博士學歷 : 國立臺灣大學 電機工程學系 (研究所博士班)
大學學歷 : 國立臺北科技大 學 電機工程系
實習經歷 : Delta Electronics MPEL (North Carolina, USA) – 臺大國際引水人計畫
由於高中時就讀的是綜合高中,因此決定專業發展方向的時間點落在高二階段,約莫高二時需要根據統測的報考專業組別分班。其中較熱門的科系 : 電機、電子及資訊三者中,我最一開始鎖定的專業是資訊工程,因為以前有從自學程式的過程中,獲得一些成就感,不過受限於當時的資訊查詢能力,對於各專業領域的職涯發展想像,大多侷限於透過課程名稱推敲出的內容或影視作品中「標籤化」的工作者形象。在當時無法掌握充足資訊的情況下,我很難具體分析出這三個科系的差異。但從過來人的角度看,在高職端這三者差異其實真的不大,真的能體會到差異的時候是從大學開始。
而說回到我當時出現突破口的契機,是與高中老師一同參加科展,在尋覓實驗資料的過程中發現電將球、電線桿上火花與極光的現象,它的原理和太陽發光、電漿等都可以做連結,這種火光四散的樣態,頓時激起我的好奇與熱情。也因為我高中時對於資訊工程的理解是,只能坐在電腦前敲鍵盤,放眼 10 年抑或 20 年後,我應該不會想要這樣的生活,所以穿梭在實驗室中的「動手」日常更吸引那時只有 16.7 歲的我,於是便更改志願選擇就讀電機領域,而不選擇電子領域則是依照我當時的理解,電機領域相較於電子更擅長處理這樣迷人的大功率實驗。
臺北科技大學一直都在技職體系被戲稱為「北科高中」,不但畢業學分要求較多,每學期的選課彈性也不高,我們基本上沒有選擇專業科目老師的自由,因而類似於把高中延伸再讀四年的錯覺。陣痛期尤其發生在大一時期,每天早八且滿堂的課表當中,充滿著博雅課程 (歷史、人文、國英文)、體育課、軍訓課與服務學習等非專業相關課程。且在電機領域的課堂中,剛開始入門內容難免都是艱澀難懂的概論類或數學工具知識,即使「沒有背景知識作為基礎,遑論應用或實驗」的道理大家都明白,不過日復一日的繁瑣課程總是容易讓人心生倦怠。也許是實驗人生開始的早,所以我能夠明白,即便不靠理論也是能夠做得出實驗,但這個有時候是巧合、運氣,或者依靠自身或前人經驗的「Trial and Error(試錯法)」,沒有理論作為背書的話,這些結果可能更偏向是玄學,可能像是泡沫一般曇花一現,難以覆現或者進階發展。
以我自身的經驗,在電機領域的學習上一直沒有碰上所謂的撞牆期,但或許是相較於同儕,我並不會過度思考學習內容的應用性,而是選擇先信奉它的假設,並將知識吸收,應用的話暫時不考慮。。但我也不否認,一個具有實用性且直觀的知識,會比較容易想像及學習。有時候我也會嘗試思考或尋找其應用,讓我好理解吸收知識甚至是記憶。當同學們正在思考教授講述的內容對未來或職涯是否有幫助時,我心裡總是抱持著先學起來不吃虧的心態,現在回過頭來看,這樣的策略確實很適合我。即便短期內無法實際應用某些理論,但時間一久或到了高年級、研究所甚至博士階段,當我在硬體實作或做專題研究,就會發現原來當時課本裡提到的概念能對應到實務上的解決方案。因此,我最後發覺在北科的學習並非沒有收穫,只是收穫時機來得比較晚。理論只是透過一種更嚴謹,且簡潔優雅的形式去描述一件事情的「本質」,它之所以抽象,往往是為了不失一般性的假設,否則有時會被現象誤導其本質。「本質」一詞宛如大海,平常看到的現象就像,波浪翻騰短暫起伏,當海面歸於平靜、浪花退去,不代表大海就不復存在,而波浪也不是海的本體,如同傳遞波動的介質,停止波動後,卻依然真實而完整地存在著。
