度過2024年上半年全球經(jīng)濟受到地緣政治衝突與通膨高利衝擊，雖然導(dǎo)致製造業(yè)和機械設(shè)備廠商短中期景氣不佳。惟依工研院IEK指出，下半年將受惠於人工智慧與半導(dǎo)體設(shè)備投資效應(yīng)，可望維持全年經(jīng)濟小幅成長，並看好工業(yè)5.0與人形機器人應(yīng)用等發(fā)展?jié)摿Α?/b>
根據(jù)工研院產(chǎn)科國際所（IEK）最新預(yù)估，2024年臺灣機械業(yè)產(chǎn)值為新臺幣10,827.9億元，較2023年成長3.4%。預(yù)測2025年產(chǎn)值可再增加到11,224.1億元，年成長率3.7%。至於會影響全球製造業(yè)發(fā)展的中長期趨勢，則涵括政治、經(jīng)濟、環(huán)境、社會、技術(shù)等領(lǐng)域，將面臨重大變化挑戰(zhàn)。
包括美中、俄烏、以哈等區(qū)域衝突而引發(fā)不確定性，將波及全球能源、海運、供應(yīng)鏈。日系產(chǎn)品在原有較高的品牌價值基礎(chǔ)上受惠於日圓匯率貶值，使之競爭力增加；而中國大陸製機械產(chǎn)品也在較低的售價優(yōu)勢上，逐漸提升其性能、品質(zhì)，對臺製產(chǎn)品的競爭壓力也顯著提高。
加上為了推動淨(jìng)零碳排，將是製造業(yè)和機械設(shè)備廠商面臨的持續(xù)性重大挑戰(zhàn)。除了須配合國際品牌買主對ESG供應(yīng)鏈要求，還要迎接歐盟CBAM碳關(guān)稅壁壘，以及臺灣現(xiàn)已制定的碳費徵收辦法。
工研院產(chǎn)科國際所機械與系統(tǒng)研究組副組長熊治民表示，雖然2024年上半年（1~7月）臺灣機械業(yè)持續(xù)受到應(yīng)用市場投資趨緩影響，總體產(chǎn)值僅比2023年微幅增加1.2%。但1~8月機械產(chǎn)品出口金額為159.1億美元，仍較2023年同期微幅減少0.8%。
所幸隨著美國9月升息，大陸在10月推出新的振興經(jīng)濟措施，以及全球半導(dǎo)體、航太、能源等產(chǎn)業(yè)需求增溫，可望帶動機械設(shè)備需求回升，預(yù)估2024年臺灣全年機械產(chǎn)值可望維持成長進入2025年。
經(jīng)過洞察國際供應(yīng)鏈變化，現(xiàn)今印度、墨西哥已成為國際製造供應(yīng)鏈新勢力，機械設(shè)備廠商必須配合國內(nèi)外製造業(yè)投資當(dāng)?shù)亟I運據(jù)點和生產(chǎn)基地，加速拓展市場；進而掌握全球半導(dǎo)體、能源、國防航太等重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與需求，研製能滿足客戶需求的機械產(chǎn)品、零組件、生產(chǎn)設(shè)備與整合製造方案。
| 圖一 : 經(jīng)過洞察國際供應(yīng)鏈變化，機械設(shè)備廠商必須配合國內(nèi)外製造業(yè)投資當(dāng)?shù)兀贿M而掌握全球半導(dǎo)體、能源、國防航太等重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與需求。（攝影：陳念舜） |
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工具機導(dǎo)入AI驅(qū)動智慧化 看好半導(dǎo)體設(shè)備需求商機
因此，機械業(yè)應(yīng)持續(xù)拓展半導(dǎo)體、能源、國防航太產(chǎn)業(yè)商機，利用前段製程設(shè)備國產(chǎn)化、關(guān)鍵零組件進入國際供應(yīng)鏈，持續(xù)研製先進封裝製程與量檢測設(shè)備，廠務(wù)設(shè)備自動化、智慧化、低碳化。
如依IEK預(yù)估臺灣工具機產(chǎn)業(yè)2024年受到地緣政治、關(guān)稅貿(mào)易、貨幣匯率的不利因素下，未如去年預(yù)期呈現(xiàn)成長趨勢，反而比起2023年衰退10.0%；2025年受貿(mào)易、政治相關(guān)層面交互影響，加上全球工具機競爭愈加激烈、製造業(yè)亦較為混沌膠著的情形，預(yù)估產(chǎn)值為1,026.8億元，相較2024年呈現(xiàn)略持平局勢。
工研院產(chǎn)科國際所機械與製造系統(tǒng)研究部副研究員劉東昇進一步表示， 2024年上半年工具機仍壟罩於景氣未明、日幣衝擊、出口禁令等不利因素，出口中國大陸、美國與土耳其整體減少約兩成，須分析脈絡(luò)並進行預(yù)測。
