創新平台／振動感測晶片 聽出機器病灶

振動感測是診斷、維護機器的重要技術，透過量測細微的振動變化，替機器聽聲辨病灶，及早發現機器中異常或故障的跡象。如果把振動感測晶片比做工具機的聽診器，工研院自主開發的振動感測晶片，便是創新升級版的超級聽診器，挾著全球獨有、最低量測量10奈米以下的超高靈敏度，已成為助攻高階工具機廠商拓展航太市場的最佳利器。

工研院智慧感測與系統科技中心執行長朱俊勳表示，振動感測的靈敏度、精準度至關重要，以工具機為例，刀具磨耗所偵測的振動訊號相當微弱，如果振動感測晶片無法靈敏偵測訊號的變化，隨著刀具磨耗，再精良的工具機都可能在使用一、兩年後，定位精度失準。

朱俊勳指出，在經濟部產業技術司科技專案補助下，工研院費時五年研發全球最靈敏的振動感測晶片，透過創新微動電路及抗電磁干擾設計封裝技術，可量測10奈米以下的微小振動量，一舉超前業界量測的振動量25奈米，更精準量測工具機元件磨耗所產生的微量振動，及早預警檢測，進行預防保養。

負責研發的工研院智慧感測與系統科技中心經理林式庭表示，最難克服的挑戰莫過於振動感測晶片須具備「三高」，即高靈敏度、高頻寬、高耐衝擊度，傳統業界要做到量測量10奈米以下的超高靈敏度，往往犧牲晶片的耐衝擊度。

研發團隊歷經無數次的設計調校，以創新微動電路設計先將頻寬、耐衝擊度維持在高水平，進而滿足高靈敏度，讓工具機的異常辨識率從傳統的80%，提升到95%以上，「傳統業界做不到的事，我們做到了！」

林式庭坦言，振動感測晶片產業化的過程歷盡艱辛，團隊雖已在實驗室進行兩年設計驗證，導入廠商後仍面臨重重考驗，不僅一整周要待在沒有空調、高溫、高濕、高噪音、高油煙的機房環境中作業，還要克服振動感測訊號受到機房電機設備、馬達干擾，團隊為此特別開發了抗電磁干擾設計封裝技術，才解決訊號干擾問題。

如今，微機電振動感測晶片已可廣泛應用於工具機設備與關鍵組件內，如同工具機的心電圖探針，隨時分析工具機運轉狀態，目前已導入國內超過50家業者，如百德機械高階五軸工具機導入智慧振動偵測方案，提升設備精度與穩定度，拓展高階航太供應鏈，預期產值挑戰25億元。