林清富
台灣奈微光科技股份有限公司(以下簡稱奈微光)近日獲選 「2022 台灣新創世界盃創業競賽決選 TOP 10 Startups」，因為奈微光是台大電資學院衍生新創公司，電機之友主編邀請我寫一些此新創過程，因此不揣淺陋，向系友介紹。
矽半導體積體電路是近三十多年來極爲成功的科技及產業，台灣也躬逢其盛，開創了執牛耳的世界地位。矽半導體應用於電子，特性相當優異，而地球上矽元素極為豐富，因此很方便大量生產，但因為矽半導體的間接能隙特性，其應用於光學或光電，長期以來較不被看好。然而，隨著矽半導體技術的發展，其優異性能，以及產業鏈的完整，希望將矽應用於光的方面，逐漸受到重視，也因此預計未來矽光子可能用於三大層面，矽光量子計算、矽光子通訊和矽光子感測。
在波長1.1微米以上，因為矽半導體不吸收光，所以在1.55 微米附近之光通訊波段，可以形成很好的光波導，加上可以透過通電改變其光學特性，以實現電光機制調變，因此歐美日中也投注相當大的研究經費，採用矽光子技術，以期提高資料中心的傳輸與處理速度，以及試驗矽光子量子計算與量子加密的可行性。然而，這類的研究需要相當大的經費，且到達可以真正產生產業效益時間頗長，以國內的生態，難以募集足夠的資金進行前期開發，不要說超過歐美日中，連趕上都很困難。有鑑於此，我們在矽光子方面朝另一個方向發展，進行矽光子感測，因為預期此類應用可以實現在一般消費性產品。而在消費性市場，價格與量產性的因素重要許多，而這是台灣產業方面的長處，因此我們希望能利用台灣這方面的優勢，發展矽光子感測。
矽半導體的能隙是1.12 eV，對應波長是1.1 um，因此在近紅外光及可見光，矽還是可以吸光，過去也已經有相當多此類產品，例如矽光偵測器，CMOS Sensor，太陽能電池等等，對於科技新創而言，不可能再開發這類市場已經普遍的產品，因此需要在另外的方向著墨。剛好李嗣涔前校長和我的實驗室在矽基板上的金屬表面電漿子效應研究了相當時間，透過矽半導體製程，在矽基板上製作特殊金屬結構，可以引發對應的金屬表面電漿子效應，而其對應的波長可以達數微米，是過去矽半導體不會有的光電反應。而這些波段，過去必須透過磊晶的方式，藉由低能隙的化合物半導體，才能達到吸收或是放射數微米波段的中紅外光。也因為過去是化合物半導體，以及磊晶技術，成本相當高，因此難以應用於消費性市場。而透過金屬表面電漿子效應與矽半導體製程，其生產成本以及可量產性與矽半電體積體電路類似，經過一些評估，覺得很有商業機會，因此決定要進行新創。也湊巧約六年前，科技部在徵求創業構想的計畫書（不是價創計畫），所以和李校長及呂學士前所長一起提此計畫，進行一段時間後，剛好有人認為有產業價值，所以就開始籌設此新創公司，這過程承蒙台大研發處，以及電資學院、光電所與電機系的配合協助，讓新創公司可以從艱辛走到現在，也蒙工研新創協會攜手北美第三名創投 Pegasus Tech Venture合辦之第一屆【台灣新創世界盃創業競賽】青睞，從175團隊中選為台灣的top 10。
中紅外光波段，有不同定義，整體而言，是對應許多化合物分子的振動模態，其波長範圍約在3 um到10 um，過去檢驗技術主要有傅立葉變換紅外光譜（FTIR）和拉曼光譜（Raman spectroscopy），FTIR採用干涉儀架構，體積龐大，拉曼光譜儀需要窄頻雷射光以及極好的濾光片，兩者價格都頗高，不合適用於消費性市場，也有用可調波長雷射，造價更高，而中紅外光波段光偵測器，過去仰賴化合物半導體類，價格也高，因此難以用於消費性產品。奈微光的矽基中紅外光波段光源與光偵測器，採用矽基半導體製程技術，對於開發中紅外光波段的消費性產品，具有相當優勢。
奈微光的矽基光偵測器可偵測近紫外光、可見光、近紅外光到中紅外光，應用範圍其實相當廣。然而近紫外光、可見光到近紅外光，因為已經存在成本低的其他光偵測器，較沒有特殊意義，但是可以偵測中紅外光則頗具意義，如前面所提，只要分子具有兩個或以上的原子，就會有振動模態，而該振動模態是每種分子都不相同，透過偵測中紅外光的光譜，可以判斷是哪種分子，所以應用範圍頗為廣泛，可以偵測居家環境的一氧化碳，瓦斯外洩的甲烷，或是甲醛、二氧化碳等等，也可以偵測呼出氣體的種類濃度，據以判斷對應的生理健康狀況。即使是二氧化碳這種普遍的氣體，其偵測也很重要，因為一般汽車，僅僅駕駛在車內的密閉空間，不到半小時，其呼出二氧化碳的濃度就達1000 ppm，這樣的濃度會使人開始想睡覺，對於開車的駕駛就不太好，若能偵測二氧化碳濃度，可以提醒駕駛或是自動控制車內的空氣循環，可提升行車安全。
就企業而言，研發的重要目的之一，是要賺錢，而且新創公司的經費資源人力不像大公司那麼充分，不可能多方嘗試，因此第一項標的之選擇相當重要，我們在新創成立之初，選擇之標的不是很理想，所幸遇到對市場經驗豐富的人提供建議，調整產品方向，讓後來的募資順利很多。其次，業界就是江湖，江湖險惡是必然，知道如何與狼共舞，是業界生存必備條件；另一方面，其實也有好的江湖人士願意挺身相助，需要好好珍惜這樣的情份，讓未來走的更順，也是很難得及重要的經驗。電機系系友們在業界經驗相當豐富，成就非凡，在此介紹新創，老實說是班門弄斧，僅以此拙見就教於系友前輩。
林清富，1983年臺大電機系畢業， 1993, Ph.D. degrees from Cornell University. 現為電機系、光電所、電子所合聘特聘教授。