Imec在台灣已有十年歷史,自成立以來,公司投入以創新硬體為主的智慧型應用,從設計、研發與生產一手包辦,至今已成為令人信賴的夥伴。Imec將辦公室設在台灣電子供應鏈的核心地區,團隊不斷精進構想、提升設計與原型,進而發展出可靠又能滿足未來需求的產品。Imec的台灣區總經理雷孟思(Peter Lemmens)回顧第一個十年的發展,細數公司專長和與眾不同之處,也邀請幾位同事展示近期的產品開發成果。

整合創新式硬體

當今的創業家都在尋找智慧型產品,希望這些商品透過自動化或以前所未有的方式,為市場帶來革新。要能製造出如上述智慧型產品的成功關鍵,通常在於硬體的創新;例如:能夠具備感測且收集數據等獨特功能的硬體。而將硬體結合相匹配的智慧型軟體,用以處理數據並從中提取寶貴資訊,將讓應用面帶來顛覆性的結果,新的產品不但比現有產品更加快速有效,也有了前所未有的可能性。

雷孟思:「特殊的影像技術便是一個例子。位在比利時魯汶的imec公司在設計與生產特殊影像晶片的專長屬世界級,這些晶片包括高光譜感測器或是針對某一特殊範圍光譜的感測器。Imec台灣的工程師會將上述感測器晶片放置在智慧型攝影鏡頭,加上所需的電子材料和軟體以處理大量的數據流,設計出俐落的硬體規格,製作一再微調過的原型;最後,如果客戶提出需求,我們也會監督量產過程。我們已經在這樣的硬體中親眼見到強大潛力,自動化品質控制和流程的應用便是一例;此外,還有許多其他在物流、安全或是健康照護等等領域的應用。」

Imec台灣除了擅長以影像處理技術為主的產品外,同時也精於設計諸如健康監控穿戴裝置等智慧型物聯網(IoT)的應用。最後,台灣團隊還開發出一種製程以製作自由型可撓式表面,在此共形結構上打上如發光二極體(LED)或是感測器等的電子零件。

十年耕耘在台灣

Imec台灣於2008年成立,初期為業務暨代表處,以便imec總部與位在亞洲的客戶和供應商建立緊密聯繫。研發部門於2009年正式成立,當時將業務重心放在系統開發和產品原型製作。

雷孟思說:「我們剛成立imec台灣時,便知道會面臨一些挑戰,因為在我們之前已經有其他歐洲公司曾經努力想在台灣立足,但皆以失敗告終。很顯然,這當中存在著文化差異,這裡做生意的方式跟歐洲不同,環境也不一樣;而我們堅持到底,最後成功了。在imec總部所在地,我們甚至成為範例,我已經帶過幾位對我們成功秘密抱著好奇心的企業總裁到台灣各地參觀,他們也都很想在亞洲成立公司。

如今,台灣的imec團隊有近40名認真盡責員工,幫助客戶打造優良產品。我們的團隊擁有完備的實驗室,可以測試設計,也可以製作原型。「但是真正的獨特之處是imec台灣周圍的公司,這些公司都是電子製造各方面的佼佼者。在過去十年來,我們與他們建立起可靠的合作夥伴關係。這樣的網絡讓我們得以很有彈性地回應客戶需求,不論什麼樣的要求,我們都能夠找到最適合的夥伴。」

台灣是做生意跟製作新產品的好地方,具備高素質的人才,讓我們可以找到才能與經驗兼備的員工。同時,台灣的法規對企業很友善,對於智慧財產權的保護也與歐洲和美國相當。

強而有力的獨特賣點

雷孟思:「我們有許多客戶都是系統整合商,他們整合零件、設計高品質的主機板並將之包裝成為吸引人的商品。但他們在能夠處理微小單位上仍有侷限性,很少有公司能夠以微米甚至是奈米為計算單位,我們所專長的尺度正是這樣的微小單位。Imec起初以半導體研究起家,加上世界級的工具與專業知識,讓我們能自細微至小之處整合。

