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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并列是電子系統的三大元件。只不過，在20年后的今天，當邏輯、記憶元件已經隨著云端概念普及，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。根據現有市場的變化與需求，可以歸納出傳感器發展的大方向。 1.系統多軸化 感測系統朝向多軸化發展，是征服感測應用市場的唯一王道。事實上，感測系統的多軸化腳步，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，多軸化已經是不可逆的道路。 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軸已經幾乎成為智能手機的標準配備，透過這三種傳感器已經幾乎可以完成絕大多數的應用，可堪稱是感測系統中的“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，都陸續被加入感測系統，成為多軸化的成員之一。目前市場上最新的多軸系統，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研發更多軸的感測平臺，來符合市場應用需求。 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全球通路發展亞太區總監陳光輝認為，傳感器的擴增，當然有其數量的限制，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的應用環境，目前廠商持續增加的，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。 2.高度整合化 HIS微機電系統與感應器部門總監暨首席分析師Jeremie Bouchaud指出，隨著行動裝置內建的感應器數目日益增加，成功整合傳感器也更加重要。一句話點出傳感器發展的下一個關鍵，就是整合。 既然感測系統多軸化已經是個重要趨勢，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，不僅增加設計的困難度，對于系統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。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。看起來進一步透過系統級封裝，來打造單一顆完整的感測系統芯片，將是滿足感測系統高度整合的必要手段。 那么，何時能有感測系統的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。但或許多年后技術成熟了，會有哪里家大廠率先打造出一顆MEMS感測系統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生！”陳良基說。 3.技術自有化 感測系統多軸化之后，這代表在同一系統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，多數廠商至多擁有部分技術，但要廣泛全面包辦所有感測產品，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，目前多以自有技術與向外采購來拼湊。也因此，在多軸感測系統上，最常看見的情況就是“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。 “這種情況不是不好，”意法半導體策略長Philippe Lambinet說，“只不過既然系統是拼裝而成的，質量總是多少會難以掌握些。”在半導體產業，芯片廠喜歡強調其產品從上中下游一手包辦，就是因為質量能夠自行掌握，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品出了問題。 “感測技術自有化，將是所有感測大廠致力追求的目標。”不論是自行開發或者透過并購獲得技術，在感測技術自有化之后，感測大廠將更容易打造質量一致的多軸感測平臺。重點是，技術自有，對于系統的整合，更將如順水推舟般地容易。 來源：CTimes零組件 |
