2017電子技術(shù)展望

小型化、智能化的環(huán)境類(lèi)傳感器將得到廣泛應(yīng)用

　　環(huán)境條件深深影響著我們的健康、舒適度和生產(chǎn)效率，人們也越來(lái)越關(guān)注和重視環(huán)境問(wèn)題,希望實(shí)時(shí)地監(jiān)控和改善周邊的環(huán)境條件及自身的健康狀況。

　　近年來(lái)，顆粒物PM2.5傳感器被應(yīng)用于實(shí)時(shí)環(huán)境的監(jiān)控設(shè)備中，實(shí)時(shí)地傳遞空氣質(zhì)量信息，未來(lái)我們會(huì)看更多的儀器儀表及工業(yè)監(jiān)控設(shè)備中使用高精度、高可靠性的VOC、PM2.5等傳感器。在國(guó)外，CO2傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于新風(fēng)系統(tǒng)中，為國(guó)內(nèi)這一行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展提供了很好的參考。

　　另一方面，隨著傳感器的成本降低、體積縮小，我們也會(huì)在消費(fèi)電子產(chǎn)品，例如手機(jī)、智能家居，甚至穿戴設(shè)備中集成更多基于環(huán)境傳感器的創(chuàng)新型應(yīng)用。

　　Sensirion現(xiàn)有的解決方案和即將推出的產(chǎn)品可以提供主要環(huán)境參數(shù)(如濕度、溫度、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、顆粒物(PM2.5)和CO2)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。環(huán)境類(lèi)傳感器會(huì)更多地應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控、汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域，開(kāi)辟更廣泛的應(yīng)用，為提升環(huán)境的安全性、舒適度，以及節(jié)省能源做出貢獻(xiàn)。

　　在提升產(chǎn)品性能的前提下，環(huán)境類(lèi)傳感器也會(huì)往產(chǎn)品小型化、智能化及多樣化方向發(fā)展，我們相信未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更多全新的環(huán)境傳感器廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域中。

　　我們即將推出基于MOX技術(shù)的超小體積VOC傳感器，該傳感器可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量檢測(cè)，支持客戶(hù)開(kāi)發(fā)新的智能家居和HVAC(供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié))應(yīng)用。許多VOC會(huì)損害人體健康，例如，某些氣體會(huì)引起嗜睡、頭暈、頭痛等問(wèn)題?；贛OX傳感器的推出將很好地解決目前客戶(hù)面臨的傳感器體積過(guò)大，成本過(guò)高等問(wèn)題。

　　PM2.5和PM10分別指粒徑小于等于2.5微米和10微米的顆粒物，微小的體積使PM2.5顆粒能深入到人體的肺部，引發(fā)多種健康問(wèn)題，例如引起哮喘發(fā)作或?qū)е滦难芗膊?。Sensirion的新型PM2.5傳感器解決方案通過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)，協(xié)助客戶(hù)開(kāi)發(fā)新型空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)及凈化設(shè)備，以防止空氣污染。Sensirion在未來(lái)也將推出更多獨(dú)特的環(huán)境傳感器產(chǎn)品，以滿(mǎn)足我們不同行業(yè)的客戶(hù)需求。例如基于CMOSens?的光學(xué)非散射型(NDIR)紅外CO2傳感器。

傳感器是設(shè)備智能化的根源

　　技術(shù)上的不斷進(jìn)步使傳感器得到廣泛應(yīng)用，也成為當(dāng)前和未來(lái)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)不可分割的一部分。傳感器是現(xiàn)代技術(shù)的核心，是連接模擬和數(shù)字世界的接口，它使我們每天都依靠的設(shè)備更加智能、安全、直觀(guān)和更節(jié)能。

