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國研院首創多感測整合單晶片技術 開啟新智慧生活
 

【CTIMES/SmartAuto 丁于珊 報導】   2015年03月24日 星期二

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隨著物聯網興起與穿戴式裝置普及,感測晶片的應用越來越廣泛,根據市調機構統計,感測晶片2014-2019年之複合成長率約為13%,而2019年是占率更將達到240億美元。不過,受限於尺寸大小、耗電量、成本等因素,穿戴式裝置仍不能整合多種類的感測晶片,因此在功能上還不夠智慧化,未能滿足用戶的多種需求。

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除此之外,台灣雖在晶片製造及設計產業有高市佔率,但感測晶片相關技術大多由國外大廠掌握,台灣感測晶片設計產業僅佔全球不到1%。因此為了解決這樣的問題,並加速台灣掌握感測晶片市場,國家實驗研究院晶片系統設計中心開發出「多感測整合單晶片技術」,藉由台灣優勢的半導體技術,整合不同種類的感測器與IC晶片,縮小晶片尺寸、降低功耗,同時也減少成本,讓穿戴式裝置能夠更智慧化,且功能也更強大。

由於受限於可動或固定的設計,以及使用電極金屬的不同,三大類感測晶片(運動、環境、生醫)必須採用三種不同的製程,因此難以整合進同一裝置當中。國家晶片系統設計中心前瞻技術組經理蔡瀚輝指出,若一件穿戴式裝置必須同時具備不同種類的感測器功能,那麼不同類的感測晶片之間、以及感測晶片與系統電路之間難以整合,這將造成微小化及功耗的困難,同時也提高生產成本。以蘋果的Apple Watch來看,只內建了心律感測器、加速度計以及GPS,功能並不算多。

而多感測整合單晶片技術克服上述問題,將MEMS結構透過蝕刻等製成,在未破壞電路結構下,整合於一般IC晶片中,並且克服不同金屬和半導體IC製程整合於單一基板的困難,只需透過單一標準製程就能夠整合運動、環境及生醫三大類感測晶片與IC電路。蔡瀚輝表示,未來單一晶片內除了能夠整合多項不同種類的感測功能外,包含無線通訊、計算及記憶等一般IC功能也能一併整合其中。而他也指出,此技術讓系統微小化,縮小了約50%的晶片尺寸,耗能降低一半,成本也只需傳統感測系統的三分之一到四分之一。而目前晶片中心將與國內製程及封裝廠合作,預計一至兩年內有相關產品上市。

關鍵字: 感測器  MEMS(微機電國研院  蔡瀚輝 
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