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國產設備，搶攻第三代化合物半導體商機！
🔎大家知道最近很夯的「#化合物半導體」是什麼嗎❓半導體晶圓的材料發展，已經從第一代的矽(Si)、第二代的砷化鎵（GaAs）/磷化銦（InP）、演進到第三代以氮化鎵（GaN）及碳化矽（SiC）為主的化合物半導體。
💁♂️#第三代化合物半導體 的優點，是能承受更高的電壓、提供更好的高頻傳輸與電源轉換效率，使其可優化車用光學雷達、馬達控制器、高功率元件、5G射頻元件與基地台、風力發電，甚至軍用、太空衛星等電力控制系統領域的應用，因此許多國家開始將化合物半導體列為國家戰略重點🎯
面對第三代化合物半導體的商機，如何提高未來上中下游設備自主率是關鍵，因此 #經濟部工業局 於8月底委託 #金屬中心 辦理 「👨💼#半導體設備國產化產學研專家會議」，會中由環球晶、漢民、太極能源、穩晟材料等廠商及中山科學研究院、勤益科大等學研代表，針對「化合物半導體國產設備的機會：#長晶、#磊晶產業」為主題進行熱烈討論，與會者以實際場域應用者的角色提供寶貴的建言，期望我國廠商在第三代半導體發展初期能搶奪先機，佔有優勢的利基位置💪
國研院發表智慧型氣體感測晶片
2016-07-22 17:06:00 經濟日報 曹松清
2014年7月31日晚間，高雄發生丙烯氣爆意外，造成32人死亡、321人受傷，多條重要道路嚴重損壞。如果爆炸現場附近有夠多的氣體感測器，第一時間測知具高危險性的揮發性有機物大量外洩，也許就可以阻止慘劇發生。
目前市面上的氣體感測器，體積都很大，只能安裝在固定位置，或是手持偵測。在高雄氣爆發生後，國家實驗研究院奈米元件實驗室開始研究可以直接安裝在智慧型手機或手錶中的「智慧型氣體感測晶片」，與固定式環境感測器互補，讓人人皆可隨身攜帶，大幅提高感測範圍，加強保障生命財產安全。經過近兩年的努力，目前已經領先全球，開發出揮發性有機化合物、一氧化碳、二氧化碳、甲醛等四種氣體的感測晶片。
現有氣體感測器產品功能不足
根據國際數據資訊公司（IDC）研究估計，全球物聯網（Internet of things, IoT）市場規模在2020年將可達1.7兆美元，而穿戴式及攜帶式產品是其中很重要的產品。在穿戴式及攜帶式產品上安裝的感測器中，用於呼吸分析（如酒測）與空氣污染用的氣體感測器，則被預測為最有可能的應用之一。法國市調機構Yole Development預估，2021年氣體感測器的使用量會從2014年的120萬個，增加到3億5000萬個，成長約300倍，產值將超過20億美元。
為準確偵測氣體流量與種類，目前市面上的氣體感測器體積都偏大。近幾年出現的半導體氣體感測器雛形，大小雖可縮小到1公分以下，但對於攜帶式（如智慧型手機）或穿戴式（如智慧型手錶）產品而言，仍嫌太大，且無法和智慧型手機或手錶的晶片整合，又有耗電量大、無法精準辨識氣體的缺點。
國研院開發「智慧型氣體感測晶片」 人人皆可隨身攜帶
國家實驗研究院奈米元件實驗室運用過去累積的微機電製程經驗，與光寶科技光機電整合技術合作，花費近2年時間，開發出可應用於環境的物聯網晶片「智慧型氣體感測晶片」。
「智慧型氣體感測晶片」是以「金屬氧化物半導體材料」作為氣體感測薄膜，透過不同金屬氧化物與氣體在特定高溫下的氧化反應及還原反應，藉由感測薄膜與電子之間的抓放過程，改變薄膜的電阻，以偵測氣體種類與濃度。
「智慧型氣體感測晶片」有兩大技術特點：一、運用獨特的奈米粒子和奈米孔洞技術製作感測薄膜，不但可增加表面積，提高反應靈敏度；亦可藉由不同金屬奈米粒子的特性，感測特定氣體而提高專一辨識能力。二、開發出特殊之「低應力介電層」，可以提升隔熱效果，將感測薄膜所需之250℃高溫侷限於極小範圍內，如此可以縮減晶片體積，而不致讓此高溫對不耐高溫之部分造成損壞。
藉由這兩項技術特點，國研院奈米元件 實驗室開發出體積僅3毫米x2.35毫米x1毫米的「智慧型氣體感測晶片」，具有微型化、低耗能、可整合於智慧型手機或手錶、可精準辨識氣體等優點，讓「人人隨身攜帶氣體感測器」成為可能。
避免高雄氣爆事件再度發生 推動國內感測技術發展
國研院奈米元件實驗室已創全球業界之先，成功製作出可直接安裝於智慧型手機的氣體感測晶片。如此一來，即可從現有針對空間環境進行偵測的技術，進化至以「人」為中心的環境監測模式。若未來所有氣體感測器的資料均即時上傳雲端，政府相關單位可即時監測各地環境品質，萬一又發生了像丙烯這種揮發性有機化合物的外洩事件，警消或環保單位即可提早警覺、立即處理，也許就可以避免類似高雄氣爆的事件再度發生，或至少可大幅降低傷亡人數。
近年來個人物聯網或穿戴式裝置使用的各式感測器，已逐漸應用於消費性電子、智慧住宅、保全監控、健康照護、交通運輸、百貨零售，以及警急救難等領域。國研院奈米元件實驗室已成功開發出一氧化碳、二氧化碳、甲醛及揮發性有機化合物的「智慧型氣體感測晶片」，未來除持續開發更多類型的氣體感測晶片外，並將進一步推進到工業級及人體照護級的複合式氣體感測需求。
國研院奈米元件實驗室並將建置一開放式製程技術服務平台，讓國內產學研究團隊可以進行物聯網晶片所需之系統整合工作，以繼續協助推動國內物聯網穿戴式產品與生產力4.0所需之感測技術發展。
附圖：
資料來源：http://money.udn.com/money/story/7369/1838908