惟從下半年開始，隨著日幣回升，半導(dǎo)體、自動化產(chǎn)業(yè)的相關(guān)訂單都有回溫跡象，許多景氣正向訊號陸續(xù)釋出，加上為傳統(tǒng)旺季，有望以技術(shù)、銷售、服務(wù)為工具機市場競爭核心，稍加扳回上半年疲憊態(tài)勢。AI發(fā)展可為工具機帶來巨幅加值，於應(yīng)用產(chǎn)業(yè)落地且落實。
表一：臺灣工具機廠商攻入半導(dǎo)體策略。（source:工研院IEK）
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工具機
指標(biāo)廠商
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進攻策略
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相關(guān)目標(biāo)進程
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東臺精機
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專長雷射加工、晶圓減薄等相關(guān)設(shè)備與技術(shù)
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未來3~5年內(nèi)半導(dǎo)體事業(yè)行；也與ASKL硬體合作，協(xié)助供應(yīng)鏈體系
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百德機械
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開發(fā)高品質(zhì)鑽孔設(shè)備，並已導(dǎo)入美系半導(dǎo)體供應(yīng)鏈
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同時聚焦航太、醫(yī)療器材、氫能等產(chǎn)業(yè)
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上銀科技
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晶圓移載機器人和系統(tǒng)
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擴大日韓半導(dǎo)體業(yè)者採用設(shè)備占比高
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準力機械
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光面拋光機、雙面研磨機
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臺灣首家跨入半導(dǎo)體研磨領(lǐng)域
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工研院產(chǎn)科國際所機械與製造系統(tǒng)研究部研究經(jīng)理張雯琪指出，基於AI運算、高頻寬記憶體（HBM）和中國大陸對於半導(dǎo)體設(shè)備需求逐漸增強。預(yù)估2024年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場增加3.0%，達109,475百萬美元，其中先進晶圓設(shè)備市場達983.1億美元（+2.8%）、半導(dǎo)體測試設(shè)備市場達67.3億美元（+7.4%）、組裝和封裝設(shè)備44.3億美元（+10%）。
到了2025年，除了高效能運算需求持續(xù)，ICAPS（物聯(lián)網(wǎng)、通訊、汽車、電源和感測器）等產(chǎn)品也預(yù)期成長。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場將再成長16.5%，達到1,275億美元；先進晶圓設(shè)備市場+14.7%、半導(dǎo)體測試設(shè)備+30.3%、組裝和封裝設(shè)備+34.9%。
在專注開發(fā)半導(dǎo)體創(chuàng)新技術(shù)多元化快速發(fā)展的過程中，設(shè)備業(yè)者還須考量地緣政治和供應(yīng)鏈議題，並具備精準預(yù)測及布局未來產(chǎn)業(yè)需求的能力，才能真正瞄準商機。目前臺灣半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)有賴政府應(yīng)制定長期的設(shè)備國產(chǎn)化政策，積極推動進口替代、引進外商投資；同時建立更頻繁的國際合作和更全面的商業(yè)模式，利用投資海外、創(chuàng)新商業(yè)模式等策略布局，以協(xié)助臺灣半導(dǎo)體製造保持全球領(lǐng)先地位。
