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国研院开发物联网芯片自供电技术

发布时间:2020-05-30 10:46:31

国研院开发物联芯片自供电技术

物联(Internet of things,IoT)相关科技发展方兴未艾,各种应用情境所需要的芯片亦应运而生。国家实验研究院纳米元件实验室开发出可应用于物联芯片的一体成形环境光能自供电整合技术,此技术可采集各种环境光能量,与电池或电容等能量储存设备配合

,延长芯片的充电周期。纳米元件实验室将提供此制程技术平台,协助芯片设计者开发整合感测器与自供电芯片之系统芯片,应用于物联与穿戴式设备。

在物联的世界里,藉由设置在大楼墙上、桥梁、水坝、车辆或是人体的物联芯片,可形成智能防灾、智能运输、智能居家照护等智能生活型态,为人们带来无与伦比的便利性与安全性。根据国际知名机构 IC Insights 的预测,物联产业 2010~2016 年之复合成长率约为 26%;资策会产业情报研究所(MIC)则预估,2016 年全球物联产值将达 6,200 亿美元,终端设备产量将到达 1.9 亿台。

物联芯片是由运算芯片、内存、无线通讯器、感测器及能量管理设备(能量采集技术及能量储存设备)所整合而成,可独立进行资料处理、储存及讯号发送,以实现设备与设备间可互相沟通之物联世界。更重要的是,物联芯片可依需求,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。为增进物联设备使用的方便性、移动性及持久性,物联芯片必须轻薄短小又省电,在持续研发低功耗芯片的同时,开发可采集环境能源的芯片,来补充电力,降低更换电池或充电的频率,亦是可行的解决方案。

▲ 物联芯片电子显微镜图

国研院纳米元件实验室以独创的半导体三维集成电路技术为基础,开发出可与物联芯片一体成形之环境光能自供电制程技术,将环境光能采集模组与物联芯片堆叠整合。

目前的物联芯片与环境光能采集模组的整合方式是将物联芯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。纳米元件实验室的 3D 积层式制程技术,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,提高物联芯片的实用性。未来纳米元件实验室将积极开发更多感测器与自供电芯片技术,提供设计者开发各种应用于物联与穿戴式设备的相关芯片。


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