動作感測時代來臨,MEMS愈演愈烈
發布時間:2012-12-31 責任編輯:sherryyu
【導讀】隨著各種應用軟件的發展,產品的應用範圍愈來愈廣泛,感測元件的技術愈來愈成熟,運動器材、家電、工業用途、安全監控、醫療複健等,都可以看到感測元件的應用。而意法半導體持續站穩全球MEMS龍頭地位。
隨著行動裝置的銷售量快速成長,無論是剛問世的Windows 8平版、手機,還是蘋果計算機已經推出多年的iPhone、iPad等智能型產品,都大量使用了多種感測元件,進而提供更多附加價值的應用模式,如體感遊戲、羅盤、導航等等,以吸引消費者購買的意願。
在各種感測元件大量問世後,便已經大量改變信息產業的發展,例如以往遊戲多半是強調畫麵細膩、故(gu)事(shi)內(nei)容(rong)的(de)流(liu)暢(chang)度(du)等(deng)等(deng),但(dan)是(shi)自(zi)從(cong)任(ren)天(tian)堂(tang)推(tui)出(chu)第(di)一(yi)款(kuan)體(ti)感(gan)遊(you)戲(xi)之(zhi)後(hou),就(jiu)改(gai)變(bian)了(le)遊(you)戲(xi)設(she)計(ji)的(de)趨(qu)勢(shi)。許(xu)多(duo)廠(chang)商(shang)開(kai)始(shi)把(ba)感(gan)測(ce)元(yuan)件(jian)應(ying)用(yong)遊(you)戲(xi)中(zhong),以(yi)提(ti)供(gong)消(xiao)費(fei)者(zhe)更(geng)佳(jia)的(de)遊(you)戲(xi)體(ti)驗(yan)。此(ci)外(wai),在(zai)智(zhi)能(neng)型(xing)手(shou)機(ji)成(cheng)為(wei)市(shi)場(chang)主(zhu)流(liu)之(zhi)後(hou),各(ge)種(zhong)APPS在開發的過程中,也都會使用手機內建的GPS功能,以便依照消費者所在的位置,提供最適宜的LBS服務。
意法半導體MEMS產品部業務開發經理Roberto De Nuccio表示:“MEMS問世之後,不僅讓很多人的創意得以實現,更改變了人類的生活模式,也讓信息產業的發展有了極大變革。”xuduoyiwangzhinenggouzaishiyanshikandaodechanpin,xianzaitouguoganceyuanjiandexiezhu,doukeyizhuanbianchengweixiaofeizhechuishoukededeshangpin,gengdaidonglezhengtichanyepengbofazhan。

圖1:意法半導體MEMS產品部業務開發經理Roberto De Nuccio
MEMS應用範圍持續擴大 中產階級左右市場趨勢
根據聯合國所提供的一份資料顯示,盡管許多先進國家的出生率非常低,但全球人口數依然呈現快速增加的趨勢,預計2010到2050年之間便會有23億人口出生。但是另一方麵在醫療技術不斷進步,人類平均壽命不斷延長下,卻也衍生出老年人口急速增加的問題,預計在2050年前會增加至少13億的老年人口。在此種狀況下,如何善用各種智能型的裝置,降低老年人口照護的成本,勢必是未來產業發展的趨勢。
此外,隨著全球中產階級的大量崛起,已經成為消費市場的主要族群。由於此類族群具備購買力強、教(jiao)育(yu)程(cheng)度(du)高(gao),對(dui)新(xin)科(ke)技(ji)產(chan)品(pin)的(de)接(jie)受(shou)力(li)強(qiang),所(suo)以(yi)不(bu)光(guang)會(hui)帶(dai)動(dong)智(zhi)能(neng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)的(de)普(pu)及(ji)速(su)度(du),也(ye)會(hui)左(zuo)右(you)信(xin)息(xi)產(chan)業(ye)未(wei)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)。根(gen)據(ju)市(shi)場(chang)調(tiao)查(zha)機(ji)構(gou)的(de)預(yu)估(gu),截(jie)至(zhi)2015年,全球將會有超過20億采用多個感測元件的智能型裝置,範圍將會從智能型手機,延伸到家電、汽車、醫療照護等領域,並且強調省電、安全等機製,以滿足不同環境下的應用需求。
