最新訊息:【卓越人生和學術成就的背後故事】專訪劉容生教授

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       在這次的訪談中,我們有幸邀請到了一位充滿智慧與經驗的學者,劉容生教授。劉教授的生平故事極具啟發性,他在中日抗戰中出生,跟隨著家人的逃亡歷程,從容縣到台灣,度過了波折重重的繈褓時光。然而,在這段艱難的成長經歷中,他展現出非凡的毅力和智慧,成為了台灣光電領域的傑出代表。

       劉教授的學術生涯不僅充滿了挑戰與奮鬥,更有許多令人驚嘆的成就。從美國通用電氣(GE)的研究科學家到台灣工業技術研究院的重要領袖,他在光電領域取得了卓越的研究成果,尤其在白光LED照明和光通訊技術方面,為台灣光電產業的蓬勃發展貢獻良多。

       在訪談中,劉教授不僅分享了他的學術和研究心得,更提供了許多寶貴的人生經驗和智慧。他強調對熱愛事物的全心投入,相信每個人都有無限的潛力等待發掘。此外,他也分享了自己在投資和理財方面的見解,以及對於持續學習的堅持信念。

       透過這次深入的訪談,我們得以一窺劉容生教授卓越人生和學術成就的背後故事。希望這份訪談能夠啟發更多年輕人,激勵他們勇於追求夢想,並且相信,只要保持堅持和努力,就一定能夠達成目標。

註:本次專訪由國立清華大學電機暨光電所洪毓玨教授擔綱,在此特別感謝洪教授為本次專訪費心。

口述|劉容生      採訪與撰稿|洪毓玨   

今天很榮幸能夠採訪劉老師。能否請您簡單介紹一下自己的故鄉、成長背景以及童年回憶呢?

       我叫劉容生,其中的「容」字來自廣西的容縣。1944年,時逢抗日戰爭末期,我的母親王立文,擔任全國救災委員會委員兼任桂林救濟總站主任,帶著一群難民躲避日軍的追趕,肚裡正懷著我。在兵慌馬亂逃難的過程中,我的母親幸運地搭上了一列紅十字會醫療資源的火車。當火車經過容縣的時候,我正好呱呱墜地,因此取名為「容生」。

       在我出生後的一年,抗戰勝利了,舉家搬回南京參與國民政府制憲的工作,隨即又爆發國共內戰,因此我在四歲的時候,就跟著國民政府遷到台灣。我的父親是監察委員,小時候就跟家人居住在北投的公家宿舍。我國小就讀住家附近的北投國小,由於學業優異,我獲得了保送資格進入北投初中,接著考上建中,並獲得了高中保送資格進入台灣大學電機系。

可以請劉老師分享自己求學生涯中印象最深刻的課程或是老師嗎?求學生涯中有什麼有趣的故事?而又在什麼機緣下,使您決定走上光電這條路呢?

       我在台大的時候,並沒有機會接觸太多光電領域有關的課程,因為大一的時候我讀電機,大二時我轉到心中的第一志願物理系(也是當時聯考的第一志願),但我大學四年大半的時間都在搞學生運動(1963年台大學生自覺運動)、創辦刊物(新希望雜誌)。

       畢業後服了一年的預官役,我跟著當時的潮流,去了美國。當時海外華人留學生正爆發保釣運動,我也去紐約參加保釣遊行。參加幾次活動後,我面臨了人生抉擇:是繼續參與社運,還是回到校園專心深造。我冷靜思考後,選擇了後者,回到了學校專心讀書以彌補我大學時荒廢了的物理。

       我在研究所的第一年在Pittsburgh讀書,第二年轉到Cornell大學。開始,我選擇了理論物理,找了一個很有名的教授叫Norman Rostoker(KKR多重散射理論的創始人之一),請他做指導教授主要有兩個原因:第一是因為他是位很有名氣的大師,第二是我自認大學時沒有受過足夠的實驗訓練,對實驗持較保守的態度。

       Cornell的第二年,我遇到了一個轉折點。儘管當時我主修是在理論物理領域,但因為學校的修課規定,有一門實驗物理課是研究所的必修課,因此我拖到第二年下學期才硬著頭皮選。沒想到在修這門實驗課過程中,我發現了自己在實驗方面的潛力,並且開始喜歡上實驗。那學期快結束時,助教在最後一堂課跟我閒聊,得知我在Rostoker那裏做理論物理。他對我說:“我覺得你很適合做實驗,為什麼不試試看?”這句無心之語給了我巨大的鼓勵。因為在大學時期,我一直以為自己無法做實驗,記憶中我大學時連示波器都幾乎沒有碰過幾次,但這位助教的鼓勵,讓我受到了極大的啟發。學期結束那門實驗物理課我得到A的成績。

