国研院开发物联网芯片自供电技术

物联网(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网芯片的“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，应用于物联网与穿戴式设备。

在物联网的世界里，藉由设置在大楼墙上、桥梁、水坝、车辆或是人体的物联网芯片，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，物联网产业 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 年全球物联网产值将达 6,200 亿美元，终端设备产量将到达 1.9 亿台。

物联网芯片是由运算芯片、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网世界。更重要的是，物联网芯片可依需求，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。为增进物联网设备使用的方便性、移动性及持久性，物联网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。

▲ 物联网芯片电子显微镜图

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，开发出可与物联网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“物联网芯片”堆叠整合。

目前的物联网芯片与环境光能采集模组的整合方式是将“物联网芯片”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，提高物联网芯片的实用性。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网与穿戴式设备的相关芯片。