【大纪元2015年03月29日讯】（大纪元记者方惠萱台湾台北报导）在物联网的世界中，每一个装置上都一定要有一个晶片，而晶片的技术就成为相当关键的技术，国家实验研究院（国研院）在上月相继发表了两项相当关键的技术，一个由奈米中心研发，为利用光能就能发电的晶片，而晶片中心也研发出多感测器单晶片，大大减少物联网晶片的大小。
目前物联网发展的瓶颈，就在于大小跟发电问题，要在一定的大小跟面积下，达到高电力与多功能几乎是不可能，其中奈米中心研发的晶片模组，可以利用光能发电，且不需要另外增加一块面积，只要覆盖在原有晶片上，就能够利用光能发电。
奈米中心前瞻元件组组长沈昌宏说，国研院奈米元件实验室以独创的半导体三维积体电路技术为基础，开发出可与物联网晶片一体成型之环境光能自供电制程技术，将“环境光能采集模组”与“物联网晶片”堆叠整合。
所谓半导体三维积体电路技术，是国研院奈米中心于2014(民国103)年研发出来的关键技术，该技术可使IC的堆叠厚度大幅缩小为目前硅穿孔3D─IC技术的1／150，大幅缩短讯号传输距离，因此大幅提升讯号传输速度并减低耗能。 国研院指出，“积层型3D─IC”技术可在第一片晶片的绝缘层上，直接制作第二层结晶硅薄膜以及其上的IC。一般在制作第二层结晶硅薄膜时，必须加热到高温1,000℃，以形成高品质晶体，但此高温会损坏已经制作好的第一层IC。国研院奈米元件实验室所开发出的“奈米级雷射局部加热法”，可以仅加热第二层结晶硅薄膜，而不损及第一层IC，突破了长久以来“积层型3D─IIC”的制作瓶颈。
沈昌宏解释，目前的物联网晶片与环境光能采集模组的整合方式是将“物联网晶片”和“环境光能采集模组”分开置放于电路板上，不但整体面积大，电路传输距离也较长。因此利用上述堆叠技术，不但可以有效减少电路板面积，亦可大幅缩短电流传输距离，减少耗能，提高物联网晶片的实用性。
该技术目前可依需求，装设各式各样的感测器（如侦测温度、烟雾、振动、气体、位置甚至人体心跳、血压等讯号），用以收集各种环境资讯，由于利用光能就能发电，且单一功能的感测器耗电量也低，因此用此技术可降低更换电池或充电的频率。
除此之外，晶片中心发表多感测器单晶片技术，晶片中心经理蔡瀚辉表示，“多感测整合单晶片技术”为晶片中心与制程厂共同开发，成功将振动微机械结构整合于一般IC晶片中，并且克服将不同金属和半导体IC制程整合于单一基板之困难，完成运动、环境及生医三大类感测晶片与IC电路的整合验证。
未来单一晶片将可内含多项不同类的感测功能，且无线通讯、计算及记忆等一般IC功能亦一并整合于其中。 国研院指出，“多感测整合单晶片技术”为台湾之自主技术，使用台湾8吋晶圆厂标准制程，结合设计及测试等技术，即可以单一标准制程制作不同的多感测整合单晶片，不但具有低成本、微小、省电等特性，且系统整合富有弹性。
国研院说，晶片中心将与台湾制程及封装厂合作，积极推动本技术之产业化。随着物联网兴起与穿戴式装置普及，感测晶片的应用越来越广泛，台湾是半导体IC大国，晶片制造及设计产业的全球市占率分别高达60%及12%；可是感测晶片却还在起步阶段，感测晶片设计产业仅占全球不到1%，希望藉由晶片中心该技术，可以在物联网的市场中乘胜追击。◇
责任编辑：旻真
