113/07/29
輸血回春是真的? 啟動幹細胞的關鍵蛋白質 GDF11
陳彥諺｜
科技大觀園特約編輯
「早安！分析你的睡眠品質、運動頻率，還有身體資訊，你今天的健康指數是95分！」不要懷疑，未來幾年內，每天早上由穿戴式設備向您報告身體狀況的科幻場景，將會真實上演。實現這猶如電影情節的關鍵技術，是像人類一樣，可以感知外在環境的感測晶片。
感測晶片並不罕見，時下的智慧型手機內部，通常就裝有加速度計、陀螺儀、距離感測等數種感測晶片，感測晶片偵測環境狀況，取得溫度、濕度、加速度等數據後，透過軟體分析，便可轉變為對使用者有幫助的資訊。更有甚者，感測晶片會連上網路，提供更多樣化的應用，而這也正是近幾年科技產業發展重點－「物聯網」的概念。
隨著物聯網的興起與穿戴式裝置的普及，感測晶片的應用也越來越廣泛。法國知名市調機構Yole就預估，感測晶片在2014~2019年之複合成長率約為13%，到2019年產值將達240億美元。台灣是半導體IC大國，晶片製造及設計產業的全球市占率分別高達60%及12%，自然不能在感測晶片的市場缺席。
國家實驗研究院晶片系統設計中心（晶片中心），雙管齊下：在技術面，研發世界首創的「多感測整合單晶片技術」；在應用面，推出模組化概念的「MorSensor－無線感測積木」，以及貼近民生的「雲端電子鼻」，為臺灣的IC產業開啟新契機。
多感測整合單晶片技術
目前市場上的感測晶片，依照感測物目的的不同，大致可分成運動、環境、生醫三大類。這三大類感測晶片受限於架構原理上的差異，必須採用三套不同的製程，當單一穿戴式裝置或物聯網產品需要同時具備這三項功能時，不同功能的感測晶片和系統電路之間都無法直接整合，這會造成微小化和節能的困難，也提高了生產成本。
晶片中心和製程廠共同開發的「多感測整合單晶片技術」，克服了諸多困難，完成了運動、環境及生醫三大類感測晶片與IC電路的整合驗證。未來單一晶片將可內含多項不同種類的感測功能，甚至連無線通訊、計算及記憶等一般IC功能也可以一併整合，大幅簡化製程、縮小晶片的面積，也減少了耗電量，讓未來的穿戴式裝置更有智慧、物聯網功能更強大。MorSensor－無線感測積木
晶片中心以Morphing（變形）、Sensor（感測器）結合模組化概念，開發出的「MorSensor-無線感測積木」，只要組合適當的「積木」，如供電、計算、通訊、感測，就可以成為一台體積微小卻極為靈敏的感測儀器，而且只要抽換其中某些積木，就可以變身為另一台不同功能的感測儀器。
例如，組合供電積木、計算/通訊積木和酒精感測積木，MorSensor可以變成酒測儀；把酒精感測積木替換成顏色感測積木，MorSensor就變成了色彩分析儀；把顏色感測積木換成運動感測積木，再結合分析軟體，MorSensor頓時又變成了揮棒姿勢的分析儀。
「MorSensor-無線感測積木」未來將朝更多樣化、微小化、與簡單化的方向邁進，使感測技術更貼近生活，無限延伸人類的感官。雲端電子鼻
根據內政部消防署統計，台灣每年發生超過500件一氧化碳中毒案例，多因瓦斯熱水器安裝於室內或加蓋陽台等空氣不流通處所，導致燃燒不完全而產生一氧化碳。為了有效降低一氧化碳中毒案例，政府積極教育民眾如何正確安裝瓦斯熱水器，並鼓勵民眾加裝一氧化碳警報器，然而，傳統的一氧化碳感測器卻存在著兩個盲點：第一，傳統的一氧化碳感測器多安裝電池，民眾不一定會定期檢查電力；第二，雖然在偵測到一氧化碳時，一氧化碳感測器會發出警告音，但是如果住戶人在遠處，或不在家，一樣無法避免意外的發生。
晶片中心針對這兩個盲點，研發出裝有一氧化碳感測器的「雲端電子鼻」。這項產品安裝在瓦斯熱水器的冷水入口處，能夠藉由水流的流動來產生電力，不會有緊急時沒電的情況發生。另外，「雲端電子鼻」也是一項標準的物聯網產品，在偵測到一氧化碳時，它不但會發出警示音，還可以即時連上網路，通知住戶、消防局、警察局、或是保全公司，避免意外的發生。