獨創「壓電感測器」讓機器人「有感覺」，宇霆科技完成千萬元Pre-A輪募資

當台積電的自動化手臂在無塵室中高速移動，夾取著價值數10萬美元的晶圓時，你是如何確保它不會因為微幅震動，而毀掉這片珍貴的矽片？甚至，在馬達發出第一聲異常哀號前的數週，就能精準預判設備即將故障？

這是一個攸關台灣精密製造業命脈，卻長年被忽視的感知問題。「過去，台灣雖是精密機械與半導體強國，但在設備關鍵的『感知層』，也就是高階壓電感測器，有超過90%需仰賴進口，尤其是國際大廠。」宇霆科技總經理李承穎指出。

宇霆科技試圖透過自主研發的壓電材料技術，填補這塊本土供應鏈的空白。近期，這家從成大材料系實驗室孵化、2023年才正式成立的新創，宣布完成1,000萬元新台幣的Pre-A輪募資。

但事實上，這項技術其實已經在實驗室打磨多年，直到這兩年因應AI浪潮的爆發，才得以切入國內機器人龍頭的供應鏈。

頻寬與精度的戰爭：34kHz超高頻，幫機器人打造「預知未來」的能力

在感測器的江湖裡，要想突圍，得先看懂傳統技術的極限。目前市面主流的電容式感測器，雖然在手機或Apple Watch等消費電子上應用廣泛，但在李承穎眼中，這類感測器就像是近視眼。

他生動地比喻，電容式感測器的頻寬通常卡在5kHz到10kHz，只能看到眼前的訊號，超過10kHz後的訊號細節則是一片模糊；再加上電容式需持續供電導致高功耗，且在半導體設備或精密機械等高功率環境下，極易像天線般吸附雜訊，導致關鍵的微弱訊號被淹沒。

相較之下，宇霆科技的核心競爭力，在於透過獨家專利的陶瓷製程與微型化設計，開發出頻寬高達34kHz的壓電感測器。

為什麼34kHz這麼重要？

這不僅是數據的提升，更是實現預知保養的關鍵鑰匙。「軸承或馬達在發生嚴重故障前，會在20kHz至40kHz的頻段率先出現特徵訊號，」宇霆科技投資人碩英生醫執行長陳冠文解釋道，「反之，感測器必須要能看到這個頻段。如果看不到的話，我們無法得知它什麼時候壞掉。」

所以，預測未來的關鍵，其實就在於足夠的頻寬。但當感測器的頻寬與靈敏度越高，往往也意味著越容易受到環境雜訊干擾，宇霆科技是如何克服這個物理難題？

「今天如果我們用在精密機械，或者是半導體這些設備上，其實它們的能量都蠻大的。那傳統電容式需要持續供電的話，就會像一根天線直接把周圍的雜訊吸過來。這時候，我那些微小的訊號就被雜訊淹沒了。」李承穎說，相較之下，團隊採用的壓電技術具有獨特的物理優勢。

「壓電材料的特性是受壓會『自發電』，它不需要外部供電來維持感測。因為是物理現象產生的電荷，它對環境雜訊的抗性相較來說具有優勢。」李承穎如此分析。

此外，為了進一步確保數據純淨，宇霆科技在電路設計上也下足功夫。「類比訊號很容易被干擾，但數位訊號是0跟1，抗干擾程度大幅提升。所以『在什麼時候把數位訊號轉出來』是關鍵。」透過獨家的模組設計，團隊將訊號在源頭即進行數位化，猶如為機器人裝上了抗噪耳機，確保傳回AI大腦的數據是真實且清晰的。

除了頻寬優勢，宇霆科技更進一步利用高解析度，重新定義了機器人的感知能力。

不同於市面上常見採用壓阻技術的機器人皮膚僅能做接觸偵測，宇霆的策略是將微型感測器直接嵌入機器人的關節或靈巧手內部，偵測極其微小的應力變化。

「我們將微型感測器埋入機器人的關節與靈巧手中，讓機器人知道現在抓的東西有多重，進而防止昂貴的機械手臂因施力過當而翻覆或損壞。」李承穎如此區隔市場，「我們讓機器人知道現在抓的東西多重？角度對不對？或者會不會『痛』，痛代表一定有傷害造成，或者是超載了。」

這種精密的力回饋控制，唯有在材料性能先撐起來、且雜訊被有效抑制的前提下才能實現。除了單一感測，團隊也正積極將壓電技術與紅外線、毫米波、光達整合，打造多模態感測方案，全面強化精度與覆蓋率。

這種精密的力回饋控制，在實際應用中已展現出顯著效益。

在半導體搬運車的案例中，宇霆的感測器能即時偵測路面微幅震動並反饋系統進行動力抵銷，解決了過去為了怕震壞晶圓而不敢開快的痛點，讓搬運車大幅提速。而在智慧刀把的應用上，透過感測器偵測切削時的高頻阻力，系統能像老練的師傅一樣即時判斷材質軟硬、角度並調整進刀速度。「原本切削一塊料要耗時30秒，但跟系統連動後（自動加速），它只花了20秒，這對產能來說是巨大的提升。」

目前，宇霆科技採取的是標準品與客製化聯合開發並行的雙軌策略，試圖在封閉的工業供應鏈中撕開缺口。產品線涵蓋了專攻高階運算的旗艦款，以及滿足大多數工廠常規應用的主力款。成立2年以來，團隊的終端用戶名單已涵蓋國內與美商半導體廠、精密機械製造商以及智慧部件製造商，合作客戶約5-10家。

數十年磨一劍：從美軍核潛艇技術到台灣精密工業的自主突圍

宇霆科技的技術底蘊，必須回溯到30年前。當時，李承穎的指導教授朱聖源從美國賓州大學取得博士學位歸國，但當時這個壓電技術，在美國其實受到管控。

「由於美軍有很多核子潛艇，需要聲納去偵測海底極其微弱的訊號；包含NASA的太空船要飛出去，也需要精密的感測器來監控發射軌道。一旦你能掌握這些細微的震動與位移，你就擁有了國防上的絕對優勢。」李承穎解釋。無論如何，這項當時被美國嚴格管控的技術被帶回了台灣成大，朱聖源在實驗室裡如同日本職人般鑽研了數10年。

不過即便技術領先，市場端卻並不普及。當時，壓電材料主要應用於高度管制的國防科技，鮮少流向民間。「這就是為什麼過去30年，台灣找不到人做壓電感測器的原因。這門技術不僅冷門，而且進入門檻極高。」李承穎回憶。

這段漫長的學術累積，如同埋下的種子，直到近年工業4.0與AI浪潮來襲，才終於找到了爆發的破口。過去堪用的電容式感測器，隨著數據成為新石油，感測器若只停留在傳統技術，將無法滿足AI模型對高品質數據的需求，「以前做壓電材料只能寫寫論文，但在AI時代，如果底層收到的訊號是雜訊，上層的演算法再強也沒用。」

於是，帶著近10位核心研發人員，這群懂材料、懂結構的團隊，決定從經濟部的價創計畫中獨立，將這項技術帶入工業現場。但從實驗室走向市場，最難的一關不是技術研發，而是建立品牌信任度。「客戶的第一反應往往是：你是新公司，會不會做完一個案子就倒了？」對於非剛需客戶而言，面對這家來自台灣的感測器新創，往往需要長時間的測試，這段空窗期是新創公司最難熬的死亡幽谷。