智能感知需求擴大 高效傳感器出貨大增

　　高效能感測器需求將持續(xù)走揚。隨著智慧化應用風潮興起，具備高精密度、準確度和線性度的高效能感測器，不僅已成為行動裝置的必備關鍵元件，更開始滲透至個人電腦、照明、汽車、醫(yī)療和個人健身等應用領域，整體出貨量可望不斷攀升。

　　相較于過去，行動電話、媒體播放器及汽車等設備能提供消費者更多娛樂、生產(chǎn)力、知識與通訊功能。目前電子產(chǎn)品的感測器已經(jīng)成為一項重要且普及的關鍵元件，而更精準、精確以及更可靠的先進感測器功能，正是半導體元件廠商可大展身手之處。事實上，在電子元件產(chǎn)業(yè)中，高效能感測器系處于快速成長的市場，以下將就總體市場趨勢及半導體感測器規(guī)格與其介面技術發(fā)展進行分析。

　　電子感測器打造智慧生活

　　現(xiàn)今推動先進感測器使用率成長的重要趨勢有三，首先，行動裝置須能夠更精準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，感測器需更快速、效能更強大的處理器，以處理更多感測輸入訊號細節(jié)。最后，拜元件微型化之賜，即使行動裝置外形尺寸縮小，仍可以容納更多的感測裝置。

　　市場研究顯示，使用者期望行動裝置能夠準確地感測到環(huán)境變化，并且針對這些資訊輸入訊號進行智慧化回應。先前消費者大多聚焦于行動裝置數(shù)位內容及處理器規(guī)格，很容易忘記周遭的真實世界其實是類比環(huán)境，這是一個先進類比感測器與感測器介面可發(fā)揮功能的領域。

　　舉例而言，手機會感測到使用者試著要在強光下觀看螢幕，于是螢幕亮度會自動增加，讓顯示內容比較容易被看清楚。同樣地，當使用者在黑暗的房間中使用電話時，螢幕亮度就會降低，以便節(jié)省電力，這正是環(huán)境光線感測的適光性功能，這與人類所做的非線性回應相同。

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

　　電子感測器也被應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、或方向盤與前軸間，將不再采用機械式連結。相反的，電子式角度感測器將會在開車過程中量測踏板的位置或方向盤的轉動，然后將這些位置資料回饋給煞車或轉向系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)，該設計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。

　　應用范疇擴大感測器出貨量看漲

　　在個人健康和健身領域，過去僅限于醫(yī)院設備的心跳監(jiān)控、呼吸頻率、血壓、血糖和血氧量量測，現(xiàn)在已延伸應用于運動、個人健身和居家領域。此外，在照明應用中，新類型的認知光線感測器可以模擬人眼對光線的反應，而毋須考慮紫外線和紅外線等非可見光。這些感測器可提供3～220,000流明(lm)的動態(tài)范圍和一個數(shù)位內部整合電路(I2C)接口，在商業(yè)照明上可被用于啟動「日光采集」功能，也就是說，燈泡能因環(huán)境變化準確地調節(jié)照明設備亮度。

　　另一方面，準確的色彩感測器可以調整個人電腦(PC)或是電視螢幕的顏色，以補償環(huán)境照明情況，無論周遭環(huán)境變化，皆能產(chǎn)生鮮明生動的色彩。在所有應用中，半導體感測器和感測器介面在精密度、準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)品的關鍵。

　　事實上，高解析度先進感測器的需求正在增加中，這類感應器如磁性旋轉編碼器，可以檢測小到0.02度的角度變化;而其他應用的旋轉編碼器則可以測量轉子旋轉速度達到每分鐘八萬兩千轉。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。

　　對于高效能類比元件制造商而言，這是一個良性循環(huán)--由于類比積體電路(IC)訊號處理需求增加，帶動處理器能力不斷地提升，例如在馬達控制系統(tǒng)中，高效能處理器針對角度測量進行精確處理后，可使定子電流得到更精細的調節(jié)，進而將轉子行程上每一點的扭力加以最大化，讓最新一代的電子馬達可以提供電動車平順的動力，并提升整體車輛可靠度。

　　微型化是促成先進感測器應用不斷成長的第三大趨勢，也可以說是電子產(chǎn)業(yè)的奇跡。這種趨勢在數(shù)位領域最為明顯，微型化促進訊號處理電路的成長速度和能力。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年就會增加一倍的摩爾定律，已經(jīng)在晶圓制程不斷改進下得到驗證。

　　以行動電話為例，一般而言，手機使用微機電系統(tǒng)(MEMS)麥克風，該元件可較傳統(tǒng)的電容式麥克風(ECM)提供更好和更強大的效能。MEMS麥克風需要一個高靈敏和線性感測器介面，做為微機電感測器輸出電壓和訊號處理電路輸入電壓間的橋梁。業(yè)者從第一代的麥克風封裝到目前的第五代元件，已將感測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)今最先進的行動電話會納入兩個或是三個麥克風，以分別感測周遭環(huán)境的噪音與說話者的聲音，從而濾掉環(huán)境噪音，讓通話雙方可更清楚聽到彼此聲音。

　　感測器和感測器介面的微型化，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所處環(huán)境，以及來自使用者及其他相關設備所輸入的訊號。

　　感測器市占持續(xù)擴大

　　顯然的，上述推動電子產(chǎn)品感測器數(shù)量的三種技術趨勢將在未來幾年持續(xù)發(fā)酵，業(yè)者對于先進感測器技術的投資，無論就中期和長期而言，都將是有利可圖的投資。

　　當然，在短期內，任何電子元件的銷售，包括感測器和感測器介面，都將受到整個產(chǎn)業(yè)的起伏所影響。然而，根據(jù)市場研究報告顯示，未來幾年感測器的市場占有率將愈來愈大。

　　除長期因素外，業(yè)者對2013年全球電子業(yè)前景保持謹慎信心，而不同地區(qū)經(jīng)濟略有差異。仔細觀察世界各地市場情況，北美已見到令人鼓舞的跡象，并可期望該地區(qū)出現(xiàn)緩慢但穩(wěn)定的復蘇。與此相反，在歐洲，歐元區(qū)的不穩(wěn)定降低消費者信心，這將無助于許多資本密集型產(chǎn)業(yè)。舉例而言，德國工業(yè)市場表現(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自歐洲，反而是來自歐洲以外的地區(qū)，特別是新興市場。

　　在日本，工業(yè)、醫(yī)療和汽車市場看起來情況良好，但是消費電子產(chǎn)業(yè)因為長期低迷而依舊憔悴。相反的，韓國不僅在大家所熟悉的消費類電子產(chǎn)品等優(yōu)勢領域有很好的表現(xiàn)，在各領域都馬力十足，例如一些極具競爭力的汽車系統(tǒng)供應商正在發(fā)展當中。

　　整體而言，包括臺灣在內的亞太地區(qū)市場，將較歐洲或美國展現(xiàn)出更強勁增長的跡象。就臺灣市場而言，隨著高規(guī)格的新個人電腦不再如過去一般是必需設備，促使個人電腦市場的疲軟令人擔憂，但與此同時，平板電腦市場的迅速成長，將有助于平衡個人電腦業(yè)務的長期衰退。