大三、大四到業界實習期間,我發現電機相關產業目前推行的大多是「試錯法」測試。例如 : 不斷換元件、測試、再換元件,直到符合某些規格或預算──我認為這或許是產業在壓低成本或滿足客戶需求上的常見做法,畢竟花大錢請一個專業人士花費時間與金錢分析問題,提出解決方案,聽起來很科學但不見得是個符合「商業效益」的做法。很現實的一件事情,企業的首要目標還是獲利,與有理想抱負的學術研究單位,有目標導向上的差異。作為一個大學生,那時的我覺得每天總是重複做著相同的事,工作性質較單調且未必需要太深的理論基礎。但是如果只憑大學學歷,我找的工作內容跟實習職缺差異並不大,我不喜歡這種一成不變且周而復始的生活,有種生命到了盡頭的感覺,於是產生「再多讀一點書,試圖能擺脫每天重複測試的工作模式」的求學念頭。
原本我跟大多數的學生一樣,剛開始申請碩士班,在實驗室研究一年左右的時間,並在指導教授的建議下,選擇申請「直升博士」。原因之一是我喜歡相對彈性的學生生活,教授開出的待遇其實也算優渥,加上有申請到學校的獎助金,累計下來足以支撐在台北的生活。既然經濟無虞,也就繼續往博士班發展。
電機領域分支相當廣泛,我剛進碩士班的第一年,主要的專題是「非接觸電壓量測裝置」,想像是電錶量電力,傳統上需要「有線」有導體直接接觸才能量電壓或電流,但我們嘗試研究一種非接觸的電壓量測方式,讓儀器只要靠近,就能量出相應數據,好處是這種方式量測更為安全且便利。聽起來很玄學,因為沒有導體就沒有迴路,何嘗有訊號數據,但仔細想,沒有導體是真的沒有導體嗎?還是只是高阻抗,造成訊號微弱,此外帶電的東西何嘗沒有電磁場,訊號或能量還是有辦法傳遞的,因此,只需要分析它且為它打造適合的感測器,問題便能迎刃而解,而不是被現象誤導,以為是沒有訊號。
後來升上博士,我將研究方向轉向更核心的電力電子領域。電力電子可以簡單理解為各種基於半討體元件的「電能轉換」技術,涵蓋小功率至大功率,比如把交流變直流的手機充電器、直流變交流的太陽能轉換器,或是更高階的轉換應用在電動車充電、馬達驅動器或各式能源裝置上。我目前在學校主導的研究項目是「功率級馬達模擬器」,利用電力電子與半導體開關技術來模擬真實馬達的電壓、電流波形,以此取代傳統測試中的機械馬達,方便研發人員測試馬達驅動器,由於是模擬真實馬達,因此不需要一直搬動實際的重型馬達,只需要調整控制程式中的馬達模型參數,即可改變馬達的種類款式,甚至是模擬故障的馬達,卻不造成如傳統機械上的危險,也能避免機械噪音,同時利用能量回收技術,也做到節能效果,節電省錢對於企業來說,也是很重要的考量,目前主要研究方向重點就是針對這類測試平台進行系統優化,像是提高傳輸功率以及提升馬達模擬性能等。
臺大國際處、系所辦公室定期會公告各式的出國機會,但我其實較少關注研究以外的事務,以前對於校內資源大都只略知一二。後來是教授主動提醒我:「國際事務處有個計畫跟台達電美國研究中心合作,有沒有興趣挑戰看看?」。其實出國實習的機會確實相當難得,一來開拓視野,二來累積與不同文化、不同研發模式的企業合作的經驗,如果沒有途徑還不得其門而路,於是沒考慮多久就決定嘗試申請。
台達電在北卡羅來納州的研發中心,實際上位在「Research Triangle Park」這個聞名全球的科學與研究園區之中。匯集許多世界級的企業與實驗室,包含生技、IT、工程、電機等領域;同時因為周邊有杜克大學(Duke University)、北卡羅來納大學教堂山分校(UNC-Chapel Hill)、北卡州立大學(NC State)的高教鐵三角的人才供應,所以擁有相當濃厚的研發能量與學術氛圍。
這個研究中心的運作方式,跟一般人印象中科技業常見的「辦公大樓」或「生產線工廠」不太一樣,更像大學實驗室放大版的「企業版實驗室」,專注於前瞻技術的研發與專利布局。整體組織編制上,由最高層級的研發主管(Director)統籌主要方向,再劃分成幾個研究小組(Teams),每個組別都有一位組長(Leader)負責協調各個專案。組長底下則是數名全職研究員或工程師,而實習生則會在研究員的帶領下,參與特定課題或技術開發。
