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困境成其大–台灣半導體自動化教父鄭芳田

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江欣怡｜《科學發展》特約文字編輯

林茂榮｜攝影

過去幾年來，成功大學製造資訊與系統研究所鄭芳田講座教授以全自動虛擬量測（Automatic Virtual Metrology）的研究，拿到了行政院傑出科技貢獻獎、科技部傑出研究獎、東元獎、潘文淵文教基金會傑出研究獎、李國鼎榮譽學者獎、IEEE R&A創新引導生產科技獎、經濟部國家發明創作金牌獎等等。這些榮耀其實得來不易，因為四十多歲才轉入學界的鄭教授曾歷經許多挫折。

回首來時路，他說：「我是個不輕言放棄的人。」也因為具備這種愈挫愈勇的精神，才讓鄭教授在半導體生產自動化領域創下研究的巔峰。

家境使然 自立自強

1953年出生於台南的鄭教授，從小就立志長大要念碩士、博士，還要做一番大事業，「小時候家裡環境不好，父親曾是日據時代神風特攻隊的飛行員，差點在終戰前犧牲；後來到越南修飛機，收入微薄。而我雖然在課業上滿用心的，但因為不是很聰明，成績並非頂尖。」

國小畢業後，鄭教授考上第二志願的初中，由於競爭對手不多，鄭教授在成績上突飛猛進，信心也慢慢增長，三年後便考上台南一中。「不過考大學前，父親跟我說：『家裡負擔不了你的生活費，要是能考上台大電機，才能去讀，要不然就只能讀家附近的成大，連清華、交大都不行。』」鄭教授說。

然而，由於大學聯考考得不盡理想，他最終只能選擇成大電機系，「進了成大後，我從大一開始就拿第一名，產生很強烈的榮譽感，所以大四是以全系第一名畢業，總分數還遙遙領先第二名。」為了協助家計，鄭教授大學時四處兼家教，賺的錢都交回家中。

不過，一直想出國留學的他雖然成績很好，但卻因無法支付機票而無法出國；雖然可以報考教育部公費留學，但由於公費未包括家中的生活費，讓鄭教授只得打消念頭。就在他覺得希望渺茫下，學長的一句話：「中山科學研究院在徵才。」讓他燃起一線希望。

中科院對於表現優秀的研究人員有提供在職進修的機會，只要表現好就有機會申請出國念書。更重要的是，在職進修者不僅可以讀書還能支領本薪來支付家中的生活費，這種待遇對家境不佳的鄭教授來說是一大誘因；因此，他一畢業就前往位在龍潭的中科院任職。

做事向來非常用心的鄭教授，在進入中科院後表現也相當亮眼，績效幾乎年年拿優等，主管更是放心地將計畫交給他執行。因此，他也在中科院任內順利獲得出國進修的機會。「1980年，我先到美國俄亥俄州立大學念電機工程碩士，一年半後拿到碩士回國任職，後來又在1986年初回俄亥俄州立大學念博士，花了兩年三個月拿到博士再回來。」他說，念博士期間，由於妻小都留在台灣，鄭博士曾三度回台探親，每次更待上一個月。因此，可以說，鄭教授僅用短短兩年時間就拿到博士學位，可見其唸書時用功之勤。

轉入學界 愈挫愈勇

在中科院任職的十九年期間，鄭教授也曾參與許多國家重要的武器發展計畫，例如在雄風計畫中，鄭教授便擔任第一次飛彈快艇海上試射的飛彈長，「我在中科院內學會了如何整合各種武器，並讓系統自動化且具高可靠度，又要兼具極高的反擊能力等等，這培養了我系統整合的能力。」不過，由於在中科院任職期間內，他有一半的時間都待在國外念書或接收武器系統。因考量到父母親不願意搬到北部，鄭教授便下定決心回台南老家，以便能與父母親同住。

