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與我們生活習習相關的公尺、公斤等單位之國際單位制(International System of Units, SI)即將出現重大變革,為因應此百年一遇的大挑戰,經濟部標準檢驗局於今 (21) 日辦理「520世界計量日-國際計量發展趨勢研討會」,以「國際單位制的進化─以常數為基本單位定義的基礎」為主題,宣告「NEW SI」新時代的來臨。

活動邀請到美國國家標準與科學研究院(NIST)的榮譽科學家吳文立博士針對半導體計量之現況與挑戰;及國內產業代表─國際半導體產業協會(SEMI)台灣區總裁曹世綸就半導體如何針對新標準定義所需的因應作法,擔任專題演講。

經濟部標準檢驗局劉明忠局長於開幕典禮上表示, 2018年對計量領域而言,無疑是百年一遇的大挑戰。國際單位制涵蓋長度、質量、時間、電流、溫度、物量及光強度七個基本單位,它是人類社會運行的重要骨幹,從日常生活至尖端科技,幾乎沒有任何事不與SI緊緊相連。

2018即將面臨的變革,包括七個基本單位中即有千克、安培、克耳文和莫耳四個基本單位將重新定義。以質量的單位「公斤」為例,目前定義1公斤的標準是質量1公斤的「鉑銥公斤原器」,這是自1889年所定義的標準,至今已歷經130年。然而公斤原器在130年內出現了50微克的改變,因此國際度量衡委員會自2004年即啟動質量新定義的研究,發展利用更穩定的量子力學常數-普朗克常數h來重新定義質量單位「公斤」,預計於今 (2018)年底之第26屆國際度量衡大會通過SI基本單位新定義取代之。這是一個朝向自然法則定義SI的歷史性轉變,修訂後的SI將完全基於自然常數,以量子現象為基礎複現最基礎的標準,不再有標準因時因地改變的情形發生。

為確保我國質量標準追溯不受新定義實施的影響,國家度量衡標準實驗室在標檢局的支持下,積極進行新公斤質量量測系統之建置,新定義實現的方法有兩種,分別為瓦特天平法(Watt Balance)與X射線晶體密度法(X-ray Crystal Density method, XRCD method),其質量標準分別為瓦特天平及矽晶球。

劉局長強調,”50微克”對日常生活影響不大,對產業卻有關鍵性的影響力,新標準系統的建立可協助推動高科技產業發展,掌握精密的量測數據,未來世代的工業4.0生產自動化、物聯網及大數據等嶄新技術,皆需要精準的量測來協助這些技術趨向更精密、更準確。

【科技小辭典】

. 1微克=10-6

. 4個基本單位新定義包括:
質量單位「公斤」由普朗克常數所定義
溫度單位「克耳文」由波茲曼常數所定義
電流單位「安培」由基本電荷所定義
物量單位「莫耳」由亞佛加厥常數所定義

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