我所屬的組別專注於電動車(Electric Vehicle, EV)相關技術,尤其是「充電樁(Charging Station)」和「車載電能轉換器(On-board Charger)」的研究。每個組成員除了有資深研究員(Senior Researcher/Engineer)之外,也有幾位年輕工程師與實習生。
研發中心常常做的是「未來兩三年、甚至更久後可能落地」的技術開發,也會提出專利申請,但並不一定立刻用在量產產品上,有時也不是為了應用,而是事先探詢未來的趨勢走向,提出技術實用性分析,引導公司的發展走向,因此整個研發環境充滿「學術研究氛圍」,除了研究前瞻技術外,也會協助各個產線研發部門解決當前產品技術上的難題,這種做法能同時保有企業的效率與成果導向,研發中心就有點類似於企業的智囊團或者錦囊。
美國公司這裡上班時間較為彈性,只要工作進度到位,臨時有事要處理和主管或同事講一聲就行了,也可根據需求提出在家裡遠端工作,但這種彈性可能也是源於地域限制,美國地真的大,有些人可能住得離公司很遠。整體來說,比我想像中更自由。大部分同事不會彼此盯著「你什麼時候到、什麼時候走」,反而更在意「專案的關鍵任務什麼時候能完成」、「實驗結果精準度如何」。但台達電畢竟是臺灣公司,所以常常需要克服時差與臺灣部門開會,有時需要在晚上夜深人靜的時候加班開會,或者為了趕工研發進度,帶者公司電腦回家繼續加班。
而實習的最後一周,我去參加 2024 IEEE Energy Conversion Conference and Expo (ECCE) 研討會,這個研討會是電力電子領域的盛會,提供了與諸多頂尖學者的交流機會,而這個研討會是我在實習之前,在台大進行研究投稿並且被接受的,會議地點在鳳凰城,而 MPEL 研發中心的 Director 巴西人 Peter 本身就很支持同仁參加此類型的學術研討會,Director 本人也常出席類似的會議活動,再他得知我也會參與後,也從公司方面大力資助我參加研討會,減輕我的經濟壓力,從這方面也可以感覺到台達對於學術活動的強力支持與鼓勵,對於人才的培養精進也是相當重視。
以我自己三、四個月實習期間的觀察,公司尊重每位員工的專業與經驗,所以在檢討會或討論會上,其實不分資深或資淺,大多會直接提出技術上的看法。整個文化比較偏「平等討論」,只要你有理論依據或實驗結果,大家就願意聆聽。
我也很感謝同事們常常帶我一起出門吃午餐或邀請我參加聚餐,甚至週末還會找我去周邊城市(如 Raleigh、Durham、Chapel Hill)逛逛,體驗美國的文化及娛樂,而 Research Triangle Park 可能由於吸引各國技術人才的緣故,其他國家的人民也佔不小比例,所以也可體驗到除了美國外的其他國家文化。同事們也很好奇台灣的文化、美食,每當我提到鹽酥雞、珍珠奶茶或台灣夜市,他們都非常感興趣,因為他們也常有機會到臺灣出差,距離感縮減了很多。
MPEL 研究中心通常同時進行好幾個專案,每個人都有跨足不同專案的可能性。我的 Mentor 是一位印度籍研究員 Ripun,他同時負責電動車充電樁及其他幾項技術的研發;身為實習生的我就參與他手上與「車載電能轉換器效能提升」相關的項目。他每週會跟我討論進度,但沒有非常制式、嚴格的排程──比較像是:只要我完成某階段的設計或測試,他就會再給我下一步的方向,但同時我也常常主動去請教問題、互動交流,以加深對專案的理解,進而快速上手。
