智能感知需求擴(kuò)大 高效傳感器出貨大增

　　高效能感測(cè)器需求將持續(xù)走揚(yáng)。隨著智慧化應(yīng)用風(fēng)潮興起，具備高精密度、準(zhǔn)確度和線性度的高效能感測(cè)器，不僅已成為行動(dòng)裝置的必備關(guān)鍵元件，更開(kāi)始滲透至個(gè)人電腦、照明、汽車、醫(yī)療和個(gè)人健身等應(yīng)用領(lǐng)域，整體出貨量可望不斷攀升。

　　相較于過(guò)去，行動(dòng)電話、媒體播放器及汽車等設(shè)備能提供消費(fèi)者更多娛樂(lè)、生產(chǎn)力、知識(shí)與通訊功能。目前電子產(chǎn)品的感測(cè)器已經(jīng)成為一項(xiàng)重要且普及的關(guān)鍵元件，而更精準(zhǔn)、精確以及更可靠的先進(jìn)感測(cè)器功能，正是半導(dǎo)體元件廠商可大展身手之處。事實(shí)上，在電子元件產(chǎn)業(yè)中，高效能感測(cè)器系處于快速成長(zhǎng)的市場(chǎng)，以下將就總體市場(chǎng)趨勢(shì)及半導(dǎo)體感測(cè)器規(guī)格與其介面技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分析。

　　電子感測(cè)器打造智慧生活

　　現(xiàn)今推動(dòng)先進(jìn)感測(cè)器使用率成長(zhǎng)的重要趨勢(shì)有三，首先，行動(dòng)裝置須能夠更精準(zhǔn)感知使用者所處的環(huán)境，如此這些裝置才能發(fā)揮更適切的功能。此外，感測(cè)器需更快速、效能更強(qiáng)大的處理器，以處理更多感測(cè)輸入訊號(hào)細(xì)節(jié)。最后，拜元件微型化之賜，即使行動(dòng)裝置外形尺寸縮小，仍可以容納更多的感測(cè)裝置。

　　市場(chǎng)研究顯示，使用者期望行動(dòng)裝置能夠準(zhǔn)確地感測(cè)到環(huán)境變化，并且針對(duì)這些資訊輸入訊號(hào)進(jìn)行智慧化回應(yīng)。先前消費(fèi)者大多聚焦于行動(dòng)裝置數(shù)位內(nèi)容及處理器規(guī)格，很容易忘記周遭的真實(shí)世界其實(shí)是類比環(huán)境，這是一個(gè)先進(jìn)類比感測(cè)器與感測(cè)器介面可發(fā)揮功能的領(lǐng)域。

　　舉例而言，手機(jī)會(huì)感測(cè)到使用者試著要在強(qiáng)光下觀看螢?zāi)?，于是螢?zāi)涣炼葧?huì)自動(dòng)增加，讓顯示內(nèi)容比較容易被看清楚。同樣地，當(dāng)使用者在黑暗的房間中使用電話時(shí)，螢?zāi)涣炼染蜁?huì)降低，以便節(jié)省電力，這正是環(huán)境光線感測(cè)的適光性功能，這與人類所做的非線性回應(yīng)相同。

　　同樣的，汽車感測(cè)器可提高駕駛者與乘客的舒適度、安全性和旅游經(jīng)驗(yàn)。停車感測(cè)器、座椅壓力感測(cè)器，以及可以自動(dòng)啟動(dòng)駕駛燈的光線感測(cè)器等，都已是普及度極高的產(chǎn)品?，F(xiàn)今汽車已可以感測(cè)車輛是否偏離所屬車道，或是當(dāng)車輛和前方車輛距離太過(guò)接近時(shí)，比駕駛更迅速反應(yīng)、啟動(dòng)自動(dòng)煞車。