強化AI與機器人應(yīng)用發(fā)展 推進智慧機械成長動能
熊治民進一步指出，展望2025年機械業(yè)的發(fā)展焦點，首先須善用人工智慧、數(shù)位分身、機器人等應(yīng)用與效益增加的智慧科技，加速機械產(chǎn)品與整合方案創(chuàng)新，提升產(chǎn)品效能與應(yīng)用彈性，建立智慧化人機介面，加速產(chǎn)品與應(yīng)用方案革新。
因此建議臺灣機械產(chǎn)業(yè)，可在過去「智慧機械」發(fā)展成果基礎(chǔ)上，結(jié)合新興技術(shù)，進階到「智慧機械+」世代；並針對半導(dǎo)體、國防航太、能源、機器人與無人載具等產(chǎn)業(yè)，發(fā)展相應(yīng)的機械零組件、設(shè)備與製造應(yīng)用方案，進而開發(fā)新的藍海市場，並提升產(chǎn)業(yè)競爭力。
其中隨著近年來資通訊與智慧科技發(fā)展快速，也對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設(shè)計、製造、維運及市場競爭力塑造產(chǎn)生衝擊。在各種機械設(shè)備與生產(chǎn)線，整合智慧機器人、無人載具、數(shù)位分身（Digital Twin）、生成式AI等技術(shù)，都逐漸成為國內(nèi)外機械業(yè)者建構(gòu)獨特競爭優(yōu)勢的重要策略。
例如針對人工智慧領(lǐng)域的鑑別式AI，則可應(yīng)用於品質(zhì)檢測、設(shè)備預(yù)測維護與控制優(yōu)化；並以生成式AI建立具價值的稀有性資料、製造場域異質(zhì)資料整合加值，以加速研發(fā)軟體產(chǎn)品，實現(xiàn)智慧化人機協(xié)作。
透過生成式AI聊天機器人，解答機臺與製程問題。協(xié)助如東臺、百德等工具機製造業(yè)者，更有效整合散佈在不同價值活動的異質(zhì)資料，進而形成能提供協(xié)助工作，或用於客戶服務(wù)的即時性、系統(tǒng)性指引。並利用數(shù)位分身模擬分析加速機械產(chǎn)品、產(chǎn)線設(shè)計與工廠布置規(guī)劃，鏈結(jié)數(shù)位模型與實體設(shè)備，掌握即時運作狀態(tài)與控制優(yōu)化；藉此減少實機操作試錯，減少能資源消耗，預(yù)測產(chǎn)品碳排放。
如臺達虛擬機臺開發(fā)平臺DIATwin，則能支援測試機構(gòu)設(shè)計與製程規(guī)劃，並以AI輔助產(chǎn)生最佳化參數(shù)，而節(jié)省設(shè)備開發(fā)時間約20%；友嘉則以Digital Twin，用來模擬、預(yù)測、優(yōu)化機臺加工結(jié)果；FANUC使用Digital Twin實現(xiàn)加工品質(zhì)數(shù)位化。
隨著現(xiàn)今具備協(xié)作、移動等自主能力的機器人已逐漸成為新興產(chǎn)品，透過自主移動機器人結(jié)合智慧感測、AI，實現(xiàn)人機協(xié)作模式，提升效能與操作能力；並使應(yīng)用場域由製造，擴及醫(yī)療、服務(wù)、公務(wù)、防救災(zāi)應(yīng)用，提高總體生產(chǎn)力。
如經(jīng)過工研院與歐盟科研機構(gòu)合作研發(fā)「高擬真仿人類雙手協(xié)作機器人」，結(jié)合AI生成自動組裝程序和高擬真虛實整合技術(shù)，能精準模仿板手組裝技師的操作動作，組裝超過120種手工具，以提高生產(chǎn)效率、節(jié)省50%的治具成本。
俗稱「機械狗」的四足機器人，則具備高度自主性和機動性，可在複雜地形中運行能力；待結(jié)合AI技術(shù)、感測設(shè)備與機器手臂之後，甚至可執(zhí)行居家陪伴、巡邏偵測、搜救、運送等多重工作，辨識貨架上的物品種類與數(shù)量，並具有軍事應(yīng)用潛力，在國際市場上的產(chǎn)品數(shù)量正快速增加。
| 圖二 : 俗稱「機械狗」的四足機器人，則具備高度自主性和機動性，可在複雜地形中運行能力，甚至可執(zhí)行居家陪伴、巡邏偵測、搜救、運送等多重工作。（攝影：陳念舜） |
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延續(xù)ESG願景 追求工業(yè)5.0發(fā)展