　　艾邁斯半導(dǎo)體未來(lái)將重點(diǎn)拓展光學(xué)、成像、環(huán)境和音頻感應(yīng)領(lǐng)域。在傳感器領(lǐng)域，我們相信下一個(gè)大事將會(huì)是靈活的傳感器平臺(tái)解決方案。這意味著我們可以通過(guò)定制高級(jí)濾波器，優(yōu)化用于不同用途和應(yīng)用的傳感器。在這方面，我們將這些先進(jìn)的濾波器放在晶片上，使每一個(gè)傳感器都可以根據(jù)具體的應(yīng)用進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。艾邁斯半導(dǎo)體擁有光學(xué)濾波器設(shè)計(jì)專(zhuān)長(zhǎng)和生產(chǎn)設(shè)備，我們與其它公司的區(qū)別就是能為光學(xué)/光譜、成像、音頻、環(huán)境等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供傳感器，滿(mǎn)足不同市場(chǎng)的需求，并為大批量應(yīng)用提供支持。

　　談及“物聯(lián)網(wǎng)”就會(huì)想到智能設(shè)備的核心——傳感器，它是使設(shè)備“智能”的根源。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，它將數(shù)十億的對(duì)象轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，可以報(bào)告狀態(tài)并與環(huán)境交互，從而極大地改善我們的日常生活、行業(yè)的生產(chǎn)效率和能耗。例如：

　　● 網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)和測(cè)量氣味、壓力和溫度可以模擬并提升人的響應(yīng)。環(huán)境傳感器通過(guò)捕獲電子信息，可以提供自動(dòng)反饋，并可根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)作出有效決策。我們的創(chuàng)新氣體傳感器也可用于如測(cè)量室內(nèi)空氣質(zhì)量或呼出氣體中酒精含量的可穿戴設(shè)備中。我們的客戶(hù)HiCling就在其健身手環(huán)中部署了艾邁斯半導(dǎo)體的微型、超低功耗氣體傳感器，這也是市場(chǎng)上小型且低功耗的混合氧化物氣體傳感器。

　　● 個(gè)人健身/健康生物傳感器解決方案。生物傳感器使智能手機(jī)可以監(jiān)測(cè)并將物理和生命體征傳輸?shù)街醒朐葡到y(tǒng)。這些傳感器能夠監(jiān)測(cè)到重要的健康數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程傳送給醫(yī)生，用來(lái)幫助醫(yī)療團(tuán)隊(duì)決定病人是否需要及時(shí)的醫(yī)療救治。這種技術(shù)也將有助于遏制不斷上升的醫(yī)療保健成本，并在提高慢性疾病患者和需要長(zhǎng)時(shí)間家庭護(hù)理的老年人的生活質(zhì)量方面做出貢獻(xiàn)。

　　● “智能家居/智能空間”。智能空間的發(fā)展將很快走向空間構(gòu)建的個(gè)性化，包括自適應(yīng)、預(yù)測(cè)和自學(xué)功能。智能家居和自動(dòng)化將等同于“智能空間”世界。因?yàn)榧依锏拿總€(gè)設(shè)備都將會(huì)是互聯(lián)智能設(shè)備，可以感知其所在的環(huán)境和狀態(tài)，機(jī)器間的交互將變得更加自動(dòng)化。

　　● 另外，我們也在機(jī)器視覺(jué)、醫(yī)用攝像頭和其他方面看到了許多機(jī)會(huì)。具體來(lái)講，我們?cè)?毫米CMOSIS NanEye 2d微型攝像頭技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。這是一個(gè)適用于便攜內(nèi)窺鏡應(yīng)用的全數(shù)字系統(tǒng)級(jí)片上攝像頭。

　　智能家居需要加強(qiáng)安全性能

智能家電要求更高的安全性

　　消費(fèi)電子領(lǐng)域最關(guān)鍵的發(fā)展趨勢(shì)之一是智能家居的發(fā)展，開(kāi)發(fā)能夠讓智能互聯(lián)家庭成為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品和服務(wù)重新獲得關(guān)注。智能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)高性能的應(yīng)用處理器或SoC(片上系統(tǒng))，他們中的大多數(shù)運(yùn)行Linux和安卓操作系統(tǒng)。當(dāng)然，這些設(shè)備現(xiàn)在必須連接到互聯(lián)網(wǎng)，以便于使用基于云的服務(wù)，并與其它產(chǎn)品進(jìn)行集成，由此進(jìn)行智能且通常情況下無(wú)人照看的“智能化”運(yùn)行。因此，他們比以往任何時(shí)候都更容易受到攻擊。

