创新产业如光、电、网、资及通等产品产值将可呈10倍成长,同时可造就电子、电机、电信、电控、化工、材料、物理、化学、机械、土木及生物医学等20万人的就业机会。

该计划的三大主轴是:根据产业的新需要,开发设计平台服务产业,与全世界知名的电子设计自动化软件业者如Synopsys、Cadence、Mentor、Avanti及Agilent等合作开发,建立台湾自己的设计平台,其次植入本地制造资料库并完成试制验证,供全球硅智财公司针对不同应用,开发各种IP;建立全球智财中心(IP Mall),创建智财贸易服务产业。以台湾设计平台设计开发各种不同应用的硅智财,并由本地晶圆代工公司试制验证;建立整体设计环境,积极筹建设计特区,建立技术推广机制,使岛内及全球客户可运用台湾设计平台从事IC设计,使用台湾硅智财完成IC设计,并行销全球。

组织开展纳米研究

“纳米重大科技计划”出台的背景也与当时全球“纳米热”有关,即科学家发现,在纳米(台湾称“奈米”,1纳米=10-9米)尺度下,物质的特性既不归属于经典物理学范畴的宏观视界,也不属于量子物理下的微观行为,而是呈现所谓的介观现象。因此人们普遍认为,纳米科技将是21世纪科技与产业发展的最重要驱动力之一,其所带来的新材料、新特性和衍生的新装置、新应用,以及所建立的精确测量技术的影响,将遍及新能源、光电、电脑、记录媒体、机械工具、医学医药、基因工程、环境与资源及化学工业等产业。

1999年台湾科技主管部门即开始规划推动纳米科技计划。2000年12月行政主管部门科技顾问会议与2001年1月第六次“全台科学技术会议”的结论均认为纳米科技为台湾未来产业发展重点领域的方向。科技主管部门于2002年1月召开第155次委员会议,讨论通过“纳米重大科技计划”构想,决定自2003年至2008年间,投入经费新台币231.9亿元用于发展纳米科技。

该计划的目标为整合产学研力量,建立台湾发展学术卓越和相关应用产业所需要的纳米平台技术,加速培育纳米科技所需人才,并且全力推动创新和整合,开创以技术创新、智权创造为核心的高附加价值知识型产业;结合岛内外学术界卓越研究成果和研发单位的快速产业化能力,将介观世界的特殊现象与市场机会结合,藉由纳米科技来引领台湾知识经济的发展。

在学术方面,以研究者本身所制定的“自由创新”研究为主,“目标导向”研究为辅,鼓励研究者从事真正原创性的研究。研究内容包括:纳米结构物理、化学与生物特性的基础研究,纳米材料的合成、组装与制程研究,纳米尺度探测与操控技术的研发,特定功能纳米元件、连线、界面与系统的设计与制造,微/纳米尖端机械与微机电技术发展,纳米生物技术。

在产业化技术发展方面,为兼顾目前研究机构与产业界进行中的活动,及掌握未来纳米技术在研发和应用的潜力和产生重大突破的契机,依据产业分类及未来发展重点项目,主要发展以下技术:纳米材料与制程技术、纳米电子技术、纳米显示器材料与元件技术、纳米光通讯技术、纳米构装技术、纳米储存技术、纳米能源应用技术、基础产业纳米应用技术、纳米生技应用技术。

根据该计划,至2008年,促使投入研究与技术应用的岛内厂商数超过800家,影响产业产值累计达新台币3000亿元;与外国重要纳米研究机构建立良好联系渠道;善用纳米介观视界的现象与原理,开发相关应用产品、替代性材料与技术,包括发展零维至三维各种型态纳米材料合成与加工技术,开发以纳米材料技术应用的高效/寿命储能装置,建立纳米镀膜技术于光通讯上的应用,建立特殊纳米材料与制程技术,经由特殊设计突破体积与散热的限制,建立下世代高容量资料储存用材料与加工制程技术,分阶段建立以纳米材料应用的新型态平面显示器技术。

在建立核心设施与分享运用方面,包括两项子计划:在学术研究核心设施方面,设立一个以先进共用仪器和设备为主、从事学术研究的“台湾纳米科技研究中心”,使其成为具有世界知名度的纳米科学研究机构。在产业应用核心设施与资源分享运用方面,以服务产业应用研究之研究单位发展纳米相关技术与应用产品开发技术为主,包括开发分子电子元件的制程;发展精密仪器和新型测量技术;研发实用价值的高灵敏度、高密度、效用多元和检测速度快的生物芯片;通过积累研发纳米精密仪器设备经验,获得开发生产纳米产品所需各种生产设备能力;构建自主纳米制造技术和纳米检测分析技术;配合电子资讯、通讯及家电等3C产品发展,解决电子产品研发及量产的发展瓶颈。

在培养纳米科技所需各种跨领域人才方面,该计划提出要建立世界一流的研究团队,对纳米科学作出重要的贡献;理论计算与模拟的能力达国际水准,并对岛内实验及产业产生重要的影响;发明创新的设计、量测、操控及制造技术;发展出纳米与微米系统界面技术;开发新型纳米元件与系统;建立纳米机电产业所需设计、量测、操控、制造技术及原型设备,培育具有跨领域、创造力、专业、创新科技、国际观及智财权观的优秀人才,建立人才培育机制,提供岛内产业急需的技术人才数据库。

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