2020/06/08

【大成报记者吉雄世╱高雄报导】体积仅绿豆大小，中山大学研发微型化“硅光子陀螺仪驱动芯片”！国立中山大学光电工程学系创建产学研合作模式，开发复合式硅光子陀螺仪模块，研究团队利用硅光子技术，实现全球第一颗微型化光纤陀螺仪驱动芯片，并具备可量产潜力；整体芯片体积小于5mm2，仅约一颗绿豆大小，成本也大幅降低为原本的三分之一。中山大学光电系教授邱逸仁强调，硅光子陀螺仪模块主要应用于无人载具和空拍机等平台稳定，对于生医检测、自动驾驶车辆、智能机器人、航空定位系统、立方卫星等微型化导控有极大的应用市场。
一般市面上流通的光纤陀螺仪为多个零散元件连接形成的系统，以常见的桌上型电脑设备做比喻，需要具备独立的萤幕、主机、键盘等配件结合使用。该研究所开发的陀螺仪驱动芯片就好比是笔记本电脑，将上述配件结合在单一芯片上，大幅缩小体积，不但轻巧且处理功能更有效率。
台湾晶圆厂制程技术具全球领先地位，整体半导体制造产业链完整且成熟，硅光子技术先天与晶圆厂制程相匹配，相当适合台湾高科技产业发展。两年前，中山大学邱逸仁教授与刘人仰特聘研究员领军，和教授王朝钦、林宗贤、李晁逵、魏嘉建、副教授于钦平、洪勇智及助理教授王俊达组成研发团队，结合台湾半导体中心与科毅光电股份有限公司研究能量，争取并获得科技部旗舰型硅光子专案计划，研发“复合式硅光子光纤陀螺仪”。
研发团队指出，这颗“微型化硅光子陀螺仪驱动芯片”利用雪铁龙硅光子光电积体电路平台开发，结合多个创新硅光子元件设计概念，使整体芯片体积大幅微缩，制造成本亦大幅降低，前景无限。硅光子积体电路为近十年来相当受注目的尖端突破性技术，使用光子来传输与处理信号，具有超高带宽、高分辨率、低耗能与不受电磁干扰等优势，其应用已扩展至光传感系统、高速光链接、物联网、量子计算与生物医学领域。国际半导体大厂英特尔、格罗方格、三星等皆投入大量人物力开发此技术，并已有诸多商品化成功案例。
中山光电系长期研究光电半导体、投入硅光子发展技术，协助工研院电光所创建硅光子被动元件设计数据库，并执行全台湾第一个硅光子研究的国家型计划，奠定硅光子技术扎实的发展基础。多年来中山光电系团队协助半导体厂台积电与外商欧西普亚洲开发硅光子关键元件与系统，与联亚光电发展高速激光与调变器，更与日本产业综合研究所AIST签订合作备忘录，共同发展异质集成硅光子技术。中山光电系与比利时根特大学已签订硕博士双联学位，以此结合欧洲最大硅光子制程机构IMEC，培育世界级硅光子人才。
图说1：与一般市售芯片相较，中山大学团队研发的“硅光子陀螺仪驱动芯片”体积小于5mm2，仅约一颗绿豆大小，成本也大幅降低为原本的三分之一。
图说2：中山大学所开发的陀螺仪驱动芯片就好比是笔记本电脑，将所需配件结合在单一芯片上，大幅缩小体积，不但轻巧且处理功能更有效率。
图说3：国立中山大学光电工程学系创建产学研合作模式，开发复合式硅光子陀螺仪模块，研究团队利用硅光子技术，开发出全球第一颗微型化光纤陀螺仪驱动芯片，并具备可量产潜力。