チップは単なるビジネスチャンスではなく、台湾の守護天使でもあります。環境センシングからスマートな伝染病予防まで、チップ技術はどのように私たちを守ってくれるのでしょうか。

環境品質が私たちに与える影響は、健康や経済要因を含め、あらゆるところに及んでいます。台南市北門郷の黒足病記念館は、水質汚染による被害を目の当たりにしています。行政院農業委員会は、南投や嘉義などの茶の産地に気象観測所を設置し、環境情報を科学的に記録して農業生産を向上させることを望んでいます。近年、メディアは健康と密接な関係があるPM2.5大気汚染と一酸化炭素中毒に関するニュースを頻繁に報道しています。半導体工場の生産には、環境品質の厳格な管理が必要です。テクノロジーが常に人間の本性から生まれるのであれば、環境品質を監視できるセンサーは間違いなく大きな注目を集めるでしょう。

環境センサーは幅広く使用されているため、さまざまな種類があります。普及させるには、価格、サイズ、消費電力などの要素も考慮する必要があります。近年、半導体産業の急速な発展により、価格、サイズ、消費電力の考慮事項を満たす小型で多様な環境センシングチップの開発が可能になりました。これらの環境センシングチップが将来、携帯電話、住宅、コミュニティ、農地、工場、さらには電柱や街灯に設置されたと想像してみてください。環境をリアルタイムで監視できるだけでなく、時間の経過とともに環境ビッグデータを収集し、病気の追跡、水質の改善、産業のアップグレードなどを支援し、生活の質を向上させることができます。

環境センシングチップはあらゆるところに存在します。「センシング能力」こそがインテリジェンス実現の基盤です。

TSMCなどのハイテク企業が開発した半導体関連技術も、センサーチップの開発に広く使用されています。たとえば、有名な任天堂のWiiやSwitchは、モーションセンサーチップを使用して体性感覚ゲームを実現しています。消費電力の利点により、現在、携帯電話などの消費者向け電子製品に広く使用されており、より便利で多様なヒューマンコンピューターインタラクションを提供しています。

筆者と国立清華大学の李勝賢教授、王楡林教授、国立台湾科技大学の柯正浩教授ら4名を含む我々のチームは、モノのインターネットやビッグデータ技術と統合された環境センシングが健康と産業に与える影響と重要性を予見していた。そこで我々は科学技術部のムーンシューティングプロジェクトを利用して、双方の多様な専門知識と半導体産業チェーンの実践経験を組み合わせ、温度や湿度、圧力、騒音、赤外線、浮遊粒子、重金属、分光計などの環境センシングチップを開発し、応用分野に応じて前述のセンサーを統合した。このチップは、信号処理および無線伝送チップと組み合わせることで、インテリジェントで多機能な環境センシングハブを実現している。

上記の環境センシングチップは、携帯電話、家電製品などのデバイスと簡単に統合できます。その応用範囲は個人や家庭にまで及びます。例えば、個人は携帯電話を通じて空気の質をリアルタイムで監視できます。誰もが収集したデータを通じて、異なる時間や地域の環境情報を記録できます（Google Trafficなど）。また、将来の医療、疾病管理、工場の汚染、さらには住宅販売にも重要な参考値となります。

家庭向けでは、エアボックスなどのよく知られた製品のほか、家電製品に搭載された環境センシングチップは、キッチンの排煙効果を確認したり、エアコンの運転モードを制御したりするためにも使用できます。 業界に関しては、前述の茶園の温度と湿度の状況、カドミウムによる米の汚染事故を避けるための農業灌漑の水質監視など、挙げればきりがありません。 つまり、環境センシングチップの需要は遍在しており、感知能力はインテリジェンスを実現するための基礎です。

シリコンアイランド台湾を活用！半導体産業チェーンを結び、センサーチップの国家チームが形成されつつある

30年以上の努力を経て、台湾は上流と下流の半導体産業の完全なチェーンとクラスターを確立しました。これは我が国の重要な経済的生命線でもあります。私たちのチームは国産技術の優位性を理解しています。著者と卒業生、業界に奉仕する友人が設立した産学連盟を通じて、システム、設計、製造、パッケージング、テストの各分野で国内の業界関係者と緊密に協力し、環境センシングチップ関連技術を開発しています。中国の半導体産業チェーンを完全に接続して、センサーチップの国家チームを形成します。

例えば、温度、湿度、圧力、赤外線センサーチップはTSMCのプロセスを使用して製造され、重金属水質センサーチップはJingyuan OptoelectronicsのプロセスとASEパッケージングを使用して製造されています。その中で、Wang Yulin教授とKe Zhenghao教授はそれぞれ2つの新しいスタートアップ企業も設立しました。

疫病の影響により、赤外線センサーなど、迅速な検査を支援する多くの環境センシングチップの需要が非常に高くなっています。また、センシングチップは工作機械、医療機器など、一部の高価格製品にも徐々に採用され始めています。そのため、センサーチップは重要な戦略技術となり、我が国の半導体産業の影響力と重要性も継続しています。

センサーチップは、スマートな伝染病予防と迅速なスクリーニングのための新たなビジネスチャンスを切り開きます

このプロジェクトの実行中にCOVID-19パンデミックが発生したため、前述の赤外線センサーチップなど、チームが開発したいくつかのセンサーチップが使用される機会が増えました。

また、柯正浩教授の小型分光計「神光精密迅速スクリーニング機器」は、図3に示すように、市販の医療用分光計に比べて小型で高速という特徴があるため、医療システム（高雄小港、淡水馬坡病院などの病院を含む）に導入され、迅速スクリーニング検査ストリップの解釈に役立ち、万華地区の5,000人を対象に迅速スクリーニングも実施しました。

「神官精密迅速スクリーニング装置」は持ち運びが簡単で、精度も高いため、将来的には病院から出て、個人や家庭で広く使用される機会があり、これに基づいて大量のデータを取得でき、専門機関が分析して、より高い派生的な利益を生み出すことができます。そのため、「神官精密迅速スクリーニング装置」は国家イノベーション賞（トップ50の防疫技術）を受賞し、米国FDA（米国食品医薬品局）の認証を取得しました。これは、その商業的価値を十分に発揮しただけでなく、チップがビジネスチャンスであるだけでなく、台湾、さらには世界の守護天使でもあることがわかります。