物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，那些當(dāng)紅的傳感器

　　本文通過對(duì)部分廠商和業(yè)內(nèi)人士的采訪，探討了汽車、手機(jī)與平板電腦、工業(yè)等領(lǐng)域的傳感器發(fā)展趨勢(shì)。

　　據(jù)中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院預(yù)測(cè)，未來五年國內(nèi)傳感器市場(chǎng)年復(fù)合增長31%。汽車、物流、礦業(yè)探勘、煤礦安監(jiān)、安防、RFID標(biāo)簽卡領(lǐng)域的傳感器市場(chǎng)增長較快。其中，消費(fèi)性產(chǎn)品與汽車行業(yè)對(duì)傳感器的需求量最大?？傮w來看，中國傳感器市場(chǎng)前景廣闊。

汽車傳感器

　　ADI亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)和應(yīng)用經(jīng)理趙延輝：以MEMS為代表的智能傳感器技術(shù)得到了快速的發(fā)展。MEMS技術(shù)在未來發(fā)展的重點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　1.微型化的同時(shí)降低功耗。將會(huì)出現(xiàn)微米甚至納米級(jí)別的微型器件，同時(shí)降低功耗。

　　2.微型化的同時(shí)提高精度，將MEMS加速度計(jì)做到石英加速度計(jì)的噪聲特性，保證MEMS陀螺儀小體積的同時(shí)獲得光纖陀螺儀的零偏穩(wěn)定性，且可提供遠(yuǎn)優(yōu)于光纖陀螺儀的抗沖擊特性。

　　3.集成化及智能化趨勢(shì)，即MEMS與IC的集成制造技術(shù)及多參量MEMS傳感器的集成制造技術(shù)得到發(fā)展，以及在集成化基礎(chǔ)上使得信號(hào)檢測(cè)具有一定的自動(dòng)化。這些趨勢(shì)要求半導(dǎo)體廠商提供更高精度、穩(wěn)定性更好、更智能的高集成度MEMS傳感器模塊?；诖?，ADI繼續(xù)將重點(diǎn)放在開發(fā)MEMS傳感器的核心技術(shù)，以提供最好的工業(yè)級(jí)加速度計(jì)和陀螺儀。同時(shí)，ADI還將繼續(xù)提供更多高集成度的MEMS傳感器，以適應(yīng)不同市場(chǎng)的需求。

　　第三方公司的調(diào)研報(bào)告顯示，安全類汽車半導(dǎo)體部件的增長速度在汽車電子里是位于前列的。

　　在汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域，側(cè)翻與穩(wěn)定性控制(ESC)是對(duì)當(dāng)今主流安全系統(tǒng)的全新改進(jìn)。需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測(cè)車身姿態(tài)。同時(shí)，由于這樣的傳感器往往安裝在振動(dòng)比較惡劣的位置，所以需要傳感器具有很高的振動(dòng)沖擊抵御性。這是對(duì)MEMS傳感器的一個(gè)挑戰(zhàn)。ADI新一代的用于氣囊加速度傳感器ADXL185/ADXL189/ADXL188/ADXL288, 用于ESC和Rollover/Roll stability的角速度傳感器 ADXRS800在內(nèi)部集成了眾多的系統(tǒng)功能，比如自測(cè)、信號(hào)帶寬設(shè)定、門限觸發(fā)、對(duì)振動(dòng)的優(yōu)良抵御性等等。同時(shí)，數(shù)字化的接口，以及極高的集成度，能幫助客戶降低系統(tǒng)成本。

　　英飛凌科技(中國)有限公司中國區(qū)汽車電子事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)杜曦：英飛凌產(chǎn)品的特點(diǎn)是在傳感器、微處理器及功率驅(qū)動(dòng)都有全面的半導(dǎo)體產(chǎn)品開發(fā)及制造工藝技術(shù)。基于英飛凌的硅MEMS技術(shù)、SiP、SoC及先進(jìn)的封裝技術(shù)，其傳感器產(chǎn)品包括無線傳感與控制，如RKE、 24G/77G雷達(dá)芯片;CMOS圖像芯片;磁電效應(yīng)傳感器，如位置傳感器、速度傳感器、壓力傳感器及TPMS傳感器等。