目前市麵上常見的感測元件類型,包含動作感測元件、光學感測元件、環境感測元件、壓ya力li感gan測ce元yuan件jian等deng等deng,產chan品pin可ke以yi在zai接jie收shou到dao特te定ding的de訊xun號hao或huo反fan應ying時shi,將jiang物wu理li量liang或huo化hua學xue量liang轉zhuan換huan成cheng對dui應ying輸shu出chu,以yi提ti供gong開kai發fa人ren員yuan使shi用yong。以yi出chu貨huo量liang已yi經jing超chao過guo個ge人ren計ji算suan機ji的de智zhi能neng型xing裝zhuang置zhi為wei例li,內nei部bu便bian使shi用yong了le大da量liang采cai用yong感gan測ce元yuan件jian,除chu了le早zao期qi常chang見jian的de環huan境jing、重力感測等元件外,最近又開始加入具備人臉辨識機製、虹膜辨識的生物感測元件,以創造出更多不同方麵的應用。
“在各種創意的帶動下,感測元件的應用範圍已經愈來愈廣泛。”意法半導體技術營銷經理鬱正德解釋:“除了大家熟知的智能型手機、體感遊戲之外,也被大量應用在虛擬實境、遙控直升機的控製上,甚至已經有廠商將此技術與機車結合,創造出具備自我平衡能力GYRO摩托車,以避免發生騎士摔車的狀況。”
身為全球感測元件領導品牌的意法半導體,截至目前為止已經銷售超過50億個感測元件,其中在加速感測元件的市場占有率已經超過50%,2011年出貨量更達到6億5,000萬顆的規模,至於成長速度最快的陀螺儀,全球市占率更已經高達60%。
其實意法半導體會備受廠商青睞的原因,在於產品種類相當齊全,除了常見的加速度計、陀螺儀之外,也擁有觸控與生物感應元件,開發商隻要利用其推出的iNEMO解決方案,即可快速針對消費市場的需求推出產品。
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動作感應器使用率最高 意法保有領先地位
ganceyuanjiandezhongleifeichangduo,qizhongyouyidongzuoganceyuanjiandeyingyongzuiweiguangfan,zaoqiduobanbeiyingyongzaibijibendiannaozhongshang,xuduochanpindouyouneijiantuoluoyichuanganqi,yibianzaishebeibuxiaoxindiaoluoshi,keyitizaojiangyingpanjideduxietouyikai,yiquebaoziliaodeanquan。qishiyizhaodongzuoganceyuanjiandetexing,dazhikefenchengcili、加速度計、陀螺儀、yalichuanganqideng,qizhongzuichangjiandejiasudujiganceyuanjian,zhuyaoshijisuanzaisanweidukongjianzhong,gezhouxianfashengdexianxingsulvbianhua,zhiyutuoluoyizeshiliangcegezhouxiangfashengdejiaosudubianhua,yaliganyingyuanjianzenengjiyouyalidebutong,tigongchuizhikongjianbianhuadeshuzhi。
意法半導體資深技術營銷工程師李炯毅指出:“動作感應器被應用在行動裝置的比例愈來愈高,意法半導體在行動裝置市場的占有率更是第一名,包含三星、pingguodoushicaiyongwomendechanpin,qiguanjianzaiyuyifabandaotinengtigongtijigengxiaodeyuanjian,kerangchangshangchuangzaochugengqingbodeshangpin,bingqiejubeididianlixiaohaodetexing,gengnenggouyanchangshiyongshijian。”