「而且,我們用的不是猜測或大概估計的方式。我們在思考應用端的模型、模擬或設計時,都是依據手中掌握到最佳科學和工具。我們喜歡先理解打造出來的成果,也樂意先預想產品在極端狀況或是其他環境中會發生的情況。這是我們的DNA,而且imec背後有一群科學家和博士研究員,都在為此付出努力。」

「如此的實力帶領我們進入下一個獨特賣點,也就是我們所製作的產品能夠面對未來的考驗。我們開發出的硬體具備可以經歷數代由軟體定義功能的考驗,讓產品的應用能夠與時俱進,不至被取代或需要重新設計。

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案例1:動態多視角視覺相機

Imec台灣最近為一家客戶整合一款高品質的多視角視覺相機,能夠從多個角度拍攝同一處風景,並將所有照片結合成為一張立體(3D)影像;此款相機可以應用在機器人視覺和自動化品質控制。

擔任此款相機研發的負責人Robbie Vincke說:「剛開始開發這部相機時,我們整合數個已有專利的概念,將研發上的創新運用在工業用途。當初遇到的挑戰之一是如何在硬體的限制下,將感測器擷取的影像結合成為立體影像。為了達此目的,我們得要同時將軟體最佳化,以便讓獨特的硬體發揮最大功能,最終做出一部出色的相機,能夠廣泛應用於不同情境。與其他類似的系統比較,這部相機的速度較快(影格率)、較精確(景深準確度)而且成本較低。藉此也說明我們有從頭到尾開發一部相機的能力,即便是一部包括影像處理演算、韌體、軟體、外殼、光學與主機板設計等的高要求相機也不例外。

案例2:將發光二極體轉化自由型可撓式結構

「不久前,一名客戶要我們開發一種方式,能夠將微發光二極體陣列以批量方式放置到自由型可撓式結構上,」雷孟思道。「客戶除了要求轉移大批量的微發光二極體要符合成本效益外,還希望能夠在轉移過程中改變微發光二極體的間距。」

以目前取放技術為主的設備來說,客戶的要求簡直是天方夜譚。微發光二極體(350µmx225µm)非常微小,沒有機器能夠符合精準度、平坦度、熱度均勻和軟體控制的要求。此外,只要稍有不慎便會導致所有微發光二極體陣列的轉移失敗。因此,imec台灣開發了自家的共形結構方式(Conformal Structure Method),製造出運用積體電子學的可伸展自由型結構。

「我們運用3.5µm寬的單晶矽微彈簧,有了微彈簧,就有了同時延展數千個微發光二極體間距的可能性,而且是雙方向的延展。共形結構方法可將高效能、以晶圓為主的材料(如微發光二極體)轉移到不同的基板上。此方法可大批量生產,選擇不同間距並使用裸晶片形式進行;讓客戶可以使用成本效益高的傳統半導體製成設備,生產平面(2D)半透明的可撓式封裝。成本低、精確且快速,是當今替代取放方法設備生產的方案,可以用來解決當今以晶圓設備為主的封裝過程在大面積電子應用上的難解瓶頸。

「但這些共形結構是以非傳統的半導體和微機電系統(MEMS)流程生產,每一個案子的轉移過程和設備的開發一直都很專門且創新」,參與為客人開發微發光二極體解決方案的Wei-Lung Sung如此說:「這是從頭到尾統包的一站式專案,從概念驗證到設計、製造和原型測試,還有機器設計、生產和流程,微型零件的設計和生產,微發光二極體的供應、轉移過程以及軟體控制。這一切都極具挑戰性,同時也是展示我們專業的寶貴例證。」

imec itf 2018 TW-1 微發光二極體陣列轉移到共形結構

案例3:外觀亮眼功能強大的物聯網感測集線器

「這是一款讓我們很驕傲的產品」,雷孟思如此說:「我們在8個月內開發出這個強大的小型物聯網感測集線器。」此感測集線器裡有著四分之一標準產品的硬體規格,又有許多其他功能;是一個很適合廣泛運用的智慧型感測集線器。」