       當時正好我在理論物理的研究上也遇到了瓶頸,因此助教的這番話讓我陷入了深思:在研究所的第二年都快結束了,我是否應該此時轉向實驗物理?經過一段時間的思考後,我認為理論物理在台灣也同樣可以做,美國擁有台灣所缺乏的優越硬體實驗設備,因此我便決定要換領域做實驗物理。正好在我做這個決定的時候,Dr. Ross A. McFarlane,一位共同參與發明氦氖雷射的科學家,從Bell Lab到Cornell大學任職。因此我在研究所第二年的暑假,毅然改變研究方向,開始進入雷射光電領域,在這之前,我其實沒有修過任何光學課程,也沒有任何光電研究的背景。

       當時我是McFarlane實驗室唯一的研究生。非常地幸運,他親自在實驗室帶我,我邊學邊做,大約花了一年半的時間就完成了一個相當出色的實驗,同時也完成了相關的理論模擬,發表在幾個重要國際會議。可以說,我的博士研究主題在短短一年半內完成,現在回想起來,那一段時間,我的確非常非常地努力,全心全力投入在做我的博士論文實驗。

請問劉老師人生的第一份工作為何?有什麼有趣的故事嗎?

       在我畢業的那年,也就是1972年,美國正處於經濟衰退期間。當時,很多博士生都很難找到工作機會。我曾經參加了校園徵才活動,在那裡與GE(通用電器)的主管進行過面談。然而,面試後我收到對方的回覆是:把我的資料存檔等待進一步的通知,等於是委婉的拒絕了。後來我因為要參加一個會議,順路會經過GE,我便主動聯絡了當初面試我的GE主管。雖然對方明確表示當時並沒有職缺,但美國公司對學生還是相當友善,他們仍然安排我進行了一場演講,並且與GE的主管進行面談。

       由於我沒有應徵工作的壓力,當天的活動進行得非常順利,大家互相交流、相談甚歡。活動結束後,那位主管告訴我,他們對我的演講和表現印象非常深刻,並且承諾會設法為我做安排。原本我以為他們只是說客套話,但沒想到兩周之後,我收到GE的聘書,他們為我開了一個特例,為我創造了一個職位。這個經歷成為了我找工作時一個非常有趣且具啓發性的故事:要相信自己。

劉老師返國後在工研院與清大任職,建立白光 LED 照明的技術並推動產業,對台灣光電領域的傑出貢獻,大家都有目共睹。許多報章書籍的報導都是著墨在您返國後的生涯。能否請您也分享在美國GE那段時間的工作經驗、與自豪的研發成果呢? 後來又是甚麼樣的原因決定回台灣呢?

       GE的研究生涯中,我有三個不同的研究階段。剛進去的時候我是做光纖、光通訊相關的工作。在入職短短的半年內,我就發表了兩個相當有用的重要成果:一個是利用簡單的方法測量LED的頻寬,另一個是開發了一種技術,無需切割光纖即可測量fiber core的折射率。這兩項技術我在很短的時間開發出來,可能有助於我在公司建立了初步良好的聲譽。因此一年後,GE就將我調派到當時的主戰場:High Power Solid-State Slab Laser的領域,我負責的工作是高功率雷射倍頻技術的開發。當時傳統的YAG雷射倍頻後可得最大的功率大約是200mW,若功率更大的話,晶體會受損。我是第一位使用KTP實現高功率雷射腔內倍頻,使倍頻雷射(0.53um)輸出達到了6W;為當時商用倍頻雷射的200倍,也突破了當時YAG倍頻雷射的極限。這個運用KTP的技術日後廣泛使用在雷射應用中包括材料、醫療、工業及研發。