舉例而言,三星推出的Galaxy SIII、Note II 10.1等等,便使用了意法半導體設計的6軸感應元件,至於蘋果計算機新發表的iPhone 5,則使用了加速度器與陀螺儀等。值得一提的是,意法半導體本身擁有完整的半導體產線、fengzhuangchangyushiyanshi,chuketigongkezhihuadefuwuwai,yeyijingtuichuquanqiuzuixiaodetuoluoyi,kerangzhinengxingshoujiyejubeifangshouzhendegongneng,tigongxiaofeizhegengduodepaizhaolequ。
以目前最受歡迎的加速度器LIS3DH為例,便是在保有12bit的靈敏度下,還擁有低耗電的特性,在省電模式下的耗電量僅為2uA,關機狀態更僅有0.5uA。至於另一款強調效能的LIS3DSH,靈敏度可高達14bit,而且還具備低噪的特性,有利於提高商品的附加價值。
觸控切入三星供應鏈 跨足微型投影解決方案
其實感測元件種類除了常見的動作、壓力感應之外,MEMS麥克風也已經取代傳統電阻式麥克風,成為許多消費性電子產品的首選。MEMS麥克風最大的特色,在於具備體積小、抗RF的特性,能夠擷取到更純淨的聲音來源,所以已經被大量應用在各種智能型裝置、筆記本電腦上。
市麵上提供MEMS麥克風的品牌非常多,但是質量差距卻非常大,開發人員可以從元件的靈敏度、噪音量、以及訊噪比(SNR)來評斷其優劣程度。以意法半導體的產品為例,不僅具備更廣域的收音能力,SNR更可達到63db,AOP則有150db的水平,尤其體積更遠遠比競爭對手要輕薄,更具備低耗電的特性。
“相較於其它競爭對手,我們在MEMS麥克風的設計上有三大創新技術。”意法半導體技術營銷經理蘇振隆解釋:“首先是擁有更廣域的收音能力,其次則是強化靈敏度與降低能源消耗,最後則是降低產品的體積,方便開發人員設計新商品。”尤其許多智能型裝置為了提供更佳的收音效果,往往會在產品中使用多個MEMS麥克風,以隔離不必要的背景雜音,因此體積小、省電的特性便顯得更為重要。
近(jin)幾(ji)年(nian)來(lai)智(zhi)能(neng)型(xing)設(she)備(bei)大(da)量(liang)普(pu)及(ji)的(de)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin),在(zai)於(yu)觸(chu)控(kong)感(gan)應(ying)技(ji)術(shu)獲(huo)得(de)重(zhong)大(da)突(tu)破(po),支(zhi)持(chi)多(duo)點(dian)感(gan)應(ying)的(de)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu),由(you)於(yu)更(geng)符(fu)合(he)多(duo)數(shu)人(ren)的(de)使(shi)用(yong)習(xi)慣(guan),自(zi)然(ran)也(ye)成(cheng)為(wei)目(mu)前(qian)的(de)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)。意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)自(zi)從(cong)2012年推出FingerTips元件後,由於隻需要一顆單芯片便可提供多點控製的功能,加上還具備高效能的SNR特性,所以很快便成為三星電子的主要供應商之一。
意法半導體技術營銷經理王嘉愉表示:“FingerTips係列控製器適用於市麵上各種觸控屏幕,而且後續的產品發展藍圖非常完整,絕對可以滿足廠商開發新商品的需求。”目前FingerTips控製器可以分成K、S係列,其中2012年正式開始供貨的K係列,一共有3種不同的芯片可以選擇,其中FingerTips-STMT04E是針對3.2-4寸的智能型手機設計,而FingerTips-STMT07則是為5.5-10.1寸的平板計算機所量身打造。至於即將在2013年開始供貨的FingerTips S係列,除支持到13.3寸的產品之外,還增加了防水與手套觸控的功能,而且SNR更一口氣提升2倍,達到100:1的水平。
chulechixutuichuchukongjiejuefanganzhiwai,yifabandaotichajiaozhinengxingshoujiyijingchengweishangwurenshibukehuoquedegongju,suoyiyezhenduiweitouyingshichangdexuqiu,kaishitigongxiangguanjiejuefangan,xiwangyuhezuohuobanqianggongnandeyijiandeshangji。
