福衛五號CMOS光學酬載 全球首創百分百MIT


2015-05-12 16:50

〔記者湯佳玲/台北報導〕國家太空中心運用台灣半導體產業優勢,做出全球第一顆太空級CMOS影像感測器,全部光學遙測酬載是百分百MIT(台灣製造),裝置於福爾摩沙衛星五號上,明年第一季發射升空,扮演遙測任務。

國家太空中心福衛五號計劃總主持人張和本表示,國際間傳統的遙測衛星所使用的是CCD(電荷耦合元件)感測器,但列為出口管制品,「如果人家不賣你,就只能被別人掐著、或是給你次級品」。

因此太空中心思索運用台灣半導體產業、已經既有的CMOS(互補式金屬氧化物半導體) 製程優勢,發展出全球第一顆應用在太空遙測的線型CMOS感測器,解析度黑白兩米、彩色四米,具有省電、系統電路容易整合的優點,成為太空技術的國際領先者。

黃柏瑄說:「這一切都是從0開始,不知道該怎麼做,只能用猜的,猜國外的光學遙測酬載怎麼做,猜每一個細節國外可能怎麼做。」50人的團隊集思廣益,畫一張張的設計圖,畫了又錯、錯了又畫,材料與技術一個一個試,一項一項克服,例如必須要能承受火箭發射時25G的巨大衝力,若將光學酬載鎖在衛星上,直徑45公分的主鏡易變形失焦,團隊因此從變形2微米,試到1微米、再試到0點1微米,最後以先進的膠合技術,讓變形量小於10奈米。

為了能讓CMOS光學酬載在負200度~200度的太空環境正常運作,酬載外部包覆多層絕熱膜,內部以51顆溫度感測器與39片加熱片,讓其恆溫控制在20度C左右;極精確的光學校準使其主鏡與次鏡的角度誤差小至相當於從台北看墾丁一間透天厝的視角,終於歷經5年時間完成所有測試。

國家太空中心主任張桂祥表示,這是全球第一顆應用於遙測衛星的CMOS影像感測器,也是首枚百分之百全由台灣自製的光學遙測酬載,已裝載在福五遙測衛星上,可應用在國土安全、科技外交、防災勘災、科學研究等,預計明年第一季於美國范登堡基地發射升空,未來每兩天通過台灣一次。如果屆時福衛二號還在,將可與福二組成星系,將對時間解析度有很大幫助。

  • 國家太空中心正工程師黃柏瑄展示手上的太空級CMOS感測器,是全球第一顆。後方為福衛五號1:1比例模型。(記者湯佳玲攝)

    國家太空中心正工程師黃柏瑄展示手上的太空級CMOS感測器,是全球第一顆。後方為福衛五號1:1比例模型。(記者湯佳玲攝)

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