超低電壓晶片
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IC之音廣播電台｜
您曾經想像過，未來的手機可以不必充電嗎？最近工研院發表了「超低電壓晶片技術」，未來可望讓電子產品的電源消耗大幅降低，甚至靠人體體溫與外界的溫差發電，就可以使用。請聽以下的科學三分鐘，為您介紹這項兼顧「開源、節流」，有產業化潛力的新技術：超低電壓晶片。
「超低電壓晶片」的設計，是工研院在經濟部技術處支持下，所研發的創新科技。為什麼靠著超低電壓運作的IC晶片，對於像手機這類智慧手持裝置這麼重要呢？工研院資訊與通訊研究所的吳誠文所長，給了我們答案：
智慧手持裝置裡面，最重要的關鍵零組件還是IC。那IC在智慧手持裝置裡面，我們最關心的倒不是它的效能，因為效能其實大家都會往前走，可能差距不會很大。最難的是，怎麼樣把它的耗能能夠降下來。那耗能要降低，有非常多技術層面要去克服，其中一個關鍵的技術就是：未來的發展，可能要把目前我們使用大概在1 V左右這個電壓，要把它降到一半以上，要降到0.5 V，甚至要更低。
原來，只要IC晶片能靠0.5伏特以下的電壓運作，就能確實地降低耗能，也就是達到能源的「節流」。未來如果應用在最耗能的處理器、記憶體上面，節能的效果就會更明顯。那麼，所謂的「開源」，又是怎麼做的呢？
原來，這項「超低電壓晶片技術」也包含利用環境能源來發電的創新功能。舉例來說，人的體溫通常會比環境溫度高，只要高出攝氏兩度以上，這個溫差就可以用來發電。在工研院的技術當中，就應用了「熱電晶片」，利用人的體溫對感測器產生溫差，把溫差轉成微小的電位差，再利用高效率的升壓控制電路把電壓升到0.5伏特左右，足以供應超低電壓晶片使用，或為電池充電。
此外，工研院還融合了他們自主開發的「最大功率點追蹤技術」，來提升「熱電晶片」的能源轉換效率，有效地利用人體或環境的熱能來發電。
這項技術的應用範圍很廣，像是登山客佩載於頭上的照明燈具、人們隨身使用的手錶與智慧型手機等，都用得到。另一個很有潛力的發展方向，則是像「心電圖貼片」這類的醫療電子產品，因為它需要長時間偵測身體的訊號，如果能靠體熱來供應電力，將會非常實用。除了將微小的溫差轉為電能外，也可以用同樣的技術將微小的振動轉為電能，只要改變感測器就可以了。就像工研院資通所吳誠文所長所強調的：
各種各樣的移動式的裝置，沒有辦法接固定的電源，其實將來都會需要這樣的技術。
工研院整合了中正大學、交通大學、以及國內先進半導體產業的技術資源與智慧產權，發展低耗能的系統晶片，在某些技術層面，迎頭趕上或超前國際大廠，並進行多項專利佈局。未來也期待協助國內業者，加速投入這個領域的商品開發。
今天的科學關鍵字，就是
超低電壓晶片 Ultra-Low Voltage chips
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【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
2013-01-27 16:55:00播出