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意法半導體資深技術營銷工程師李炯毅指出:“動作感應器被應用在行動裝置的比例愈來愈高,意法半導體在行動裝置市場的占有率更是第一名,包含三星、pingguodoushicaiyongwomendechanpin,qiguanjianzaiyuyifabandaotinengtigongtijigengxiaodeyuanjian,kerangchangshangchuangzaochugengqingbodeshangpin,bingqiejubeididianlixiaohaodetexing,gengnenggouyanchangshiyongshijian。”
舉例而言,三星推出的Galaxy SIII、Note II 10.1等等,便使用了意法半導體設計的6軸感應元件,至於蘋果計算機新發表的iPhone 5,則使用了加速度器與陀螺儀等。值得一提的是,意法半導體本身擁有完整的半導體產線、fengzhuangchangyushiyanshi,chuketigongkezhihuadefuwuwai,yeyijingtuichuquanqiuzuixiaodetuoluoyi,kerangzhinengxingshoujiyejubeifangshouzhendegongneng,tigongxiaofeizhegengduodepaizhaolequ。
以目前最受歡迎的加速度器LIS3DH為例,便是在保有12bit的靈敏度下,還擁有低耗電的特性,在省電模式下的耗電量僅為2uA,關機狀態更僅有0.5uA。至於另一款強調效能的LIS3DSH,靈敏度可高達14bit,而且還具備低噪的特性,有利於提高商品的附加價值。
觸控切入三星供應鏈 跨足微型投影解決方案
其實感測元件種類除了常見的動作、壓力感應之外,MEMS麥克風也已經取代傳統電阻式麥克風,成為許多消費性電子產品的首選。MEMS麥克風最大的特色,在於具備體積小、抗RF的特性,能夠擷取到更純淨的聲音來源,所以已經被大量應用在各種智能型裝置、筆記本電腦上。
市麵上提供MEMS麥克風的品牌非常多,但是質量差距卻非常大,開發人員可以從元件的靈敏度、噪音量、以及訊噪比(SNR)來評斷其優劣程度。以意法半導體的產品為例,不僅具備更廣域的收音能力,SNR更可達到63db,AOP則有150db的水平,尤其體積更遠遠比競爭對手要輕薄,更具備低耗電的特性。
“相較於其它競爭對手,我們在MEMS麥克風的設計上有三大創新技術。”意法半導體技術營銷經理蘇振隆解釋:“首先是擁有更廣域的收音能力,其次則是強化靈敏度與降低能源消耗,最後則是降低產品的體積,方便開發人員設計新商品。”尤其許多智能型裝置為了提供更佳的收音效果,往往會在產品中使用多個MEMS麥克風,以隔離不必要的背景雜音,因此體積小、省電的特性便顯得更為重要。
近(jin)幾(ji)年(nian)來(lai)智(zhi)能(neng)型(xing)設(she)備(bei)大(da)量(liang)普(pu)及(ji)的(de)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin),在(zai)於(yu)觸(chu)控(kong)感(gan)應(ying)技(ji)術(shu)獲(huo)得(de)重(zhong)大(da)突(tu)破(po),支(zhi)持(chi)多(duo)點(dian)感(gan)應(ying)的(de)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu),由(you)於(yu)更(geng)符(fu)合(he)多(duo)數(shu)人(ren)的(de)使(shi)用(yong)習(xi)慣(guan),自(zi)然(ran)也(ye)成(cheng)為(wei)目(mu)前(qian)的(de)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)。意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)自(zi)從(cong)2012年推出FingerTips元件後,由於隻需要一顆單芯片便可提供多點控製的功能,加上還具備高效能的SNR特性,所以很快便成為三星電子的主要供應商之一。