       另外一個主要的研發成果跟脈衝雷射有關:一般Q-switched雷射的脈衝寬度約為Nanoseconds等級,而mode-locked雷射的脈衝寬度約為Picoseconds等級,兩者之間存在很大的差距。我發明的方法填補了這種差距,並實現了脈衝能量可達到Q-switched雷射輸出功率的能力。當時我根據這一項技術提交了專利申請,但收到美國國防部的”機密通知” (Secrecy-Order),要求我中止専利的申請,並將所有研發相関檔案列入機密,包括我本人也無法接觸或公開任何資料。後來我才得知,美國政府會根據專利技術的重要性,有權限制某些關鍵專利的申請包括民間公司。就我當時所知,我的技術被列為機密技術是GE有記錄中第二個案例, 第一個案例是發明人造鑽石。

       之後我在GE的工作期間,參與了許多與雷射應用相關的項目。當時由於雷根總統的”Star War Program”,我們接受了許多來自DARPA的委託,進行Laser Ablation和Laser Surface Modification等研究。我們在90年代發表的在UV波段有關Polymers材料的研究論文和專利,頗具創新及前瞻性。近年來,隨著深紫外(DUV)和極紫外(EUV)技術在半導體應用的發展,我在GE的研究論文成果目前仍然持續地被引用於相關應用領域。

       我在GE的第三個階段是做Optical Interconnect,也就是用IC封裝的方法,把光和IC整合起來,也就是今天所謂的”矽光子技術” (Silicon-Photonics),或是當前時髦的名稱(CoWoS)。當時在我GE的實驗室稱之為HDI (High Density Interconnects)。那時候VCSEL剛剛發明,GE帶領ATT、IBM、及Honeywell的研發團隊(OETC),在DARPA的資助下,開發出世界上第一個10-channel VCSEL array應用在Optical Interconnect。來清華後,我到清大後第一個向國科會提的整合型產學合作的主題就是<矽光子計劃>,那個研究計劃應該是台灣第一個矽光子計畫,計劃參與的教授有趙煦、王立康、李明昌、徐碩鴻及洪毓玨教授,我擔任計劃的主持人。那時候我花了近一年的努力,原先希望爭取台積電的企業資助,但因所需要的業界一百萬元的配合款需要台積電董事長的簽核而功虧一簣。最後還好即時得到華星光通龔行憲董事長的支持而得以順利成案。

       我後來離開GE,回到工業技術研究院,也是因為一個偶然的機遇。當時林耕華博士擔任工研院光電所所長,他親自到美國來我家拜訪,徵詢我回來到工研院擔任光電所所長的意願。我那時已在GE工作了26年,雖然在GE的待遇和研究環境都非常好,同時和許多國際大公司合作的過程中也結交了很多非常優秀的同事和朋友,但有機會回到自已的家鄉貢獻所長還是很可貴的。其中我要特別感謝我的太太李明一醫師支持我回台灣的決定,因此我跟GE提出離職的申請,到新竹的工研院光電所任職。GE當時給我留職停薪二年優厚的條件。

劉老師對現在的年輕人有什麼建言和期許呢?

       我發現當一個人全心全力專注在某一件事時,能夠激發出自己不知道的潛能。回想起在大學的一年級期末考時期,為了推動「自覺運動」,我發起《新希望雜誌》,並擔任主編,負責編輯、籌措資金、印刷、發行等,全部工作都自己來,發行了近二萬份遍及全國校園,現在想起來對一個大二的學生是件非常不容易的事。

       另外就是在Cornell那一年半我把博士班研究完成的過程。當時,我從對研究領域一無所知,到短短一年半內完成了整個博士研究,這過程回想起來真的非常不可思議。基於這些經歷,我想分享給年輕人的建議是:追求你熱愛的事物,並且全心投入,你會驚訝地發現自己有無限的潛力。

       另外我也想分享一個我的人生經驗:我一直有廣泛閱讀的嗜好,當我三十多歲在GE工作的時候,無意中開始對投資產生興趣,訂閱了許多坊間財經相關的雜誌,積極學習,累積許多投資所需的知識,開始對投資有些想法與心得。投資的經驗讓我體悟到只要持續學習、多閱讀,投資可以增長知識,培養對企業行為的瞭解和公司經營的認識,是一種不受地域、時間、語言、人種及年齢限制的活動。因此,我逐漸開始把經營理財和投資也當成一個嗜好。

