成大電機系張順志副教授研究團隊創新技術，設計全球耗能最少的IC晶片

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圖說: (左)林英儒博士生、(中)張順志副教授、(右)黃冠穎傅士生

(20100826 16:38:24) 節能省電有一套，國立成功大學設計節能IC，屢有突破，成大電機系張順志副教授所領導的博士班學生研究團隊，創新三項資料轉換器積體電路(Integrated Circuit, IC)設計技術，分別創下出全世界最低能量消耗的IC晶片的紀錄，相較於傳統設計方式可節省達80%的能量。研究成果登上有IC領域「奧斯卡」之稱的國際固態電路會議（IEEE International Solid-State Circuits Conference，ISSCC），以及Symposium VLSI Circuits，DAC等頂尖研討會議，足見研究團隊多項技術已達世界一流水準。

　增加電子產品的品質，資料轉換器扮演關鍵性的角色。在眾多不同架構的資料轉換器中，張順志副教授的研究團隊，針對目前具有較低功率消耗和低面積優勢的「逐漸趨近式類比至數位轉換器」，提出了多個新的電路設計技術，進行架構與電路上改良，不但大幅提升操作速度與精確度，甚至能夠降低功率消耗。例如團隊設計之「電容切換機制」比傳統方式節省約80%的能量，可提升電子產品操作與待機的時間。這些研究成果比起目前已知國際文獻中一流的作品有著更優異的結果，團隊更是精益求精，屢屢刷新自己的新紀錄，提出更節能的設計作品，持續在國際舞台發光發熱。

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上海2014年8月18日電 /美通社/ -- 今天，全球領先的高性能太陽能光伏產品制造商晶澳太陽能宣布其高效潤秀多晶組件(RIECIUM) 通過 TUV 南德的500小時超嚴苛 PID 測試 （85攝氏度 ，85%相對濕度，-1000V電壓），組件功率衰減普遍小於2%。公司之前已經正式承諾該產品可以通過兩倍 IEC 標准的加嚴 PID 測試 （85 攝氏度 ，85%相對濕度，-1000V電壓，192小時）。

今年2月全球發布的潤秀組件外觀顏色非常接近單晶組件，目前組件量產平均轉換效率超過18.6%，組件量產功率可達270W，高出常規多晶產品10W以上。

「RIECIUM 組件通過500小時 PID 測試是晶澳在生產高可靠性光伏產品道路上的一個新的裡程碑。」晶澳首席運營官劉勇說，「新測試再次證明晶澳不斷突破光伏科技的努力和決心，產品卓越的可靠性將給客戶帶來重大收益。」

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成大材料科學及工程學系丁志明特聘教授獲得科技部肯定，他特別感謝校方、材料系的栽培，他說氣相成長碳纖維材料的散熱效果僅次於昂貴的鑽石，其超高導熱系數是銅的5倍，密度只有僅有銅的1/4不到，是行動裝置散熱材料的首選。

丁志明特聘教授強調，氣相成長碳纖維材料是以廉價的烴類氣體為原料，藉由觸媒以化學氣相沈積法所合成，其成長原理雖簡單，但技術門檻相當高，成功大學是目前全世界唯一擁有此材料製程及量產技術專利者。

氣相成長碳纖維及其衍生之多種複合材料適用於智慧型手機、平面電視、筆電、平板電腦、超級電腦，或高功率、高密度的LED，以及高功率、高密度鋰離子電池模組，以及其他任何高功能、輕薄之電子、光電、通訊產品等；也適用於現在日本最流行的快速解凍砧板，有助於食物的烹煮。

據了解，根據國際數據機構的預估，智慧型手機在2014年的需求約70億支，若依據智慧型手機的平均尺寸進行核算，本產品約有新台幣500億的產值，若再延伸至其他以上列舉之應用範圍，預期每年將可達到新台幣兆元以上的產值效益。

丁志明特聘教授目前擔任成大材料科學及工程學系系主任，他在學術上的研究領域包含應用於太陽能、散熱及結構用奈米及薄膜材料的研發，至今已發表上百篇頂尖國際學術期刊論文，並曾榮獲美國學術成就學者獎、中國工程師學會傑出工程教授獎，及國內外多個研討會論文優等獎。