剛開始，他一邊在中科院工作，一邊在成大電機系兼課教機器人學。教了六年後，當校方成立製造所時，鄭教授便提出申請。「雖然我在中科院已經升到最高等級的研究員，但由於在中科院的研發成果不被成大承認，所以轉赴成大只能先從副教授做起，和其他人比差了一輪，所以我希望能快點在成大拼出事業的第二春。」他說。

剛回成大，鄭教授亟欲找到自己的研究領域。他考量到自己過去最擅長的是自動化系統整合，再加上當時成大電機系蘇炎坤教授正負責國科會所委辦的半導體種子教師培訓計畫，希望能找到適當的老師去美國受訓成為半導體種子教師。

「出國後，我很注意他們半導體生產自動化的做法；回台灣之後，我就把半導體生產自動化當作自己的主要研究方向。」他說，半導體生產自動化系統整合就是要將內部的生產機台、量測機台、自動倉儲、無人搬運車等物流設備連結，並進行與機台連線、自動檢測、預測保養、良率提升等和製造管理相關的資訊流做整合，然後再與外面的供應鏈做結合。更進一步地，將運用物聯網、巨量資料分析、雲端運算、虛實系統、與虛擬量測等技術，來達成E化製造和工業4.0的需求。

為了進行半導體生產自動化研究，鄭教授起先找了惠普公司和日月光封裝廠，想合作申請國科會大產學計畫，但連續三次都被否決。這促使他轉而先申請小型的專案整合計畫，並找到一家願意提供設備的廠商合作，利用週末或晚上機台沒生產時進行測試，才開始累積些許機台連線經驗，三年的計畫也在兩年內就做出成果。

不過，對於執行大產學計畫仍念念不忘的鄭教授，仍持續尋找願意合作的廠商。「南科剛成立沒多久，原本和一家位於南科的半導體封裝廠一起提大產學計畫，後來轉而與矽品合作，遇到伯樂終於有了舞台，第一個大產學計畫才因此敲定。」從此，鄭教授有了自己的團隊，也陸續產出研究成果和專利，並開始技轉業界嶄露頭角。

爾後，鄭教授也從和許多產業接觸的機會，發現半導體生產對「預測」的需求。「2000年左右，半導體產業開始出現虛擬量測的觀念與需求，希望即時量測產品，減少生產成本。」了解到產業需求，鄭教授即著手研究並尋求科技大廠合作。在將虛擬量測技術轉移給台積電的過程中，鄭教授和團隊也完成了對方所要求的三階段驗收。「那時真的很拼命，三階段都做完成驗收，如此才能證明我們在虛擬量測的技術領域是真正的成功！」他說。

努力工作 不曾懈怠

為了完成一個又一個的大產學計畫，鄭教授每天早上九點到辦公室，直到晚上六、七點才回家吃晚飯，晚飯過後又回辦公室，繼續研究到十二點才回家。除了週六是家庭時間外，其餘時間都埋首於工作中。「為了要和台清交等優秀的學者競爭，成大的老師不拼真的不行，否則怎麼出人頭地？」鄭教授說，而這種不畏難的精神，當然也影響了他的學生和團隊。

「我教學生總是那兩句話：『做人比做事重要』、『凡事追求真善美』。」他說。從小，鄭教授就從母親身上學到要多幫別人想，不要太功利也不要太自我，而且每做一件事情一定要先思考這件事是否會影響他人。所以，鄭教授在做事之前總是先把做人擺在第一位。

不僅如此，凡事追求真善美的他也要求學生做任何事時要先知道來龍去脈；並將研發出的技術拿去做好事，而非運用在壞事上；同時，他也要求學生完成使命時，要將成果報告弄得漂漂亮亮，不能隨便，因為，這所有的過程就是一個完美任務的達成。

如今，被譽為台灣半導體生產自動化教父的鄭教授，以其不畏難的態度教導著學生與團隊，並從自身求學與工作的歷程中，看到他愈挫愈勇及對任何事求完美的執著，體現出成功絕非僥倖，而是日積月累不斷付出的果實。

半導體(63) 科發月刊(5221)

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