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國研院首創(chuàng)多傳感整合單芯片技術(shù)
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/3/25

  隨著物聯(lián)網(wǎng)興起與可穿戴設(shè)備普及,傳感器芯片的應(yīng)用越來越廣泛,根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,傳感器芯片2014-2019年之復(fù)合成長率約為13%,而2019年是占率更將達(dá)到240億美元。不過,受限于尺寸大小、耗電量、成本等因素,可穿戴設(shè)備仍不能整合多種類的傳感器芯片,因此在功能上還不夠智慧化,未能滿足用戶的多種需求。

  除此之外,臺灣雖在芯片制造及設(shè)計產(chǎn)業(yè)有高市占率,但傳感器芯片相關(guān)技術(shù)大多由國外大廠掌握,臺灣傳感器芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)僅占全球不到1%。因此為了解決這樣的問題,并加速臺灣掌握傳感器芯片市場,國家實(shí)驗(yàn)研究院芯片系統(tǒng)設(shè)計中心開發(fā)出“多感測整合單芯片技術(shù)”,藉由臺灣優(yōu)勢的半導(dǎo)體技術(shù),整合不同種類的傳感器與IC芯片,縮小芯片尺寸、降低功耗,同時也減少成本,讓可穿戴設(shè)備能夠更智慧化,且功能也更強(qiáng)大。


  由于受限于可動或固定的設(shè)計,以及使用電極金屬的不同,三大類傳感器芯片(運(yùn)動、環(huán)境、生醫(yī))必須采用三種不同的制程,因此難以整合進(jìn)同一裝置當(dāng)中。國家芯片系統(tǒng)設(shè)計中心前瞻技術(shù)組經(jīng)理蔡瀚輝指出,若一件可穿戴設(shè)備必須同時具備不同種類的傳感器功能,那么不同類的傳感器芯片之間、以及傳感器芯片與系統(tǒng)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(chǎn)成本。以蘋果的Apple Watch來看,只內(nèi)建了心律傳感器、加速度計以及GPS,功能并不算多。

  而多感測整合單芯片技術(shù)克服上述問題,將MEMS結(jié)構(gòu)透過蝕刻等制成,在未破壞電路結(jié)構(gòu)下,整合于一般IC芯片中,并且克服不同金屬和半導(dǎo)體IC制程整合于單一基板的困難,只需透過單一標(biāo)準(zhǔn)制程就能夠整合運(yùn)動、環(huán)境及生醫(yī)三大類傳感器芯片與IC電路。蔡瀚輝表示,未來單一芯片內(nèi)除了能夠整合多項(xiàng)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功能也能一并整合其中。而他也指出,此技術(shù)讓系統(tǒng)微小化,縮小了約50%的芯片尺寸,耗能降低一半,成本也只需傳統(tǒng)感測系統(tǒng)的三分之一到四分之一。而目前芯片中心將與國內(nèi)制程及封裝廠合作,預(yù)計一至兩年內(nèi)有相關(guān)產(chǎn)品上市。

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