　　在2016年，我們看到幾家高級(jí)運(yùn)營(yíng)商(telcos)的主頁(yè)和路由器遭到了惡意軟件的攻擊，而這些都是基礎(chǔ)架構(gòu)中的安全漏洞所引發(fā)的。伴隨著智能家居設(shè)備大量進(jìn)入市場(chǎng)，遭受攻擊的可能性會(huì)變得更大，因而，相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的安全問(wèn)題成為至關(guān)重要的一點(diǎn)。

　　安全性能必須像“標(biāo)配”一樣被內(nèi)置，而不能在設(shè)計(jì)完成之后再進(jìn)行構(gòu)想。Imagination及早地意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，并且與我們的SoC合作伙伴及OEMs(原型設(shè)備制造商)共同合作，確保他們采用我們最新的IP內(nèi)核上所有的安全特性。

　　Imagination的智能家居關(guān)鍵模塊及解決方案

　　Imagination多年來(lái)專(zhuān)注于為用于智能家居的SoC提供關(guān)鍵性模塊。我們?cè)O(shè)計(jì)并且授權(quán)MIPS處理器，涵蓋從微處理器到高端CPU，這使我們能夠滿(mǎn)足從由M級(jí)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的互聯(lián)燈泡和運(yùn)動(dòng)傳感器，到高效的、需要多線(xiàn)程MIPS I級(jí) CPU的家庭網(wǎng)關(guān)，再到由我們的高性能P級(jí)CPU和PowerVR圖形內(nèi)核所驅(qū)動(dòng)的監(jiān)控視頻分析系統(tǒng)的需求。

　　集成新的無(wú)線(xiàn)通訊標(biāo)準(zhǔn)及微控制器的發(fā)展是兩個(gè)重要的機(jī)會(huì)。Imagination一直致力于為Wi-Fi、藍(lán)牙以及其他(例如802.15.4等)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)通信技術(shù)——Ensigma。它主要是一個(gè)可配置的硬件引擎，可支持多種標(biāo)準(zhǔn)。它可以降低整個(gè)芯片的功耗，并且其靈活的結(jié)構(gòu)可以讓它隨著標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)而升級(jí)。我們IP高效的性能降低了SoC功耗，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，并讓產(chǎn)品尺寸整體上更小。大多數(shù)傳感器和執(zhí)行器可以在智能家居領(lǐng)域被多年使用。

　　安全也是智能家居中的重要因素。Imagination 多年來(lái)一直致力于打造安全的智能家居(以及IoT)處理器，最終開(kāi)發(fā)出OmniShield技術(shù)。我們采用了企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的硬件虛擬化概念，并且將其應(yīng)用于微控制器和嵌入式處理器中，使用硬件安全模塊為安全啟動(dòng)和硬件啟動(dòng)提供保障。這樣確保了運(yùn)行在SoC上的軟件完全符合預(yù)期，同時(shí)，虛擬化隔離了運(yùn)行在每個(gè)虛擬機(jī)上的所有特性和服務(wù)。

市場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)保護(hù)產(chǎn)品要求更高

　　Littelfuse公司主打領(lǐng)域是電路保護(hù)，同時(shí)，在功率控制和傳感方面擁有不斷增長(zhǎng)的全球平臺(tái)。近年在功率控制領(lǐng)域開(kāi)始加強(qiáng)研發(fā)碳化硅產(chǎn)品，碳化硅功率技術(shù)可以說(shuō)是當(dāng)今全球半導(dǎo)體市場(chǎng)上最具前景的技術(shù)之一，Littelfuse公司的碳化硅肖特基整流二極管能在較高的切換頻率和溫度下工作，為客戶(hù)實(shí)現(xiàn)更高的功率密度以及提高工作效率。對(duì)于在全球發(fā)展迅猛的傳感器市場(chǎng)，Littelfuse公司通過(guò)收購(gòu)ACCEL和Hamlin公司成功地進(jìn)入了汽車(chē)、醫(yī)療、工業(yè)、白電等領(lǐng)域，并不斷推出新的產(chǎn)品。

