從烏克蘭戰事到加薩衝突,無人機的運用儼然成為現代非對稱戰爭的主流。而近日準總統賴清德「信賴新政,穩健接棒」行程,於3/22前往嘉義參訪亞洲無人機AI創新應用研發中心,準副總統蕭美琴亦於前一個月(2/26)赴該中心參訪視察,顯見未來正副總統對於我國無人機產業的重視。在全球供應鏈「去紅」趨勢下,台灣無人機產業得以扮演重要而關鍵的角色,並能有闊展發揮的空間。
壹、台灣無人機產業現況
現行台灣無人機產業分布,依「飛行控制系統」等四大類供應商統計,全台的無人機相關產業供應鏈計有144處(如表7),分析其中的地理分布,北部地區仍舊是無人機產業供應的大宗,計87處,而中部及南部地區合計僅54處,雖日前亞洲無人機AI創新應用研發中心已有包括雷虎科技、經緯航太、中光電等十餘家公司進駐,惟該中心應仍有發展的努力空間。
本研究蒐集整理台灣無人機產業供應鏈相關部件,以硬體(飛具設計與機體結構、動力系統與次動力系統、酬載)、軟體平台及服務平台的現況分析(如表8),可發現台灣的無人機生產自給率雖可達70%,且絕大部分無人機組件可於國內生產,惟在關鍵組件等如特定功能感測器、通訊系統、數位圖控及雲台相機等,仍有未足,亟需有所突破。以下就無人機發展相關問題探討,以為尋求解決因應之道。
貳、無人機產業發展問題
為了解台灣無人機產業發展的問題,以下就台灣無人機整體供應鏈所遭致的困境為何,及相關產業平台等所可能的問題予以探討。
一、無人機整體供應鏈困境
(一)關鍵模組業者投入欠缺
雖台廠業者的無人機生產自給率可達70%,且對於外殼、金屬組件加工、配電等更可100%提供技術,惟在通訊系統、數位圖控、雲台相機及次動力系統中,如無人機馬達即面臨「技術人才流失」與「研發投入不足」的困境,缺乏國內業者投入。
(二)關鍵次動力系統難以自產
偵搜用的光學組件,如紅外線感測器、酬載和通訊系統等關鍵技術上受限於國外專利或軍用限制,需依賴國外進口,如轉子馬達極端仰賴其他國家的技術與產能。
(三)廠商資本額不大,難有量產能力
廠商雖有研發能量,惟因資本額不大,故多以採購零組件組裝為主,沒有可「信賴」供應鏈;而由於缺乏成熟的核心技術和完整的供應鏈,台灣無人機的廠家多偏向中小型企業,且在無人機領域尚未擁有突破性的創新。尤其當面臨國防的品項需求時,所需製造的啟動成本往往面臨巨大困難。
(四)欠缺良好操作體驗環境,市場難以擴大
由於無人機法規限制太多,難以提供良好操作體驗環境,產業帶動難度高,形成內部封閉的循環難以具備競爭力,並且產業無法僅依靠國內市場,需求量小、訂單規模有限,市場難以擴大。
(五)軍用關鍵技術難以突破取得
無人機關鍵次動力系統如涉軍事等級零件取得、軟體開發的專業知識差距等,常面臨到國際的管制限制,並且難以突破獲取。如:軍規等級的功率放大器(PA,PowerAmplifier),受美國、英國輸出管制,門檻高、單量小及驗證期長最是缺乏。
(六)政府欠缺指派能指揮協調跨部門間的主導機關
以「行政院科技會報」為例,由行政院長擔任召集人,得以調派整合各部會的意見,而「國防科技發展推行會」由國防部副部長擔任召集人,仍以國防部為主導,難以就各部會間的問題有效解決。並且由於部門間的本位及任事等問題,以致《國防產業發展條例》所期望的由民間取得軍事裝備製作認證,條例上路逾三年,僅10-12家廠商獲得認證,而參與國防部無人機的廠商,沒有一家通過廠商評鑑認證;而參與軍品評鑑,一旦通過評鑑認證後,其產品出口要接受管制,間接形同產品銷售受限,也影響廠商參加意願。