丁志明特聘教授多年來不僅致力於學術研究，更努力將學術研究之成果落實於產業界，至今已完成多項技術移轉，包括散熱片技術及含奈米碳纖維之結構材料技術等，並曾多次獲得成功大學執行產學合作獎勵技術移轉績優獎及國科會技轉個案獎。此外，丁教授也曾輔導台南市之的地方傳統產業，助其成功生產出高科技的奈米碳纖維產品，他也因產學合作的優良績效及技轉成果，獲得李國鼎科技獎金質獎章和美國R&D100發明獎得主。

訊息來源：成功大學

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超高導散熱材料產業應用績優 成大材料系丁志明教授 榮獲科技部傑出技轉貢獻獎   


(20140619 16:03:53)創新研發，有效解決電子產品的散熱問題，成功大學材料系特聘教授丁志明研究團隊以「超高導熱氣相成長碳纖維之開發」技術移轉案，榮獲科技部(原國科會)肯定，頒發102年度「傑出技術移轉貢獻獎」，成大顏鴻森副校長代表校長於校務會議中頒授獎牌，給予高度肯定。此次全國獲獎團隊僅有九隊，丁志明教授能從眾多競爭者中脫穎而出，實屬難得。

科技部自民國九十年起，為表彰積極將科技部補助計畫所衍生之研發成果投入技術移轉，且獲得權利金與衍生利益金總額超過新台幣一百萬的研究人員及研究團隊，每年從各大學或研究機構推薦的團隊中進行評選，擇優頒發「傑出技術移轉貢獻獎」。

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「智慧型太陽能冷氣」是臺南大學與廷鑫金屬集團產學合作共同研發的成果，該系統是利用多組太陽能板集電，經過能量轉換為交流電而供給冷氣機使用，也就是以太陽能電池將陽光轉為電能供電給冷氣機，冬天可以另外用於電冰箱或電暖爐等家電產品。當陽光越大時，可以享受冷氣的時間也越久，達到太陽能「即產即用」的效能。該系統還安裝有自動切電功能，在天候不佳時改由市電供電，提高供電穩定度與系統使用率，讓消費者充份利用太陽能所產生的能源，充分響應環保創新觀念，並解決臺灣電費高漲的問題。

本系統在參展過程中深受歐美各國廠商高度的尋問及讚賞。由於全球能源氣候變遷，環保意識抬頭，全球各國紛紛開發綠色能源，其中尤以歐美先進國家最為盛行。綠色能源不但可以減少二氧化碳排放量，又有無限使用及零污染等的優點，所以參展過程中，各國廠商不斷尋問產品專利、代理以及合作等問題，讓本產品增添無限商機及市場潛力。

指導教授傅耀賢老師表示，由於地球資源有限，加上太陽電池技術成熟，因此由研究生吳柏廷提出想法，發揮巧思組裝出對人類生活有益處的作品，不僅符合當下時機，又為地球環保多一份貢獻。他非常鼓勵學生出國參加國際發明展，藉由交流，讓世界看見台灣孩子的創意天份，看見台灣無限的未來。

此次臺南大學學生榮獲金牌殊榮，足見學校多年深耕能源科技教育與建教合作，致力提供學生創意與實作的舞台，也讓學生體現努力與收穫的喜悅。



訊息來源：國立台南大學

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圖說：國立臺南大學綠色能源科技學系研究生吳柏廷以「智慧型太陽能冷氣」參加2013英國倫敦國際發明展勇奪金牌

(20131104 18:10:02)國立臺南大學綠色能源科技學系研究生吳柏廷以「智慧型太陽能冷氣」參加2013英國倫敦國際發明展勇奪金牌，消息傳回臺南大學，全校師生與有榮焉。

此次發明展共有12個國家參加，作品高達數百件，競爭相當激烈。臺南大學參展的「智慧型太陽能冷氣」，是以環保概念作為出發點，利用再生能源有智慧分配能量於家庭中最耗電的家電產品中，系統不僅能供電於冷氣，還能提供電冰箱或電熱系統所需的電力，突破以往系統僅能單一負載供電的限制，因此贏得評審的青睞，在國際舞台上大放光彩。

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本屆全球未來能源競賽(International Future Energy Challenge, IFEC 2013)，分為Topic A與Topic B等兩個主題。其中，由成大電機系教授梁從主、陳建富一起帶領的碩士生謝儀勳、李冠文及大學生梁慧雯、余祥鳳、蔡士文與莊景翔等六人組成的成功大學團隊參加Topic B的競賽，題目為 Low power off-line light-emitting diode (LED) driver with long lifetime（高壽命高效率可無線調整亮度之發光二極體(LED)驅動電路設計）。