　　對(duì)于發(fā)展迅速的半導(dǎo)體技術(shù)，其功能越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)外界浪涌的敏感性越來(lái)越強(qiáng)，這也為L(zhǎng)ittelfuse公司提供了機(jī)會(huì)。例如，對(duì)汽車(chē)電子市場(chǎng)而言，相應(yīng)的保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是在盡可能小的尺寸下實(shí)現(xiàn)符合最嚴(yán)苛汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的器件，此標(biāo)準(zhǔn)包括ISO16750-2、ISO7637-2，以及通過(guò)AECQ認(rèn)證，為客戶(hù)提供全面解決方案。Littelfuse公司作為AEC的成員，現(xiàn)在正在推進(jìn)fuse的AEC-Q200認(rèn)證，為客戶(hù)提供更可靠的產(chǎn)品。對(duì)于EV(電動(dòng)汽車(chē))高壓電池系統(tǒng)保護(hù)而言，電池組電壓有越來(lái)越高的趨勢(shì)，這對(duì)高壓大電流保險(xiǎn)絲在汽車(chē)上的應(yīng)用提出了更苛刻的要求。對(duì)于工業(yè)市場(chǎng)，工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)是這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境下的安全保護(hù)也越來(lái)越受到大家的關(guān)注。

　　針對(duì)汽車(chē)電子市場(chǎng)，Littelfuse公司近期推出了汽車(chē)級(jí)SLD8S系列瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管，它能提供高達(dá)7000W(10/1000μs)額定脈沖峰值功率，采用表面安裝式SMTO-263封裝，兼容市場(chǎng)上的流行封裝，高達(dá)57V的斷態(tài)電壓，可幫助客戶(hù)通過(guò)汽車(chē)電子嚴(yán)苛的ISO16750-2、ISO 7637-2 5a和5b拋負(fù)載浪涌測(cè)試，適合用于汽車(chē)電子的動(dòng)力總成(power train)、電子控制單元(ECU)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)等應(yīng)用，一經(jīng)推出就非常受客戶(hù)歡迎。

　　針對(duì)EV高壓電池系統(tǒng)保護(hù)，Littelfuse公司推出了L50QS和L70QS，他們是電壓高達(dá)500V和700V的高速保險(xiǎn)絲，采用傳統(tǒng)的北美栓接式封裝。近期，Littelfuse公司還會(huì)推出專(zhuān)門(mén)通過(guò)汽車(chē)振動(dòng)的測(cè)試報(bào)告，增強(qiáng)客戶(hù)使用Littelfuse公司產(chǎn)品的信心。Littelfuse在BMS線(xiàn)束保護(hù)的pico fuse、平衡采樣回路，以及汽車(chē)的CAN/LIN總線(xiàn)上都有相應(yīng)的完整保護(hù)解決方案。

　　針對(duì)工業(yè)市場(chǎng)，Littelfuse公司推出的首款可在環(huán)境溫度高達(dá)125℃條件下運(yùn)行的壓敏電阻HMOV系列產(chǎn)品，它采用硅涂層技術(shù)，適用于大功率應(yīng)用，隔離電壓可達(dá)2500V，高達(dá)10kA(8/20μs)的浪涌電流吸收能力，適用于高可靠性能的工業(yè)領(lǐng)域。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李珂.大生態(tài)時(shí)代下中國(guó)集成電路市場(chǎng)機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].電子產(chǎn)品世界,2016(5):4-5.

　　[2]迎九.EV/HEV用IGBT將增長(zhǎng)3倍，IGBT仿真與測(cè)試引關(guān)注[J].電子產(chǎn)品世界,2016(6):6-7.

　　[3]邢雁寧.中國(guó)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)前景[J].電子產(chǎn)品世界,2016(7):4-7.

　　[4]Roberta Cozz,Michele Reitz,Annette Zimmermann,等.2017年至2018年十大可穿戴技術(shù)與功能展望[J].電子產(chǎn)品世界,2016(9):4-5.

　　[5]王瑩.壓力傳感器及信號(hào)調(diào)理芯片的技術(shù)市場(chǎng)及工程實(shí)踐[J].電子產(chǎn)品世界,2016(10):7-16.

本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第1期第14頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。