感測元件發(fā)展5大趨勢

　　如果你問，是誰改變了這個世界，是蘋果？是三星？是賈伯斯？都不是。我說，是傳感器改變了這個世界。

　　什么，傳感器？傳感器不是老早之前就有的東西嗎，為什么現(xiàn)在才說它改變了這個世界呢？

　　沒錯，傳感器不是新玩意兒。早在20年前，邏輯元件、記憶元件與感測元件就已經(jīng)并列是電子系統(tǒng)的三大元件。只不過，在20年后的今天，當邏輯、記憶元件已經(jīng)隨著云端概念普及，逐漸不被重視的同時，感測元件卻以黑馬之姿，打出一片屬于自己的天下。

　　感測元件直接與人們的生活密切結(jié)合，想了解未來世界將是何種風貌，從傳感器下手是個不錯的開始。感測元件怎么變，未來世界就會怎么變。根據(jù)現(xiàn)有市場的變化與需求，可以歸納出傳感器發(fā)展的五大方向。

　　感測元件發(fā)展5大趨勢

　　1.系統(tǒng)多軸化

　　感測系統(tǒng)朝向多軸化發(fā)展，是征服感測應(yīng)用市場的唯一王道。事實上，感測系統(tǒng)的多軸化腳步，一直沒有停止過。從早一代的單軸傳感器，演進到目前常見的3軸、6軸、9軸、10軸、11軸，甚至最新的12軸感測系統(tǒng)，多軸化已經(jīng)是不可逆的道路。

　　而傳感器所謂的『多軸』，到底有哪里幾軸？哪里些軸又是必要的，哪里些只是次要的？一般來說，從三軸加速度計、三軸陀螺儀到三軸電子羅盤，此9軸已經(jīng)幾乎成為智能手機的標準配備，透過這三種傳感器已經(jīng)幾乎可以完成絕大多數(shù)的應(yīng)用，可堪稱是感測系統(tǒng)中的『三大主軸」。

　　除了這三種傳感器之外，包括高度計、壓力計、溫度計與光感計等，都陸續(xù)被加入感測系統(tǒng)，成為多軸化的成員之一。目前市場上最新的多軸系統(tǒng)，便是Freescale所主推的12軸傳感器平臺。既然多軸化已是既定趨勢，未來肯定會有更多廠商持續(xù)研發(fā)更多軸的感測平臺，來符合市場應(yīng)用需求。

　　只不過，傳感器的多軸化，會不會一直不斷延伸下去，無窮無盡、也沒完沒了？Freescale全球通路發(fā)展亞太區(qū)總監(jiān)陳光輝認為，傳感器的擴增，當然有其數(shù)量的限制，畢竟主要的傳感器如加速度計、陀螺儀、電子羅盤等三者就幾乎可以滿足多數(shù)的應(yīng)用環(huán)境，目前廠商持續(xù)增加的，都是諸如壓力計、溫度計等這類『單軸』感測元件，這些元件可以越加越多，未來消費者隨身攜帶的手機，就會是一個完整的感測系統(tǒng)。

　　2.高度整合化

　　HIS微機電系統(tǒng)與感應(yīng)器部門總監(jiān)暨首席分析師Jeremie Bouchaud指出，隨著行動裝置內(nèi)建的感應(yīng)器數(shù)目日益增加，成功整合傳感器也更加重要。一句話點出傳感器發(fā)展的下一個關(guān)鍵，就是整合。

　　既然感測系統(tǒng)多軸化已經(jīng)是個重要趨勢，隨之而來的整合工作，就是另一件重要的大事。畢竟沒有設(shè)計工程師希望看到，所采用的多顆傳感器散落在電路版上的每個角落，不僅增加設(shè)計的困難度，對于系統(tǒng)的輕薄化也毫無任何幫助。

　　目前傳感器大廠所主推的方案，除了單顆傳感器之外，最常見的就是模塊化的感測系統(tǒng)。透過模塊化的方式，將多軸傳感器整合在一起，多半還會加上自家的處理器或MCU等，整套感測系統(tǒng)一起出貨給手機、平板計算機的OEM或ODM，畢其功于一役。

　　當然，一體化的模塊固然可為設(shè)計省下不少麻煩事，然而以目前行動裝置輕薄化的趨勢來看，以模塊方式來出貨仍然稍嫌笨重了些?？雌饋磉M一步透過系統(tǒng)級封裝，來打造單一顆完整的感測系統(tǒng)芯片，將是滿足感測系統(tǒng)高度整合的必要手段。

　　那么，何時能有感測系統(tǒng)的SoC單芯片呢？臺大電子所所長陳良基認為，直接制作多軸的MEMS傳感器系統(tǒng)單芯片，其成本過于昂貴，目前暫時不太可能看到。但或許多年后技術(shù)成熟了，會有哪里家大廠率先打造出一顆MEMS感測系統(tǒng)單芯片出來也說不定。

　　「這個世界變化太快了，什么事情都有可能發(fā)生！」陳良基說。

　　3.技術(shù)自有化

　　感測系統(tǒng)多軸化之后，這代表在同一系統(tǒng)中必須擁有多種不同的感測元件。然而感測元件范圍包山包海，從常見的加速度計、陀螺儀和地磁羅盤，到壓力計、溫度計、光感計，甚至能感測聲音、味覺、嗅覺等傳感器，以目前來看，多數(shù)廠商至多擁有部分技術(shù)，但要廣泛全面包辦所有感測產(chǎn)品，這樣的廠商目前仍少之又少。

　　不是所有廠商都能一手包辦所有感測元件，目前多以自有技術(shù)與向外采購來拼湊。也因此，在多軸感測系統(tǒng)上，最?？匆姷那闆r就是『拼裝車』，也就是有幾個感測元件是自家的，有幾個感測元件是跟A公司買的，幾個是跟B公司買的，然后『拼裝』在同一個感測模塊上，打造成一個系統(tǒng)。

　　「這種情況不是不好，」意法半導體策略長Philippe Lambinet說，「只不過既然系統(tǒng)是拼裝而成的，質(zhì)量總是多少會難以掌握些。」在半導體產(chǎn)業(yè)，芯片廠喜歡強調(diào)其產(chǎn)品從上中下游一手包辦，就是因為質(zhì)量能夠自行掌握，不會有外來因素影響。也因此，當自家出品的感測系統(tǒng)中，加入了他廠的傳感器，多少總是會令人心理毛毛的，擔心會不會哪里天產(chǎn)品出了問題。

　　「感測技術(shù)自有化，將是所有感測大廠致力追求的目標?！共徽撌亲孕虚_發(fā)或者透過并購獲得技術(shù)，在感測技術(shù)自有化之后，感測大廠將更容易打造質(zhì)量一致的多軸感測平臺。重點是，技術(shù)自有，對于系統(tǒng)的整合，更將如順水推舟般地容易。