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高效能感測器需求將持續(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器，不僅已成為行動裝置的必備關(guān)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(yīng)用領(lǐng)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(shè)備能提供消費(fèi)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(guān)鍵元件，而更精準(zhǔn)、精確以及更可靠的先進(jìn)感測器功能，正是半導(dǎo)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(dǎo)體感測器規(guī)格與其介面技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分析。
電子感測器打造智慧生活
現(xiàn)今推動先進(jìn)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(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，感測器需更快速、效能更強(qiáng)大的處理器，以處理更多感測輸入訊號細(xì)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(zhǔn)確地感測到環(huán)境變化，并且針對這些資訊輸入訊號進(jìn)行智慧化回應(yīng)。先前消費(fèi)者大多聚焦于行動裝置數(shù)位內(nèi)容及處理器規(guī)格，很容易忘記周遭的真實世界其實是類比環(huán)境，這是一個先進(jìn)類比感測器與感測器介面可發(fā)揮功能的領(lǐng)域。
舉例而言，手機(jī)會感測到使用者試著要在強(qiáng)光下觀看螢?zāi)唬谑俏災(zāi)涣炼葧詣釉黾�，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，螢?zāi)涣炼染蜁档�，以便�?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(yīng)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(dāng)車輛和前方車輛距離太過接近時，比駕駛更迅速反應(yīng)、啟動自動煞車。
電子感測器也被應(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，電子式角度感測器將會在開車過程中量測踏板的位置或方向盤的轉(zhuǎn)動，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)大感測器出貨量看漲
在個人健康和健身領(lǐng)域，過去僅限于醫(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，現(xiàn)在已延伸應(yīng)用于運(yùn)動、個人健身和居家領(lǐng)域。此外，在照明應(yīng)用中，新類型的認(rèn)知光線感測器可以模擬人眼對光線的反應(yīng)，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(nèi)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(zhǔn)確地調(diào)節(jié)照明設(shè)備亮度。
另一方面，準(zhǔn)確的色彩感測器可以調(diào)整個人電腦(PC)或是電視螢?zāi)坏念伾�，以補(bǔ)償環(huán)境照明情況，無論周遭環(huán)境變化，皆能產(chǎn)生鮮明生動的色彩。在所有應(yīng)用中，半導(dǎo)體感測器和感測器介面在精密度、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。
事實上，高解析度先進(jìn)感測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)編碼器則可以測量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到每分鐘八萬兩千轉(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(dá)控制系統(tǒng)中，高效能處理器針對角度測量進(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)可以提供電動車平順的動力，并提升整體車輛可靠度。
微型化是促成先進(jìn)感測器應(yīng)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(lǐng)域最為明顯，微型化促進(jìn)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(jìn)下得到驗證。
以行動電話為例，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)需要一個高靈敏和線性感測器介面，做為微機(jī)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(fēng)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(jìn)的行動電話會納入兩個或是三個麥克風(fēng)，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(yīng)所處環(huán)境，以及來自使用者及其他相關(guān)設(shè)備所輸入的訊號。
感測器市占持續(xù)擴(kuò)大
顯然的，上述推動電子產(chǎn)品感測器數(shù)量的三種技術(shù)趨勢將在未來幾年持續(xù)發(fā)酵，業(yè)者對于先進(jìn)感測器技術(shù)的投資，無論就中期和長期而言，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。
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