意法半導體技術營銷經理王嘉愉表示:“FingerTips係列控製器適用於市麵上各種觸控屏幕,而且後續的產品發展藍圖非常完整,絕對可以滿足廠商開發新商品的需求。”目前FingerTips控製器可以分成K、S係列,其中2012年正式開始供貨的K係列,一共有3種不同的芯片可以選擇,其中FingerTips-STMT04E是針對3.2-4寸的智能型手機設計,而FingerTips-STMT07則是為5.5-10.1寸的平板計算機所量身打造。至於即將在2013年開始供貨的FingerTips S係列,除支持到13.3寸的產品之外,還增加了防水與手套觸控的功能,而且SNR更一口氣提升2倍,達到100:1的水平。
chulechixutuichuchukongjiejuefanganzhiwai,yifabandaotichajiaozhinengxingshoujiyijingchengweishangwurenshibukehuoquedegongju,suoyiyezhenduiweitouyingshichangdexuqiu,kaishitigongxiangguanjiejuefangan,xiwangyuhezuohuobanqianggongnandeyijiandeshangji。
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提升老年照護質量 意法半導體持續投入照護產業
目前感測元件除了被大量應用在智能型裝置、gongyejisuanjidenglingyuwai,yiliaozhaohuchanyeyeshigedachangshangjilifazhandezhongdian。suiranshouhuiyuxiandaiyixuedejinbu,renleipingjunshoumingyulaiyuchang,danshiqueyeyanshengchulaonianrenkoudezhaohuwenti,ruonengshanyongganceyuanjiandexiezhu,shibinenggoujiangdigaolingrenkouzhaohudewenti。
huanjuhuashuo,yejiushiliyongchuishoukededezhinengxingshouji,yuxiaofeixingdeyiliaojianzhashebeilianjie,fangbianrangmeigerendounenggousuishilejiezishendeshentizhuangkuang。yidanjianzhasuodedaodeshuziyichang,jikesuishijiangziliaochuanzhizhidingyiliaoyuansuo,rangzhuanyeyihurenyuanjinyibupandu,zaijuedingshifouyaodaoyiyuanjieshoujinyibujianzha,yibianrangyouxiandeyiliaoziyuankehuodezuituoshanliyong。
意法半導體技術營銷經理劉嶽光指出:“我們針對醫療照護推出的STBLC01、BlueNRG,都是采用以藍牙技術進行資料傳輸,但卻能在維持1Mbps的傳輸速度下,具備低耗電的特性,能有效延長電池的使用時間。”為了降低合作夥伴的開發成本,意法半導體也推出包含STBLC01、SPIRIT1等開發套件,可讓設計團隊快速驗證創意或概念是否可行,再決定是否要投入量產。
以目前各項消費電子應用感測元件的狀況來看,智能型手機一直是使用數量最大的產品之一,除了大家已經習慣的觸控元件之外,GPS也是另一項最被廣泛使用的功能,尤其LBS的應用更是未來發展的重點。但是戶外的LBS應用,由於與政府開放Open Data的速度息息相關,在相關法令尚未明確的狀況下,所以目前主要都是開發室內LBS應ying用yong為wei主zhu。舉ju例li而er言yan,大da型xing賣mai場chang可ke以yi透tou過guo室shi內nei定ding位wei技ji術shu,了le解jie每mei位wei顧gu客ke的de所suo在zai位wei置zhi,以yi便bian提ti供gong鄰lin近jin商shang品pin的de優you惠hui訊xun息xi。若ruo顧gu客ke需xu要yao尋xun找zhao某mou種zhong商shang品pin時shi,隻zhi要yao利li用yong智zhi能neng型xing手shou機ji查zha詢xun即ji可ke,不bu需xu要yao在zai跑pao至zhi服fu務wu台tai尋xun求qiu協xie助zhu,無wu形xing之zhi中zhong便bian能neng夠gou得de到dao更geng佳jia的de購gou物wu經jing驗yan。