　　為了滿足汽車行業(yè)在ISO26262對(duì)功能安全的要求，英飛凌推出了角度/位置傳感器的雙核版本，在1mm厚的封裝里集成兩個(gè)同樣的傳感器，用于冗余設(shè)計(jì)，以配合客戶應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品的軟硬件設(shè)計(jì)以達(dá)到最高到ASIL D功能安全等級(jí)，每一個(gè)核的傳感器有自己獨(dú)立的引腳，可進(jìn)行獨(dú)立供電和信號(hào)處理;兩個(gè)核放在同一垂直平面，能很好地檢測(cè)水平位置的角度變化。

　　英飛凌的胎壓監(jiān)測(cè)(TPMS)傳感器芯片集成了微處理器，信號(hào)處理及無線發(fā)射傳輸功能，采用單片式封裝，免于客戶的二次校驗(yàn)，簡化了客戶的設(shè)計(jì)，很容易和客戶設(shè)計(jì)集成。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器

　　瑞士盛思銳(Sensirion)大中華區(qū)總經(jīng)理李錦華：未來，不僅是傳感器的生產(chǎn)和比重會(huì)增加，而且在云端的傳感數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的集成都會(huì)呈爆炸性的增長。這將對(duì)人類生活的各方面和每一個(gè)行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響;同時(shí)也意味著人們對(duì)健康、舒適和能源效率等領(lǐng)域有了更高的要求。因此，盛思銳的策略并不是局限于單一的市場(chǎng)環(huán)境。另外，傳感器，尤其是環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，除了高精度的要求外，還必須思考如何將傳感器向更加小型化、低功耗和一體化推進(jìn)。

　　盛思銳多年來專注于研發(fā)和生產(chǎn)溫濕度傳感器、氣體和液體流量傳感器和差壓傳感器。并且是全球首家采用晶圓級(jí)芯片封裝的溫濕度傳感器生產(chǎn)廠家。盛思銳的傳感器是基于其創(chuàng)新性的CMOSens^?核心專利技術(shù)，將敏感元件與信號(hào)處理電路一起集成在一個(gè)微小的CMOS硅芯片上。這一技術(shù)與先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)相結(jié)合，將微傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在特殊研發(fā)的已經(jīng)獲得專利的半導(dǎo)體元件上。此傳感器芯片可以對(duì)所需的物理量如相對(duì)濕度、溫度、或質(zhì)量流量進(jìn)行精確可靠的測(cè)量。

　　盛思銳推出了里程碑式的晶圓級(jí)芯片封裝溫濕度傳感器SHTW1，該產(chǎn)品不僅具備數(shù)字式溫濕度傳感器的常規(guī)功能，其超小尺寸(1.3 x 0.7 x 0.5mm)以及1.8V的供電和超低功耗的特性使其為可穿戴設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用鋪平了道路，從而使環(huán)境監(jiān)測(cè)融入我們的生活。

　　到目前為止，盛思銳也是唯一一家可同時(shí)提供高端傳感器硬件、驅(qū)動(dòng)、軟件解決方案、應(yīng)用程序以及云服務(wù)等一體化方案的生產(chǎn)廠家。

　　Microchip家電解決方案部高級(jí)經(jīng)理兼云支持項(xiàng)目組組長Mike Ballard：目前，我們能看到許多領(lǐng)域的應(yīng)用傳感器的需求，例如煙霧/一氧化碳探測(cè)、能耗測(cè)量、用戶界面以及脈搏血氧儀等醫(yī)療檢測(cè)應(yīng)用。

　　近年來，Microchip針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)提供免費(fèi)的軟件協(xié)議棧，也在Bluetooth^?和Wi-Fi^?等核心技術(shù)方面做了一些戰(zhàn)略性的收購，在IoT市場(chǎng)占據(jù)重要地位。公司現(xiàn)有的8位、16位和32位PIC^?單片機(jī)能很好地適用于這一市場(chǎng)，在當(dāng)今眾多IoT產(chǎn)品中均能找到它們的身影。

　　舉例來說，Microchip提供實(shí)現(xiàn)IoT功能的嵌入式Wi-Fi^?和Bluetooth^?模塊，它們可與190余款采用超低功耗(XLP)技術(shù)的PIC^? MCU配合使用。這些XLP MCU提供低至9 nA的休眠電流和低至30 μA/MHz的運(yùn)行電流，其低功耗外設(shè)結(jié)合多種低功耗模式，可構(gòu)建長時(shí)間電池供電的IoT節(jié)點(diǎn)。這些均滿足了IoT應(yīng)用的低功耗需求。