二、無人機產業平台問題
(一)無人機商規軍用狀況
- 需求定位不明,產業難有依循:軍方對於無人機的運用及投入,並無完整一致的構想,雖有提出(中技社,2023)軍方短、中、長期有關軍用無人機建構目標,惟於110年國防報告書中,僅就無人機的定位於「情報監偵」體系下,對於國軍建軍構想、整體防衛而言,無人機所扮演的功能並不明確。
- 「商規軍用」欠缺統籌,難以配合作業:中科院主導大型、攻擊軍用無人機開發,中小型「商規軍用」無人機需求,散見於各軍種自行籌組編製,並且扣除中科院負責大型、攻擊軍用無人機開發外,現行軍方對於「商規軍用」無人機的戰略構想並無明確統籌主導單位,各軍種依自行構想規劃採購需求,似難就整體無人機運用、反制思維能有所連動,連帶使得民間產業配合投資承擔過多不明確。
- 軍需規格高,投資承擔風險:政府開出高規格的要求,廠商無力負擔,對於商規軍用無人機原型機廠商,需克服因法規限制,難以進行模擬飛行測試(如飛行場地軍機場、保密、船艦模擬等),還需承擔投入原型機開發設計成本,而量產訂單尚未能確保到手的成本風險。
(二)無人機人才培育
- 缺乏專業人才和教育培訓:無人機產業涉及多個領域和技術,需要具備相關知識和技能的人才,但目前台灣在無人機教育和培訓方面仍有不足。
- 缺乏市場開拓和產品創新:無人機產業聚落多以提供服務為主,缺乏自主研發和設計的能力,也難以拓展國內外的市場需求和應用場景。建議可利用AI技術輔助,產生更多大膽的構型與設計合成,並且透過形成數位攣生無人機技術(dronedigitaltwin)虛擬仿真提高製造效率,包括軟、硬體環境模擬及數位(虛擬)風洞等技術,建構高附加價值的差異化產品,擺脫國外供應鏈的箝制。
- 對比就業市場競爭:無人機產業就業市場規模,往往難與同類航空、資電產業薪資競爭,學生畢業選擇高薪就業。
(三)無人機法規層面
- 民用航空法規之不足:民用航空法雖於2018年增訂無人機相關之規定,規範對象以超小型以上,飛行高度、續航力與飛行半徑、飛行速度均有限,只能在目視範圍內由所有人操控之無人機,而基於特定目的或政府機關為執行法定職務之無人機,似以例外機型適用;且由於無人機科技快速發展,與其應用功能之高度多樣化,甚至對於「無人機」之定義,各界仍有不一致的認定,難以建立單一的規範體系,是以對於無人機之規範,仍有優化與乃至全面檢視調整之處。
- 法規與配套未健全影響產業發展:廠商在研製無人機開發過程中,受到空域法規管制及投保限制,影響開發所需的飛行場域作業及自由操作,使得其對於空域的管理與使用趨於嚴謹保守,以致無人機的訓練、運用及開發處處受限,動則得咎。
- 對於隱私安全規範:由於無人機可以經由攝像頭、感測器等監控(視)他人,對個人隱私構成挑戰,尤其在未經許可情形下侵入了他人的私人領域,極需有所規範來限制無人機在私人地盤上的飛行,更遑論涉及恐怖活動等安全問題,更需有所因應。
- 敵人侵擾反制規範困境:使用無人機或是反擊敵方無人機的自由度、免責範圍等不明確,去年8月份中共無人機入侵金門地區引發的爭議,面對此類運用「灰色地帶衝突」威脅模式,按照國防部的指導,各部隊應處作應有完成「識別監控」、「告警通報」、「防衛射擊」及「安全示警」等處置程序,惟依新聞事件當時紛圍,一片要求第一線官兵要即刻處置,則承擔因反制而產生的相關政治或法律責任,實值得探究。