　　電子感測(cè)器也被應(yīng)用于駕駛所看不到的地方，例如，新一代汽車在煞車踏板與煞車間、或方向盤(pán)與前軸間，將不再采用機(jī)械式連結(jié)。相反的，電子式角度感測(cè)器將會(huì)在開(kāi)車過(guò)程中量測(cè)踏板的位置或方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將這些位置資料回饋給煞車或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)，該設(shè)計(jì)將提供車輛更高的可靠性、較低的重量、更低的功耗且更容易組裝。

　　應(yīng)用范疇擴(kuò)大感測(cè)器出貨量看漲

　　在個(gè)人健康和健身領(lǐng)域，過(guò)去僅限于醫(yī)院設(shè)備的心跳監(jiān)控、呼吸頻率、血壓、血糖和血氧量量測(cè)，現(xiàn)在已延伸應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)、個(gè)人健身和居家領(lǐng)域。此外，在照明應(yīng)用中，新類型的認(rèn)知光線感測(cè)器可以模擬人眼對(duì)光線的反應(yīng)，而毋須考慮紫外線和紅外線等非可見(jiàn)光。這些感測(cè)器可提供3～220,000流明(lm)的動(dòng)態(tài)范圍和一個(gè)數(shù)位內(nèi)部整合電路(I2C)接口，在商業(yè)照明上可被用于啟動(dòng)「日光采集」功能，也就是說(shuō)，燈泡能因環(huán)境變化準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)照明設(shè)備亮度。

　　另一方面，準(zhǔn)確的色彩感測(cè)器可以調(diào)整個(gè)人電腦(PC)或是電視螢?zāi)坏念伾?，以補(bǔ)償環(huán)境照明情況，無(wú)論周遭環(huán)境變化，皆能產(chǎn)生鮮明生動(dòng)的色彩。在所有應(yīng)用中，半導(dǎo)體感測(cè)器和感測(cè)器介面在精密度、準(zhǔn)確度和線性度方面的提升，正是讓使用者能更有效率使用電子產(chǎn)品的關(guān)鍵。

　　事實(shí)上，高解析度先進(jìn)感測(cè)器的需求正在增加中，這類感應(yīng)器如磁性旋轉(zhuǎn)編碼器，可以檢測(cè)小到0.02度的角度變化;而其他應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)編碼器則可以測(cè)量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到每分鐘八萬(wàn)兩千轉(zhuǎn)。拜摩爾定律(Moore'sLaw)所賜，處理器等邏輯元件的效能不斷提升，電晶體成本(Cost-per-transistor)則不斷下降。

　　對(duì)于高效能類比元件制造商而言，這是一個(gè)良性循環(huán)--由于類比積體電路(IC)訊號(hào)處理需求增加，帶動(dòng)處理器能力不斷地提升，例如在馬達(dá)控制系統(tǒng)中，高效能處理器針對(duì)角度測(cè)量進(jìn)行精確處理后，可使定子電流得到更精細(xì)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而將轉(zhuǎn)子行程上每一點(diǎn)的扭力加以最大化，讓最新一代的電子馬達(dá)可以提供電動(dòng)車平順的動(dòng)力，并提升整體車輛可靠度。

　　微型化是促成先進(jìn)感測(cè)器應(yīng)用不斷成長(zhǎng)的第三大趨勢(shì)，也可以說(shuō)是電子產(chǎn)業(yè)的奇跡。這種趨勢(shì)在數(shù)位領(lǐng)域最為明顯，微型化促進(jìn)訊號(hào)處理電路的成長(zhǎng)速度和能力。如今擁有四核或八核處理器比10年前所使用的單核心處理器占用更小的空間。電子產(chǎn)品每平方毫米(mm2)電晶體的數(shù)量每2年就會(huì)增加一倍的摩爾定律，已經(jīng)在晶圓制程不斷改進(jìn)下得到驗(yàn)證。

