感测元件发展5大趋势

2012-07-25 12:58:00来源: CTimes零组件
    【撰文/王岫晨】
如果你问,是谁改变了这个世界,是苹果?是三星?是贾伯斯?都不是。我说,是传感器改变了这个世界。

什么,传感器?传感器不是老早之前就有的东西吗,为什么现在才说它改变了这个世界呢?

没错,传感器不是新玩意儿。早在20年前,逻辑元件、记忆元件与感测元件就已经并列是电子系统的三大元件。只不过,在20年后的今天,当逻辑、记忆元件已经随著云端概念普及,逐渐不被重视的同时,感测元件却以黑马之姿,打出一片属于自己的天下。

感测元件直接与人们的生活密切结合,想了解未来世界将是何种风貌,从传感器下手是个不错的开始。感测元件怎么变,未来世界就会怎么变。根据现有市场的变化与需求,可以归纳出传感器发展的五大方向。

感测元件发展5大趋势

1.系统多轴化

感测系统朝向多轴化发展,是征服感测应用市场的唯一王道。事实上,感测系统的多轴化脚步,一直没有停止过。从早一代的单轴传感器,演进到目前常见的3轴、6轴、9轴、10轴、11轴,甚至最新的12轴感测系统,多轴化已经是不可逆的道路。

而传感器所谓的『多轴』,到底有哪里几轴?哪里些轴又是必要的,哪里些只是次要的?一般来说,从三轴加速度计、三轴陀螺仪到三轴电子罗盘,此9轴已经几乎成为智能手机的标准配备,透过这三种传感器已经几乎可以完成绝大多数的应用,可堪称是感测系统中的『三大主轴」。

除了这三种传感器之外,包括高度计、压力计、温度计与光感计等,都陆续被加入感测系统,成为多轴化的成员之一。目前市场上最新的多轴系统,便是Freescale所主推的12轴传感器平台。既然多轴化已是既定趋势,未来肯定会有更多厂商持续研发更多轴的感测平台,来符合市场应用需求。

只不过,传感器的多轴化,会不会一直不断延伸下去,无穷无尽、也没完没了?Freescale全球通路发展亚太区总监陈光辉认为,传感器的扩增,当然有其数量的限制,毕竟主要的传感器如加速度计、陀螺仪、电子罗盘等三者就几乎可以满足多数的应用环境,目前厂商持续增加的,都是诸如压力计、温度计等这类『单轴』感测元件,这些元件可以越加越多,未来消费者随身携带的手机,就会是一个完整的感测系统。

2.高度整合化

HIS微机电系统与感应器部门总监暨首席分析师Jeremie Bouchaud指出,随著行动装置内建的感应器数目日益增加,成功整合传感器也更加重要。一句话点出传感器发展的下一个关键,就是整合。

既然感测系统多轴化已经是个重要趋势,随之而来的整合工作,就是另一件重要的大事。毕竟没有设计工程师希望看到,所采用的多颗传感器散落在电路版上的每个角落,不仅增加设计的困难度,对于系统的轻薄化也毫无任何帮助。

目前传感器大厂所主推的方案,除了单颗传感器之外,最常见的就是模块化的感测系统。透过模块化的方式,将多轴传感器整合在一起,多半还会加上自家的处理器或MCU等,整套感测系统一起出货给手机、平板计算机的OEM或ODM,毕其功于一役。

当然,一体化的模块固然可为设计省下不少麻烦事,然而以目前行动装置轻薄化的趋势来看,以模块方式来出货仍然稍嫌笨重了些。看起来进一步透过系统级封装,来打造单一颗完整的感测系统芯片,将是满足感测系统高度整合的必要手段。

那么,何时能有感测系统的SoC单芯片呢?台大电子所所长陈良基认为,直接制作多轴的MEMS传感器系统单芯片,其成本过于昂贵,目前暂时不太可能看到。但或许多年后技术成熟了,会有哪里家大厂率先打造出一颗MEMS感测系统单芯片出来也说不定。

「这个世界变化太快了,什么事情都有可能发生!」陈良基说。

3.技术自有化

感测系统多轴化之后,这代表在同一系统中必须拥有多种不同的感测元件。然而感测元件范围包山包海,从常见的加速度计、陀螺仪和地磁罗盘,到压力计、温度计、光感计,甚至能感测声音、味觉、嗅觉等传感器,以目前来看,多数厂商至多拥有部分技术,但要广泛全面包办所有感测产品,这样的厂商目前仍少之又少。

不是所有厂商都能一手包办所有感测元件,目前多以自有技术与向外采购来拼凑。也因此,在多轴感测系统上,最常看见的情况就是『拼装车』,也就是有几个感测元件是自家的,有几个感测元件是跟A公司买的,几个是跟B公司买的,然后『拼装』在同一个感测模块上,打造成一个系统。

「这种情况不是不好,」意法半导体策略长Philippe Lambinet说,「只不过既然系统是拼装而成的,质量总是多少会难以掌握些。」在半导体产业,芯片厂喜欢强调其产品从上中下游一手包办,就是因为质量能够自行掌握,不会有外来因素影响。也因此,当自家出品的感测系统中,加入了他厂的传感器,多少总是会令人心理毛毛的,担心会不会哪里天产品出了问题。

「感测技术自有化,将是所有感测大厂致力追求的目标。」不论是自行开发或者透过并购获得技术,在感测技术自有化之后,感测大厂将更容易打造质量一致的多轴感测平台。重点是,技术自有,对于系统的整合,更将如顺水推舟般地容易。

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编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2012/0725/article_14043.html
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