Edward Liang為本開發案的負責人:「這項設計的挑戰是結合先進的無線(Wi-Fi)功能與多功能感測板,加上優雅外型,體積比大部分的單機無線集線器來得小。開發當初我們遇到散熱問題,也面臨要在一塊小板子上放置10個感測器的設計挑戰,為了讓感測器和無線功能在互不干擾的情況下運作,還要設計一個介面...,imec正面迎接這些挑戰。我們為架構下定義,設計介面和感測集線器的軟硬體,整合系統,繪製外殼結構,最後也寫出測試規格,並管理ODM/EMS生產流程。」

案例4:專為輔助生活所用的Zembro手環

Zembro手環自2015年進入量產,讓長者能夠將警報通知傳給家人和聯絡人,收到警報的人可以與手環建立聯繫,並與長者通話或是確認長者所在位置。此手環充電後可使用一個禮拜,使用範圍覆蓋整個歐洲。

Jay Yeh參與Zembro設計,提到客戶給予他們一項極大的挑戰。「客戶希望能設計出以長者為主的手環,而且無論何時何地都要能戴在手上。此穿戴裝置要有全球衛星定位系統(GPS)和蜂巢式通訊功能,與生活無縫接軌。因此,也必須要能防水,還要看起來美觀大方。」

此設計的重點是降低複雜性,介面操作越極簡越好,以便任何長者都能使用。

Jay提到:「因此,我們將錶面設計成只有一個按鈕,可以從任何角度輕鬆按壓,任何力道也都可以。我們還必須想出一個創新的壓合結構,這項產品最後成為統包專案,我們一手包辦硬體、韌體和軟體,我們大約花了8個月時間開發。」

imec itf 2018 TW-2 Zembro手環

案例5:為專業運動員而生的智慧型訓練衣

Imec台灣設計出智慧型訓練衣,以便讓運動員在滑雪訓練時,對自己的表現進行細微修正。此產品包括動作捕捉技術、肌肉活動分析和心血管監控。所有擷取到的數據都會即時存在一張SD卡上,以供離線重播與分析。如此一來,運動員和隊友可以追蹤自己的表現、找出固定模式、改善訓練,同時避免受傷情況。

「要求我們設計此產品的客戶是紡織業的佼佼者,但沒有什麼電子方面的經驗」,Jay Yeh解釋:「因此,他們給我們的挑戰是設計訓練用的智慧型衣,我們就著手進行。專案從概念到原型花了5個月時間,我們負責硬體、韌體、軟體以及軟體和布料的介面設計,客戶負責訓練衣的生產。」

「我們跟其他公司相比,有一項優點,就是我們擁有處理電子和布料之間介面的專業知識。許多公司也許能夠分別做出電子設計或布料,但很少公司能夠順利將兩者結合起來。當初的挑戰之一是在功能表現和訓練衣流暢外型之間達到完美平衡;另一項挑戰是正確校準感測器,並設計出融合兩者的運算法。我們最後終於設計出一款絕不會妨礙運動員表現的訓練衣,讓他們能在最舒適的情況下掌握自己的日常訓練。

imec itf 2018 TW-3 配備有整合式智慧電子裝置,捕捉運動員的動作和訓練過程

雷孟思(Peter Lemmens)簡介

imec itf 2018 TW-4

雷孟思為imec台灣總經理。他在2007年加入imec之前,曾經擔任飛利浦電子的研發經理,工作地點包括比利時、荷蘭與台灣。雷孟思也一直是imec位於比利時魯汶總部數項FP7歐洲研究的專案聯絡人,研究領域包括以科技為導向的設計和多核心嵌入式系統。雷孟思大學主修商業經濟學,並有天主教魯汶大學工業工程碩士學位。

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