　　以行動(dòng)電話為例，一般而言，手機(jī)使用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)，該元件可較傳統(tǒng)的電容式麥克風(fēng)(ECM)提供更好和更強(qiáng)大的效能。MEMS麥克風(fēng)需要一個(gè)高靈敏和線性感測(cè)器介面，做為微機(jī)電感測(cè)器輸出電壓和訊號(hào)處理電路輸入電壓間的橋梁。業(yè)者從第一代的麥克風(fēng)封裝到目前的第五代元件，已將感測(cè)器介面線路的晶片尺寸降低80%，且始終使用0.35微米(μm)制程制造。

　　單顆元件占位空間減少代表行動(dòng)電話制造商可以在產(chǎn)品中容納更多元件，所以，現(xiàn)今最先進(jìn)的行動(dòng)電話會(huì)納入兩個(gè)或是三個(gè)麥克風(fēng)，以分別感測(cè)周遭環(huán)境的噪音與說(shuō)話者的聲音，從而濾掉環(huán)境噪音，讓通話雙方可更清楚聽(tīng)到彼此聲音。

　　感測(cè)器和感測(cè)器介面的微型化，使得更多終端產(chǎn)品能大量使用這類元件，這能讓終端產(chǎn)品得以更靈敏且智慧地回應(yīng)所處環(huán)境，以及來(lái)自使用者及其他相關(guān)設(shè)備所輸入的訊號(hào)。

　　感測(cè)器市占持續(xù)擴(kuò)大

　　顯然的，上述推動(dòng)電子產(chǎn)品感測(cè)器數(shù)量的三種技術(shù)趨勢(shì)將在未來(lái)幾年持續(xù)發(fā)酵，業(yè)者對(duì)于先進(jìn)感測(cè)器技術(shù)的投資，無(wú)論就中期和長(zhǎng)期而言，都將是有利可圖的投資。

　　當(dāng)然，在短期內(nèi)，任何電子元件的銷售，包括感測(cè)器和感測(cè)器介面，都將受到整個(gè)產(chǎn)業(yè)的起伏所影響。然而，根據(jù)市場(chǎng)研究報(bào)告顯示，未來(lái)幾年感測(cè)器的市場(chǎng)占有率將愈來(lái)愈大。

　　除長(zhǎng)期因素外，業(yè)者對(duì)2013年全球電子業(yè)前景保持謹(jǐn)慎信心，而不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)略有差異。仔細(xì)觀察世界各地市場(chǎng)情況，北美已見(jiàn)到令人鼓舞的跡象，并可期望該地區(qū)出現(xiàn)緩慢但穩(wěn)定的復(fù)蘇。與此相反，在歐洲，歐元區(qū)的不穩(wěn)定降低消費(fèi)者信心，這將無(wú)助于許多資本密集型產(chǎn)業(yè)。舉例而言，德國(guó)工業(yè)市場(chǎng)表現(xiàn)平平，但汽車產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)良好，但是其需求的增加大部分并非來(lái)自歐洲，反而是來(lái)自歐洲以外的地區(qū)，特別是新興市場(chǎng)。

　　在日本，工業(yè)、醫(yī)療和汽車市場(chǎng)看起來(lái)情況良好，但是消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)因?yàn)殚L(zhǎng)期低迷而依舊憔悴。相反的，韓國(guó)不僅在大家所熟悉的消費(fèi)類電子產(chǎn)品等優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域有很好的表現(xiàn)，在各領(lǐng)域都馬力十足，例如一些極具競(jìng)爭(zhēng)力的汽車系統(tǒng)供應(yīng)商正在發(fā)展當(dāng)中。

　　整體而言，包括臺(tái)灣在內(nèi)的亞太地區(qū)市場(chǎng)，將較歐洲或美國(guó)展現(xiàn)出更強(qiáng)勁增長(zhǎng)的跡象。就臺(tái)灣市場(chǎng)而言，隨著高規(guī)格的新個(gè)人電腦不再如過(guò)去一般是必需設(shè)備，促使個(gè)人電腦市場(chǎng)的疲軟令人擔(dān)憂，但與此同時(shí)，平板電腦市場(chǎng)的迅速成長(zhǎng)，將有助于平衡個(gè)人電腦業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期衰退。