這項競賽為期一年，在2012年9月開放全球大學提案報名，經過多次的進度報告，及2013年3月的複賽，最後僅有9支勁旅進入2013年7月26日至30日在杭州浙江大學舉行的決賽，9支勁旅除成功大學外，還有北京清華大學、浙江大學、杭州電子科技大學、南京航空航太大學、北方工業大學、孟加拉University of Engineering and Technology、印度National Institute of Technology Karnataka Surathkal、..等世界名校的勁旅。

2013年IEEE IFEC競賽著重創新設計、高效能表現、高壽命與高效率、與團隊合作的能力，比賽所要求之規格較一般市面產品更為嚴苛，使得參賽隊伍都面臨相當大的挑戰。

此次，成功大學團隊經過一年的努力，設計了LED驅動電路結合了高效率返馳式轉換器與可降低LED低頻漣波電流之低頻漣波消除器，可適用於全球不同的電壓輸入，並能提供穩定的電流輸出，又具有架構簡單、成本低廉、高效率以及高壽命等特點，滿足高規格要求，深受評審的青睞，獲得最佳工程成就獎(Best Engineering Achievement)與特別獎-最佳創新設計獎(Best Innovative Design)兩個獎項，堪稱最大贏家。

訊息來源：成功大學

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黃煌煇校長認為大學偉大與否，不在於發表學術論文篇數的多寡，而是要看論文能否產出對人類有幫助的產品、把學術成果轉化成產業發展的助力，這樣的學術研究才有價值。德國在這方面的教育非常成功，值得台灣學習。

他說，現階段的大學教育，都只重視學術研究而忽略理論與實作結合的重要，大學教育體制改革，一定要引進業師，一方面讓學生瞭解業界的需求，一方面讓業界順利找到適當的人才。如果學生具備理論基礎、實作又好，到企業很快就上手。

成大電機系教授梁從主報告喜訊之外，也向校長黃煌煇透露這項高壽命高效率可無線調整亮度之發光二極體(LED)驅動電路設計，目前已經申請專利中，而過去開發的LED驅動技術已技轉廠商，其技轉金新台幣一千二百六十萬元。

電機電子工程師學會 (Institute of Electrical and Electronics Engineers，簡稱IEEE)，為全球最大的專業技術組織之一。該學會的Power Electronics Society、Industrial Electronics Society、Industry Application Society、及美國Power Source and Manufacturer Association等四個最具代表性的綠能電子協會，每兩年贊助舉辦一次全球未來能源競賽(International Future Energy Challenge, IFEC)，藉以提昇綠能電子相關技術。

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競賽主席徐德鴻(左一)與張軍明(右一)頒獎授予成功大學參賽團隊(左二起:謝儀勳、李冠文、梁慧雯、余祥鳳、蔡士文、莊景翔、梁從主教授)

(20130815 13:41:51)成功大學電機工程學系師生，硬是了得！他們設計的「高壽命高效率可無線調整亮度之發光二極體(LED)驅動電路設計」，具備架構簡單、成本低廉、高效率及高壽命等特性，在大陸浙江大學舉行的全球未來能源競賽(International Future Energy Challenge, IFEC 2013)眾多國際名校勁旅中，一舉拿下最佳工程成就獎(Best Engineering Achievement)及特別獎-最佳創新設計獎(Best Innovative Design)等兩項大獎。

成大校長黃煌煇今天特別召見，當面予以嘉勉，稱讚他們是把理論與實作結合在一起的成功典範。

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除了發表在ISSCC的成果令人驚豔，張順志副教授的團隊最新於2010年6月發表在積體電路重要國際會議IEEE Symposium on VLSI Circuits的「利用可變視窗功能的切換機制」技術，利用一個可變的視窗(variable window)作為輔助預測電路來避免不必要的電容切換，可以有效降低電路的功率消耗，平均每次轉換所消耗的能量僅為11 femto(10-15)焦耳。此一作品再度創下目前全世界相同規格最低能量消耗的作品。

　運用這些研究成果，張順志副教授指導博士班學生組成的成大電機工程研究所團隊，包括隊長劉純成及隊員林英儒和黃冠穎，以「高速高能量轉換效率的逐漸趨近式類比至數位轉換器」(High-speed High-energy-efficiency Successive-approximation-register Analog-to-digital Converters) 設計，贏得今年「旺宏金矽獎」設計組唯一之「評審團金獎」，獲得新台幣150,000元獎金，及每人獲得獎座乙座，並由中研院前院長李遠哲院士親自頒獎。此外，張順志副教授指導之另一團隊，由林英儒任隊長及劉純成、黃冠穎、許雅婷為隊員亦以「類比與數位世界之間的橋樑」為題也獲得「旺宏金矽獎」設計組優勝獎。顯見成大領軍的IC設計團隊已在國內、外揚眉吐氣。

