歷史會記住這一天。2017年8月25日號凌晨2時50分，台灣第一顆自主研製的高解析度遙測衛星福衛五號將自美國范登堡空軍基地發射升空，台灣之光將在浩瀚太空中閃耀。
福五衛星搭載的不只是台灣太空夢，更搭載著從無到有的台灣精神。沒人會教台灣如何自製衛星，外國專家拒絕透露眉角，在一片黑暗中，國家實驗研究院太空中心90人團隊竟自行摸索出一條路，孕育出台灣第一顆自主衛星。
福五計畫自2008年開始醞釀，2009年密集規畫，計畫的起因是台灣想做遙測衛星，但買不到要酬載的大型數位望遠鏡中數位CCD（電荷耦合元件）感測器。
曾代理太空中心主任、現為國研院長王永和說，CCD完全掌握在外國企業手上，並被各國列為禁止輸出產品，沒人要賣給台灣，於是決心靠國內資通訊能量，自行研發CMOS（互補式金屬氧化物半導體）感測器，福五是全球第一顆搭載CMOS感測器的遙測衛星。
剛卸任太空中心主任的張桂祥是催生福五計畫的核心人物，也負責系統工程整合與管理。他回憶，當時提出自製衛星，「這是風險很高的計畫，大家都怕」；當時國科會主委李羅權找了很許多國內外專家，討論自製CMOS感測器的可行性；直至2009年底才訂下策略，通過計畫。而CMOS解決方案也不是憑空誕生。張桂祥說，當時CMOS技術並不成熟，台灣王文良博士曾參與印度探月計畫，其中有一個感測器採用王文良團隊製作的CMOS感測器，但解析度不夠精密。
當決定要自製福五衛星，且需要更精密、更高解析度的CMOS感測器，「全世界只有王文良敢拿CMOS計畫，」張桂祥回憶。在招標前，他曾把王文良找來，開誠布公地說，「福五沒有替代計畫，如果你（指王文良）失敗，福五計畫就要收起來。」王文良很勇敢地接下這個計畫。計畫進行遠比王文良想像得困難，但最後還是設計出CMOS感測器。
福五計畫一路走來並不順利，「關關難過關關過」。當時王文良設計CMOS感測器，沒有考慮到國內晶圓廠製程，大廠不可能為了福五CMOS晶片投下大把鈔票去調整製程，只好透過科技部官員去拜託各家廠商來投標，最後只有王文良團隊的微像科技一家來投標。張桂祥說，福五計畫給廠商的條件並不好，投標廠商都要承擔很大風險，不僅無利可圖，做不出來或遲交還要被罰款。
福五衛星全程國內自行設計、研發、元件製作、組裝、測試，一路走下來，困難重重，且碰觸很多關鍵技術與工藝。
國家太空中心正工程師黃柏瑄，就參與了組裝最具關鍵的階段。福五酬載是光學遙測酬載，相當於大數位相機，CMOS就是數位相關感測器，大鏡片口徑45公分，必須組裝在結構體上，成為鏡頭；但難就難在，因火箭發射升空要歷經劇烈震盪，須承受25G重力加速度，要如何能必很牢固地抓住鏡片？然而，全世界不會有人告訴台灣要怎麼黏、從哪裡開始黏，有什麼訣竅要把握…
黃柏瑄說，福五升上太空後，遙測國土、救援防災，就像齊柏林導演想要看見台灣一樣，整個福五團隊都有這種想法，就是要把福五送到太空，守護台灣。
六台廠力挺 產業鏈成形
福五衛星有六家台灣科技業者參與，包括漢翔、微像、鑫豪、勝利微波、錫宬、凌群等，可說是福衛五號的產業鏈。
最特別是微像科技，它很早就承接印度太空計畫，曾用CMOS技術做影像感測器，在福五計畫成軍時，董事長王文良更臨危授命接下為福五設計、製造CMOS感測器的重責大任。
微像科技工程部經理林琦斌說，雖有幫印度太空計畫做CMOS感測器的成功經驗，但福五的CMOS感測器是大尺寸，約是印度的六、七倍大，很難做，因為沒有空間留切割道，須有相當技術，「一開始覺得不太可行，抱著接受挑戰、想說試試看」。
漢翔則是國內最專精於複合材料的公司，負責設計、製造福五光學遙測酬載結構體。漢翔發言人林南助表示，衛星自主是國家的任務，漢翔一定力挺到底。
漢翔負責的是放置大數位相機的結構體，因必須承受太空特殊環境，以及承載大數位相機的重量，必須選擇特殊複合材料，並進行材料與結構分析。他說，符合太空環境的特殊材料須向二至三個國家申請，提出完善計畫，一來一往相當耗時。
林南助表示，參與太空計畫不是為了營利，但在過程中，提升設計能力與技術層次，累積研發能量，未來漢翔還希望繼續參與自主衛星的研發與製造。
新太空計畫 三方向扎根