       很幸運,在GE工作期間,員工每個月的薪水中有一部分公司會保留做為退休儲蓄,我將這部分全部投資了GE的股票。當時這麼做純粹是為了要表達對公司的忠誠。沒想到我在GE任職的那幾年,正值Jack Welch擔任CEO,他被譽為是20世紀最佳CEO,GE的股票在他的20年任內漲了近60倍,這使得我在GE的儲蓄相應地大幅增值,加上我自己在GE工作期間投資收益的累積,在1998離開GE時,我可以說已經是財務自由,得以無顧慮地選擇離開GE回到台灣。

       因此,我也要和學生們分享,最好及早培養投資的概念和規劃。因為"時間"是一個非常重要的因素,只要能夠穩健地經營,長期下來每個人都可以累積可觀的財富。儘管財富不見得能買到快樂,但它可以帶來自由。年紀愈大愈感覺到自由的可貴。

劉老師平時除了研究外,有什麼興趣和嗜好呢?

       我喜歡讀書、寫作。其實我一直想當一個作家,只需要一隻筆、一張紙、一台筆電就可以住在世界任何地方創作,同時做一個快樂的投資人,其實投資的真諦是在創造-洞悉未來、判斷價值、掌握時機。儘管我已經寫了不少作品,但渴望創作更多、更好的作品。

其他參考

  1. 劉容生,“新希望雜誌一甲子-新希望與自覺運動的反思”,<戰鼓擂、良雞叫>,新大學網站文摘選,華品文創出版社 (ISBN-978-986-5571-80-1), 248 pages. (2023.11)
  2. 劉容生主編專利分析及運用概論(ISBN 978-986-255-131-8), 316 pages. 元照出版社 (2012.07)
  3. 東亞脈絡下的釣魚臺劉容生、王智明、陳光興主編,國立清華大學出版社 (2012.12)
  4. 釣魚台運動四十年謝小苓、劉容生、王啟明主編,國立清華大學出版 (2010.12) 
  5. 台灣LED 30年成功的故事劉容生、陳澤澎、朱慕道主編,李書齊、蔡智賢撰寫,天下遠見出版社出版。ISBN:978-986-216-554-6, 221 pages. (2010.06)
  6. 劉容生開創兩岸LED產業交流合作,“半導體照明-中國夢”,中國化學工學出版社。p.156-159 (2013.10)
  7. 劉容生口述,從自覺運動到《新希望》的誕生,” pp.47-64, “台灣科學社群40年風雲”,林照真著,國立交通大學出版 ISBN: 978-986-630-103-2 (2010.01)
  8. Y.S. Liu, “From Light Bulbs to Solid State Lighting: an overview of major technology development and national projects,” In “III-Nitride Devices and Nano- Engineering”, Editor: Zhe Chuan FENG, Publisher: Imperial College Press (2008)
  9. 劉容生半導體照明產業發展,“An Emerging Industry of Solid State Lighting needs Vision and Commitment from Government, Industry and University”,「2008 中國半導體照明產業發展年鑑」概述篇,國家半導體照明工程研發及產業委員會 (2008)
  10. 劉容生,半導體照明:一個科技和產業發展新的紀元,「2006中國半導體照明產業發展年鑑」概述篇,國家半導體照明工程研發及產業委員會 (2006)
  11.  “Input/Output and Imaging Technologies II”, Yung-Sheng Liu, Industrial Technology Research Institute (Taiwan); Thomas S. Huang, Univ. of Illinois (USA), Editors: Proc. of SPIE Vol. 4080. Photonics Taiwan 2000, Taipei, Taiwan (2000.07)
  12. 工研院光電所所長劉容生:致力創新研發 維持永續優勢https://www.ctimes.com.tw/DispArt-tw.asp?O=HJP958S5KPFAR-STD4
  13. 光電科技與產業的動力火車-專訪工研院光電所劉容生所長,張益華採訪整理https://ir.nctu.edu.tw/bitstream/11536/120519/1/ys0388-11.pdf
  14. 《愛迪生、愛因斯坦和我的光電生涯》,中央大學松濤講座 (2008)https://www.youtube.com/watch?v=rDdjF3b8dfo

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劉容生老師與學生合影

 

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劉容生老師與清大光電所同仁於2010年合影

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劉容生老師於矽光子論壇(2010年)與與會者合影

 

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劉容生老師於2011年獲選SPIE Fellow

劉容生教授的精采演說

(小編強烈推薦,非理組也保證聽完覺得很有趣!)

註:本文將刊載於第159期光學工程季刊。(2023.12月號)

【卓越人生和學術成就的背後故事】專訪劉容生教授