未来半导体的使用将扩大到什么程度？我们现在看到了电子和制造业之外的新领域的发展。其中之一是称为 IoT（物联网）的概念（请参阅系列 2-3，“支持人类和社会未来的半导体 - 物联网半导体”）。物联网的影响是，半导体及其技术将从制造业扩展到基础设施和公共工程项目等“社会”。让我们从土木工程、建筑和农业领域的例子来看看半导体的新可能性，这些领域以前被认为与半导体和电子无关。

监控桥梁恶化

半导体在以前从未使用过的领域中使用的一个例子是桥梁。图1所示为美国伊利诺伊大学、日本东京大学和韩国研究生院KAIST联合进行的桥梁实验。 MEMS振动传感器安装在桥梁的电缆（实际上是钢管）和桥板上，不断记录日常振动，当观察到异常波形时，检测到电缆或桥板的异常。目的是防止桥梁突然倒塌等事故。

[图1]美新的MEMS传感器盒安装在桥绳和桥板上，不断观察振动波形来源：美新

该传感器终端具有图2左侧的盒状结构，并使用太阳能作为其电源。由于不使用电缆供电，因此可以安装在任何桥梁上。尽管为传感器终端供电的太阳能电池被称为电池，但它们并不储存电力（更准确地说，是充电）。为此，就需要一个电容器（英文为capacitor）来储存电力。晚上，当没有阳光照射时，会使用电容器中存储的电力。该框中的内容由右侧所示的基本电路组成。中心的蓝色大方块代表微控制器，周围是存储器和通信线路。本实验采用ZigBee网络通信。

[图2]连接桥电缆的传感器端子及其基本电路来源：美新

在这个传感器终端中，可以认为除了电容器之外几乎所有东西都是由半导体制成的（甚至太阳能也是半导体）。检测振动的传感器采用称为 MEMS（微机电系统）的半导体技术制成，由接收来自传感器的信号的模拟放大器、A-D 转换器、用于控制和信号处理的微控制器、存储数据的存储器、晶体振荡器、ZigBee 收发器等组成。它们都是由半导体产品和电容器、电阻器、线圈等无源元件组成。该系统中使用的半导体要求具有低功耗而不是速度，以便使存储太阳能的电容器的电力尽可能持续。

名为 ZigBee 的网络不会直接从传感器向互联网发送数据，而是从传感器向附近的传感器发送数据，最后从称为网关的终端向互联网发送数据。通常，传输数据需要大量电力，但这种方法具有降低功耗的优点。商用电力线通常用于门禁设备，用于将数据发送到互联网。