- 承擔摔機風險,減低使用頻率:對於使用無人機的議題上趨於保守,由海巡署於2019年購置20架無人機,因未能詳實評估海上風力對無人機操作影響而發生摔機,致不敷任務需求,使用停飛無人機,致審計部、監察院調查,案件仍在調查中尚未結案。而國防部規劃於4月份起,委民間公司培訓操作手,輔導考取民航局無人機專業操作證照,擔任各軍種中、小型無人機種子教官等作業,期間倘發生操作失誤、炸機等狀況時,單位主管、操作單兵如何自處面對,亦應有所因應。
參、台灣無人機產業發展建議
一、拆解無人機的主要次系統與零附件、軟體等組件
尤以「三晶」、「兩體」為主(「三晶」指的是,無人機的飛行控制晶片、定位模組晶片,及通訊模組晶片。「兩體」指的是,無人機的飛行控制軟體及定位軟體),如經緯聯手成功大學馬達中心、中鋼自產矽鋼片、大亞電纜的特規漆包銅線、東元精電的「三代微型國產馬達」,形成無人機國產供應鏈。
二、部門間分工,主導機制應明確建立
無人機產業涉及部門間主導及整合,無論是經濟部或國防部均應理解,無人機不是單一軍種、單一部會的科技,研發累積的量能與知識,是整個產業相當重要的資源,相關部門應該梳理台灣目前民間的無人機製造廠商與其供應體系,並能明確有效整合,如軍事裝備製作、資安認證等推動。
三、理解供應鏈可能的脆弱斷點與補強作為
對於無人機產業有待詳實、有耐性分析國內相關研發、製造能力與限制,以錨定出產業概況;有提出要全面提升自製率,如馬達、電池、光電球或熱顯像儀等精密儀器達成全面自製目標,以擴大無人機產業市場。
四、結合世界成熟技術,完善實驗場域規範
由於台灣空域及法規不足,相關無人機實測往往受空域限制,尤其長程型、海上型試飛須經協調、申請等繁複程序,缺乏即時性與方便性,是以建議得劃出「沙盒區域」,由政府輕度管理,讓國產無人機有充分的實測空域。
五、明確關鍵零組件品項
建議政府補助或購案,應明確訂定關鍵零組件研發品項(如飛控或是其他整合系統的軟體)及開發期程,以利業者有所依循,並按重要性排定優先開發品項,並持續資金(誘因)挹注,使承商願投入開發與獲利。
六、建立產業智慧自動化供應鏈
要建立台灣無人機產業供應鏈,宜就未來納入智慧自動化大型量產,並借重半導體及資通電產業基礎,除能持續配合軍用無人機零組件與系統發展外,藉整合半導體及資通訊產業優勢,擴展軍用商規無人機研發潛力。
七、扎根教育,提升專業證照價值
針對缺乏專業人才和教育培訓欠缺的問題,建議要能厚植中小學扎根教育,規劃學程及相關專業證照價值,在完備健全無人機產業及就業環境下,得以發展出國內的無人機專業人才。
八、公部門無人機運用訓練概念調整
近期國軍無人機的採購接裝及前海巡對於無人機的運用,應在認知調整,無人機屬於「耗財」,而非同於陸上裝備的「財產」概念。由此可透過跟產業界合作,未來的維修、職業訓練以及後續產品更新等,藉由民間公司支援,台灣軍用無人機的產業才有可期能永續成長。
期待無人機產業得以突破並能持續發展,形塑出強而有力的國家韌性。
肆、小結
台灣無人機產業已建立強大的製造業的基本要素,並已具備完整的產業能力,惟經本研究整理發現,無人機產業仍因市場規模不足、整體投資欠缺,關鍵模組、次動力系統難以自產,及商規軍用受到軍方的需求定位、主導不明確影響,使得廠商面臨巨大的投入風險,而對於無人機的人材培育及其配套的法規調整等,同樣也影響到無人機產業的進程。是以無人機產業要能實現生產自給自足尚有長路要走,無論是產業或是政府必需有耐心並能彈性靈活的調整因應。