行政院長林全已指示科技部進一步構思提升台灣太空產業競爭力。科技部現規劃新一期太空計畫，預計2019年開始，期程長達15年，將以自主研發設計衛星、與國外合作太空研究、「育成」太空產業為三大方向。
繼福五衛星之後，福七氣象衛星接棒，其中亦有一顆自主研發衛星，預訂今年下半年組裝、測試，目標是2020年發射升空。前太空中心主任張桂祥預告，福七衛星國產自主率更高，包括推進器都是國內團隊研發。
科技部國研院長王永和表示，台灣太空計畫可分三期，第一期是建立核心能力，福衛二號是代表作；第二期是自主研發，福衛五號、以及福衛七號是代表作；第三期將以發展太空產業為目標，具體內容可望於下半年定案。
張桂祥指出，第三期太空計畫有三大方向，一是未來將以自主研發製造衛星為出發點；二是將與外國合作進行太空研究；第三是，「育成」太空產業化，加強與產業合作。
張桂祥說，除了發射仍仰賴他國外，福五衛星主要由國人設計研發、製造、組裝，「沒有一塊是被人掐住」；福五成功後，台灣設計、台灣製造元件能夠在太空中獲得驗證，將能建立台灣團隊的信心、扎根於太空產業，也能創造台灣太空元件出口商機。
張桂祥指出，福五成功後，台灣有條件繼續發展遙測酬載，解析度還可以做到1公尺以下的次米級，合成孔鏡也可以再做到次米級等，有些衛星元件台灣有發展空間。不過張桂祥認為，太空產業化需要很多條件的配合，包括法令、內需市場，至少政府要有相當投入。
工程師思想起…調焦就花了一年
「當福五遙測酬載決心要自製，前面是一大片空白，光用想的就很害怕。」國家太空中心正工程師黃柏瑄，描述當時參與福五的心情。
六年前、36歲、擁有機械和光學碩士的黃柏瑄全心投入福五計畫。他說，福衛二號是跟法國合作，但法國根本不讓台灣參與，只看到最後成果。當福五決心要自製時，很多細節都必須自己掌握，但前面是一大片空白。黃柏瑄說，因為第一次自製衛星，最後能夠做出來，是因為整個team不放棄，把吃苦當吃補。
在系統測試階段，酬載光學鏡頭長達3.6公尺，裝上CMOS感測器後，為確保影像品質，係利用準值儀對焦，焦距長達10.8公尺，因此只要有氣流震動，影像就會抖動；黃柏瑄說，有一次看到影像在震動，震動來源是來自大樓，因竹科下班，幾公里外的高速公路車流量所致。
還有一次，抖得很厲害，原來是3公里外的交大在打樁，太空中心看不到也聽不到，但儀器感受到了。因此為了對焦，只能等到夜深人靜的半夜做。光是光學校準就做了整整一年餘。
黃柏瑄說，焦都調好了，連到測試最後一道，都出問題，只能回頭找問題，更換元件，光想辦法就想了許久。「福五有很多卡關，為什麼老天爺不讓福五順利一點？有時很灰心，怎麼一堆問題，」黃柏瑄感性地說，但是明天太陽升起，還是要打起精神，提起鬥志來面對。他說，「若沒有走過福五這一遭，台灣沒辦法掌握技術，」因為前面沒有基礎，不能站在巨人的肩上；現在掌握了技術，取得入門票，雖仍落後歐美國家，但是台灣已擁有衛星製造的基礎。
台灣邁向自主衛星的能力，黃柏瑄希望能繼續參與下一代自製衛星，而今，泰國、越南團隊來詢問太空中心如何做出福五，黃柏瑄期待：不久將來，台灣也能做整個酬載、整顆衛星的輸出。
CMOS感測器 全球首創
福衛五號是全球首顆採用CMOS（互補式金屬氧化物半導體）感測晶片的光學遙測酬載衛星，是太空中心結合台灣半導體工業，做出全球首顆太空等級超大CMOS感測器。
福五酬載的是大型光學數位相機，感測器方面，目前世界主流是採用技術成熟的CCD（電荷耦合元件）晶片，但福五則是採用台灣研發、台灣製造CMOS感測器。
主要因CCD技術完全掌握在外國企業手上，單價高，亦有輸出限制。國研院太空中心認為，與其跟隨外國技術腳步，不如結合國內半導體優勢，自行研發掌握自主技術。
近年來CMOS商用市場逐年擴大，具有低成本、省電、訊號傳輸快速的優勢，缺點則是雜訊較高。以福五衛星黑白2公尺、彩色4公尺的解析度來說，CMOS影像效果將不遜於CCD，頗有與CCD一較高下之勢。而台製的太空等級CMOS感測器是12公分乘上2.4公分大，是單眼相機CMOS感測器三倍大，而一片8吋晶圓只能切割出5片影像感測晶片。
