2019-09-24 國立交通大學2019Semicon展出成績亮眼

國立交通大學2019Semicon展出成績亮眼
邱俊誠教授(右)與研發團隊成員於2019Semicon展示CMOS-based 氣體感 測晶片。(交大產學運籌中心/提供)

】應用於消費電子產品的空氣品質監控晶片-由交通大學電控所微系統與控制實驗室師生所成立的新創公司-鍥積科技(經濟部價值創造計畫輔導),是國內首度開發集合感測器、讀取及控制電路於一身的CMOS-based 氣體感測晶片,可大幅簡化智慧型穿戴裝置及居家聯網設備的空氣品質監測功能設計。

 

相較於以往使用微機電製程方式所開發之氣體感測器而言,通常需要加入額外微控制晶片等附加元件以完成氣體感測器。此創新半導體氣體感測晶片運用標準CMOS 製程進行生產製造,具尺寸小、可批量、具擴展性、低能耗及高性價比等優點。產品主要特色,是將氣體感測器中的驅動加熱、感測電極、訊號讀取及控制電路以CMOS 半導體製程一氣呵成,爾後再經由後段感測薄膜滴定、滲雜及乾膜封裝後,即可量測不同氣體。此聚集設計、製造與封裝之整合平台,可以提供國內外廠商於氣體感測領域全方位解決方案,提高台灣產業界在穿戴、手持或居家領域的影響力。

 

此產品除了在知名期刊Sensors and Actuators B: Chemical (IF:3.898, Ranking:3/58)及Polymers(IF:3.364, Ranking: 19/173) 發表外,亦獲得國內外多項專利,其中最關鍵美國專利(US Patent No: US 9746437 B1),已於2017年8月29日核准,為全世界第一個純CMOS 氣體感測專利。所完成之氣體感測晶片具有包括快速氣敏反應時間、並嵌入讀取與控制電路,再輔以特殊封裝技術,成就了微型化整體外觀(2.9mm×1.8mm×0.5mm)。另外此氣體感測晶片支援處理器相容的標準I2C 數位介面,提供高度整合的解決方案。

 

現階段市售的集成式空氣感測器價格昂貴單顆售價6 塊錢美金左右,交大團隊開發的感測器,有望大幅降低售價,且透過客制化設計一個單晶片就能偵測三種氣體濃度如乙醇(酒精),一氧化碳和揮發性有機化合物等。未來氮氧化物、硫氧化物等空氣汙染源漸多,單一氣體偵測已難因應現有狀況,而單一晶片多感測陣列與多氣體識別演算法的軟硬體搭配逐漸成為趨勢,再透過通訊技術的連結,可用於居家照護或隨身攜帶使用,在空污監測方面可形成大面積空氣環境監測網路,將有助於IoT 領域的應用。