由於生產(chǎn)機械是許多製造業(yè)主要製程設(shè)備，也是耗能與排碳來源，現(xiàn)今機械產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型意涵，包含推動企業(yè)本身加速轉(zhuǎn)型，需要在生產(chǎn)、營運方面降低材料、能源和資源消耗，且在供應(yīng)鏈管理上推動上游供應(yīng)商共同減碳；提供全產(chǎn)品生命週期低能耗與碳排的低碳設(shè)備及整合應(yīng)用方案，以協(xié)助下游產(chǎn)業(yè)客戶，逐步達成淨(jìng)零碳排目標(biāo)。同時舒緩人力不足及保障人員工作價值，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。
熊治民進一步提出，目前歐盟執(zhí)委會提出「工業(yè)5.0」倡議，就是希望除了重視就業(yè)與經(jīng)濟成長外，還能實現(xiàn)圍繞「以人為核心」、「永續(xù)性」、「韌性」等三大社會責(zé)任的未來生產(chǎn)體系，AI為實現(xiàn)「以人為本」的工業(yè)5.0情境的重要技術(shù)。
受到人口高齡化、少子化影響，臺灣勞工的平均年齡持續(xù)上升，據(jù)統(tǒng)計2023年受雇勞工平均年齡已達到40.4歲。為舒緩人力不足，勢必要擴大使用自動化、智慧化設(shè)備方案，且仍須考量對員工的影響，包含維持工作機會與保障人員工作價值。否則，難免重演2024年美國連續(xù)發(fā)生了汽車工會與碼頭工人罷工事件，除了要求提高調(diào)薪幅度，也反對使用自動化設(shè)施方案。
實現(xiàn)工業(yè)5.0願景的主要途徑之一，就是落實人員與智慧機械之間的協(xié)同合作，使後者能理解協(xié)同作業(yè)人員的意圖，並採取適當(dāng)反應(yīng)。人員價值應(yīng)體現(xiàn)在對於需求的思考分析，而AI系統(tǒng)與協(xié)作機器人，則可用於處理勞動密集型工作，緩解人力不足問題，維持並提高生產(chǎn)力，預(yù)估未來整合AI的人形機器人，將為製造及機械產(chǎn)業(yè)帶來重大影響。
發(fā)揮臺廠資通訊科技 強化人形機器人供應(yīng)鏈
工研院機械所智慧機器人技術(shù)組組長黃甦指出，人形機器人在機器人學(xué)的發(fā)展上是一項極為象徵性的產(chǎn)品，許多資通訊技術(shù)透過人形機器人，開拓出手眼力軟硬體整合科學(xué)、設(shè)計科學(xué)的全新領(lǐng)域。在人工智慧和量子電腦的發(fā)展下，2025年人形機器人的發(fā)展將不斷有更多突破，許多企業(yè)認為人形機器人複製人類靈活性與聰敏的實現(xiàn)可期。
隨著AI、深度學(xué)習(xí)與機器視覺技術(shù)的突破，足式機器人可以通用於為人設(shè)計的社會與環(huán)境，加上在軟硬體技術(shù)支援下，工研院預(yù)估2030年後全球市場規(guī)模將達數(shù)百億美元。其中以中國大陸足式機器人企業(yè)數(shù)量最多，市占率達到37%；其次是美國和日本，市占率分別是19%、11%。且過去足式機器人應(yīng)用多半集中在教育科研、娛樂表演，目前則開始進入到工業(yè)相關(guān)測試場景。
| 圖三 : 2024-2035年全球人形機器人市場規(guī)模預(yù)測（source：工研院IEK） |
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依黃甦進一步分析，從2024年全球發(fā)表更新的人形機器人產(chǎn)品，可發(fā)現(xiàn)隨之逐步拓展到工業(yè)、商業(yè)場景，正朝向多元形態(tài)發(fā)展。即除了2大類型：雙足＋雙臂、輪式＋雙臂之外，還有大模型＋機器人的「具身智慧（Embodied AI）」趨勢已浮現(xiàn)，吸引美國網(wǎng)路科技大廠皆以軟體布局。透過如Microsoft GPT-4、Google PaLM-E、NVIDIA Isaac Sim等大語言模型和人形機器人整合，使之不僅具備高度複雜的物理動作能力，還能透過自然語言處理和深度學(xué)習(xí)，進行高級智慧決策和人機互動。
臺廠優(yōu)勢在於具備IC製造的完整生態(tài)系與AI先進晶片的製程技術(shù)、完善的機器人零件供應(yīng)鏈、PC/IPC等資通訊產(chǎn)品等豐富的系統(tǒng)整合實績，具備打造人型機器人軀體技術(shù)的能力；可在應(yīng)用上將軟、硬體整合，提供高附加功能的整合性方案，並以關(guān)鍵模組技術(shù)的產(chǎn)品，切入歐美大廠的人形機器人供應(yīng)鏈體系。
| 圖四 : NVIDIA透過新的A 和模擬工具，推進機器人學(xué)習(xí)和人形機器人開發(fā)。（source：NVIDIA） |
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