追求高效能已經不再是PC電腦的專利,隨著行動裝置設備日新月異,高效能與高耗電兩者之間的拉鋸戰也從沒鬆懈過。要如何維持兩者之間的平衡,可說是各家廠商爭相研究的重要課題。工研院發表『超低電壓晶片技術』,能夠讓未來許多電子產品之電源消耗大幅降低,甚至透過人體本身、環境能源捕捉就能發電,可達到兼顧開源、節流的解決方案,在不減低效能處理的情況下,還能保有長時間的電池續航力。未來還能夠使用在物聯網相關技術,在無需外接電源的情況下,僅使用本身電源或是熱電轉換技術就能夠進行長時間監控或錄影的應用。
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工研院資訊與通訊研究所所長吳誠文手持超低電壓晶片 BigPic:700x500 |
工研院資訊與通訊研究所所長吳誠文表示:『這次工研院整合中正大學、交通大學、台積電、晶心科技等技術資源與智慧產權,發表超低功耗視訊錄影系統晶片,同時建立超低電壓系統晶片設計與驗證流程。相較於傳統系統單晶片工作於1.2V的電壓,超低功耗視訊錄影系統單晶片處理器與H.264影像壓縮功能可在0.6V的低電壓條件下運作,功耗僅為傳統影像壓縮晶片的四分之一,部分核心電路的最低工作電壓甚至可以低至0.48V,適合應用於需要長時間錄影的行車記錄器、環境安全監控等』。
『超低電壓晶片技術』包含完整的設計流與方法,以及多項低電壓低功耗的電路模組(包括:靜態記憶體、頻率產生器、溫度感測器、能量管理)屬於高度技術整合的系統單晶片,是目前國際研發機構與設計大廠競相發展的焦點。經由精密的電路設計,可達到節省耗能、產品更輕薄短小、轉換與應用環境能源的功能,以及降低用電成本與環境保護。不過『超低電壓晶片技術』同時也面臨著需克服製程技術、溫度、電壓變異所衍生的問題以及成本相對昂貴的挑戰。
而超低電壓晶片技術同時也能夠運用環境能源來進行發電,藉由熱電原理(熱能轉換成電能)熱電晶片能夠利用人體所散發的熱能,經由晶片放大轉換成為電能,不但能善加使用人體體溫的能量,也可節省原來的電源消耗。而『靠人體體溫就能發電』的技術特點,也運用工研院自主開發的『最大功率點追蹤技術』來提升能源轉換率,最大功率追蹤效率高達99.6%。
能有效利用熱、光、壓電等環境能量作為電量來源,達到雙重節能的目標,隨處可取的綠色能源能夠解決電源取得不易或造成行動牽絆的問題。像是登山客配戴於頭上的照明燈具、人們隨身使用的手錶或是智慧型手持裝置,或是心電圖貼片等長時間偵測身體訊號的醫療電子產品,都是富有潛力的發展項目。低電壓操作減少了對能源的需求,也讓能源捕捉的觀念與應用找到實際的應用契機。
目前工研院針對『超低電壓晶片技術』已有多項專利布局(時脈與溫度感測器相關專利有6案13件;能源捕捉相關專利也有2案5件)預計能協助國內業者加速投入此領域產品開發,帶來新藍海商機。目前國外也已同步在進行相關技術研究,台灣要依靠純粹代工是不可能提昇薪資所得,所以工研院會持續協助產業走出屬於自己的路,並與產業界合作積極運用此技術,加速開發出相關應用的產品。