物聯網(Internet of things，IoT)相關科技發(fā)展方興未艾，各種應用情境所需要的芯片亦應運而生。國家實驗研究院納米元件實驗室開發(fā)出可應用于物聯網芯片的“一體成形環(huán)境光能自供電整合技術”，此技術可采集各種環(huán)境光能量，與電池或電容等能量儲存設備配合，延長芯片的充電周期。納米元件實驗室將提供此制程技術平臺，協助芯片設計者開發(fā)整合“感測器”與“自供電芯片”之系統(tǒng)芯片，應用于物聯網與穿戴式設備。

在物聯網的世界里，藉由設置在大樓墻上、橋梁、水壩、車輛或是人體的物聯網芯片，可形成智能防災、智能運輸、智能居家照護等智能生活型態(tài)，為人們帶來無與倫比的便利性與安全性。根據國際知名機構 IC Insights 的預測，物聯網產業(yè) 2010~2016 年之復合成長率約為 26%;資策會產業(yè)情報研究所(MIC)則預估，2016 年全球物聯網產值將達 6,200 億美元，終端設備產量將到達 1.9 億臺。

物聯網芯片是由運算芯片、內存、無線通訊器、感測器及能量管理設備(能量采集技術及能量儲存設備)所整合而成，可獨立進行資料處理、儲存及訊號發(fā)送，以實現設備與設備間可互相溝通之物聯網世界。更重要的是，物聯網芯片可依需求，裝設各式各樣的感測器(如偵測溫度、煙霧、振動、氣體、位置甚至人體心跳、血壓等訊號)，用以收集各種環(huán)境資訊。為增進物聯網設備使用的方便性、移動性及持久性，物聯網芯片必須輕薄短小又省電，在持續(xù)研發(fā)低功耗芯片的同時，開發(fā)可采集環(huán)境能源的芯片，來補充電力，降低更換電池或充電的頻率，亦是可行的解決方案。

▲ 物聯網芯片電子顯微鏡圖

國研院納米元件實驗室以獨創(chuàng)的半導體三維集成電路技術為基礎，開發(fā)出可與物聯網芯片一體成形之環(huán)境光能自供電制程技術，將“環(huán)境光能采集模組”與“物聯網芯片”堆疊整合。

目前的物聯網芯片與環(huán)境光能采集模組的整合方式是將“物聯網芯片”和“環(huán)境光能采集模組”分開置放于電路板上，不但整體面積大，電路傳輸距離也較長。納米元件實驗室的 3D 積層式制程技術，不但可以有效減少電路板面積，亦可大幅縮短電流傳輸距離，減少耗能，提高物聯網芯片的實用性。未來納米元件實驗室將積極開發(fā)更多感測器與自供電芯片技術，提供設計者開發(fā)各種應用于物聯網與穿戴式設備的相關芯片。