　近年來可攜式通訊影音電子裝置的需求快速成長，各家廠商無不設法延長產品的工作與待機時間，以提升產品競爭力。由於電池續航力的成長緩不濟急，如何減少電子元件的耗電量，達成低功率消耗電路設計，便成為目前學界與業界重要的研發目標。然而，影音通訊必須在短時間內處理大量的資料，其需要高速資料轉換器來進行訊號轉換。一般而言，高速資料轉換器的消耗功率非常大，如能盡可能降低高速資料轉換器的消耗功率，將可大幅降低整個系統的消耗功率。成大張順志副教授所帶領的「固態電路與系統實驗室」研究團隊特別針對資料轉換器進行研究，研究團隊提出數個高速低耗能設計技術，並基於所提出的技術研製數顆類比至數位轉換器晶片，其實測效能領先全世界規格相近的所有作品，研究成果斐然。

訊息來源：成功大學

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　據了解，高速類比至數位轉換器為高速無線傳輸與高品質視訊多媒體產品之關鍵元件。隨著製程的持續進步，逐漸趨近式類比至數位轉換器的效能(操作速度與功率消耗)應該還可以更進一步的提升，預期未來逐漸趨近式類比至數位轉換器將成為主流的架構。由張順志副教授所提出的電路設計技術，是研發高速低耗能之逐漸趨近式類比至數位轉換器的重要關鍵技術，對於提升台灣在行動通訊及多媒體產品中關鍵元件的效能與自行研製能力皆能有所助益。

　目前全球半導體大廠所使用的資料轉換器晶片平均每次轉換所消耗的能量多在100 femto(十的負十五次方,10-15 )焦耳以上，在張順志副教授所提出的「二進制比例的錯誤補償機制」技術，經過65奈米製程的實作結果顯示，平均每次轉換所消耗的能量僅為15.5 femto(10-15)焦耳。在ISSCC發表時打敗所有國家的設計，為目前全世界耗能最少的晶片。

  『當時第二與第三節能的作品分別是日本富士通(Fujitsu)與美國伊利諾大學(Illinois)所研發的晶片，耗能分別為30femto(10-15)與31.4 femto(10-15)焦耳，已經是很節能的作品，沒想到成大所推出的成果節能效果達到兩倍，令各國驚豔。』張順志副教授說。張順志副教授說明，利用「二進制比例的錯誤補償機制」技術是與奇景光電產學合作的成果，並已先後獲得美國與中華民國專利。他們的研發成果也吸引台灣半導體大廠聯發科技等公司的注意。

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　除了研發技術，研究團隊也透過實際的晶片下線和量測驗證，證實所提出之電路設計技術可以有效提升電路的操作速度以及降低每次轉換所消耗的能量。研究團隊在實作上採用多種製程(包括180奈米、130奈米、以及先進的65奈米)來研製多個10位元、中高速(每秒一千萬次取樣至每秒一億次取樣)的類比至數位轉換器。所提出的電路技巧也都實際經過晶片的量測驗證，量測的效能相當的突出。已先後獲得美國與中華民國專利，隨時可以進行製程生產。

　張順志副教授研究團隊針對IC電路設計提出的三項改進技術，分別是利用單調式的電容切換機制(Monotonic Capacitor Switching Procedure)、二進制比例的錯誤補償機制(Binary-Scaled Error Compensation)、利用可變視窗功能的切換機制 (Switching Procedure with Variable Window Function)，利用三項技術分別達到提升晶片操作的精確度、速度、降低功率消耗等功能。

  不僅如此，三項技術皆創下全世界相同規格最低能量消耗的紀錄，並且分別發表在積體電路領域具備指標性地位的國際會議。其中，二進制比例的錯誤補償機制的科研成果，登上號稱IC領域「奧斯卡」的國際固態電路會議（IEEE International Solid-State Circuits Conference，ISSCC），為全球先進固態電路領域研發趨勢的重要指標，更被IC領域視為技術發表的最高殿堂，研討會的內容往往是半導體產業的發展方向與趨勢，能夠發表於該頂尖國際會議，備受產業界矚目。