我在台大博士班的研究是電力電子方向,對於高功率轉換器的模擬設計、原型機的建置以及控制程式撰寫等有一定基礎;在美國實習時的專案,就更偏向「實際應用」,例如:如何提高功率密度,讓車載充電器能在同樣體積的情況下,提供更高輸出功率、減少能源損耗、縮短充電時間,進而提升電動車的續航能力或電池的利用率。這涉及元件選型(如功率半導體、電感、電容等)、拓撲結構設計、熱管理及控制韌體等。我主要負責的範疇,是在既有的硬體原型上,進行模擬、實驗量測並提出改良建議,而在這裡新學習到的領域是,電磁兼容與電磁干擾的量測辦法及分析,以及磁性元件的模擬分析,這些領域在學校比較少有老師教學,因為比較偏向實務應用。
台達電美國研發中心雖然跟台灣總公司或其他研發部門有時差,但常會有線上會議,討論專利佈局或技術細節。不過我在實習期間,因為著重在研發工作本身,所以不常直接參與大規模會議;更多時候是透過指導老師的回饋,或是技術文件的交流,間接得知台灣端的進度與需求。
一開始生活上遇到最大的挑戰就是找房,因為前往美國的期程太倉促,加上先前沒有海外生活經驗,導致過程一直不是很順利。最後好在台達電的台籍同事 Daniel 得知我的窘境,主動將家中二樓的空房騰出來用約市價76折的 950 美金租給我,而且他還順路接送我上下班。而台達電的薪水足以支付在美國的生活費用,除非有安排更多的出外旅遊行程才會花到自己的錢。
唯一的小缺點是相較於先前到美國加州、紐約 IBM Research實習的電機系學弟們,他們實習的地點是休閒娛樂分佈較密集的區域;而如同前面提及, Research Triangle Park 是很單純的科技研發園區加上大學學區,因此住宅區與工作區域切分的較為明確,雖然生活機能沒有問題,卻沒有太多下班後或假日時可到訪的娛樂場所,但往好處想這也換來相對安靜且治安較好的生活環境,可以專注在實習、工作上。
不過當初與房東商量作為房租折抵及接送的交換,我需要偶爾在下班時間幫他遛狗,這也成為我平日的休閒娛樂,跟著牠一起探索社區的各個角落。其實四個月的時間也讓我愛上這裡的生活,每天下班遛狗、採買煮飯其實也是相當療癒且充滿生活感的日子。
研發期程基本上每個專案時間會超過三個月,很多技術都要長期耕耘,根據我的經驗,在電力電子領域中,如果是一個從零開始的專案,三個月應該只能做出基本功能的原型機,若要跟上最新的研究,可能還需要反覆疊代,才有辦法在各種性能表現達到理想的成果,除此之外,將研究成果記錄下來,整理出版成專利或期刊,也需要額外耗費大量的時間,故此,三四個月對我來說,僅僅只是熱身而已。所以我當時的研究剛到一個階段就要回台灣,此時我只約待了四個月,多少覺得有點可惜,於是實習結束前跟 Mentor 討論後,他們很願意讓我遠距接續工作,直到把做出的成果寫成論文。回台灣後,有空我會寫相關的研究論文,若有需要美國端協助補充實驗數據也都會幫忙測試,繼續維持跨國合作狀態。
出國前,我本來就有一個國外生活的夢想,原本想過畢業後可能先在台灣工作,然後看自己的累積與機運找時機出國。但這次實習經驗,等於「提早踏出國外工作的第一步」。現在我跟他們已建立不錯的關係,也算得到一個「如果我想去美國工作,可以考慮進入台達電研究中心」的選項。再者,在美國看到不同的工作文化,確實有時會覺得那邊的工時和制度相對彈性,因為能夠有彈性調整心態的時間,使壓力得以宣洩,整體研發壓力感不如台灣那麼重,薪資待遇在同領域也可能更高,但也需要衡量物價水平,不過整體來說,工作與生活之間的平衡,還是我的首選考量。如果畢業後有機會,也許我會真的考慮到那邊或類似的國外企業發展。
執行編輯 / 校稿編輯 : 林軒毅 Bill
本篇訪談由 WillStudy 團隊 與 國立臺灣大學國際事務處 共同編輯/發行 (訪談時間 : 2024.12)