“CSR很早就看到消費市場對LBS的需求,在2011年底推出SiRFstarV時,便開始支持這項功能。”CSR係統應用經理楊俊仁解釋:“我們今年已經先把這項技術應用在台北當代美術館的導覽服務,透過GPS、Wi-Fi基地台,以意法半導體針對智能型手機設計的感測元件,即可創造出誤差極小的LBS服務。”
根據CSR提供的測試數據顯示,以甫問世的SiRFstarV芯片搭配自家的SiRFusion軟件,再結合智能型手機中的感測元件,室內導航的誤差已經縮小到10%以內,已經足以符合大型賣場或展覽的導航需求。
目前感測元件除了被大量應用在智能型裝置、gongyejisuanjidenglingyuwai,yiliaozhaohuchanyeyeshigedachangshangjilifazhandezhongdian。suiranshouhuiyuxiandaiyixuedejinbu,renleipingjunshoumingyulaiyuchang,danshiqueyeyanshengchulaonianrenkoudezhaohuwenti,ruonengshanyongganceyuanjiandexiezhu,shibinenggoujiangdigaolingrenkouzhaohudewenti。
huanjuhuashuo,yejiushiliyongchuishoukededezhinengxingshouji,yuxiaofeixingdeyiliaojianzhashebeilianjie,fangbianrangmeigerendounenggousuishilejiezishendeshentizhuangkuang。yidanjianzhasuodedaodeshuziyichang,jikesuishijiangziliaochuanzhizhidingyiliaoyuansuo,rangzhuanyeyihurenyuanjinyibupandu,zaijuedingshifouyaodaoyiyuanjieshoujinyibujianzha,yibianrangyouxiandeyiliaoziyuankehuodezuituoshanliyong。
意法半導體技術營銷經理劉嶽光指出:“我們針對醫療照護推出的STBLC01、BlueNRG,都是采用以藍牙技術進行資料傳輸,但卻能在維持1Mbps的傳輸速度下,具備低耗電的特性,能有效延長電池的使用時間。”為了降低合作夥伴的開發成本,意法半導體也推出包含STBLC01、SPIRIT1等開發套件,可讓設計團隊快速驗證創意或概念是否可行,再決定是否要投入量產。
以目前各項消費電子應用感測元件的狀況來看,智能型手機一直是使用數量最大的產品之一,除了大家已經習慣的觸控元件之外,GPS也是另一項最被廣泛使用的功能,尤其LBS的應用更是未來發展的重點。但是戶外的LBS應用,由於與政府開放Open Data的速度息息相關,在相關法令尚未明確的狀況下,所以目前主要都是開發室內LBS應ying用yong為wei主zhu。舉ju例li而er言yan,大da型xing賣mai場chang可ke以yi透tou過guo室shi內nei定ding位wei技ji術shu,了le解jie每mei位wei顧gu客ke的de所suo在zai位wei置zhi,以yi便bian提ti供gong鄰lin近jin商shang品pin的de優you惠hui訊xun息xi。若ruo顧gu客ke需xu要yao尋xun找zhao某mou種zhong商shang品pin時shi,隻zhi要yao利li用yong智zhi能neng型xing手shou機ji查zha詢xun即ji可ke,不bu需xu要yao在zai跑pao至zhi服fu務wu台tai尋xun求qiu協xie助zhu,無wu形xing之zhi中zhong便bian能neng夠gou得de到dao更geng佳jia的de購gou物wu經jing驗yan。
“CSR很早就看到消費市場對LBS的需求,在2011年底推出SiRFstarV時,便開始支持這項功能。”CSR係統應用經理楊俊仁解釋:“我們今年已經先把這項技術應用在台北當代美術館的導覽服務,透過GPS、Wi-Fi基地台,以意法半導體針對智能型手機設計的感測元件,即可創造出誤差極小的LBS服務。”
根據CSR提供的測試數據顯示,以甫問世的SiRFstarV芯片搭配自家的SiRFusion軟件,再結合智能型手機中的感測元件,室內導航的誤差已經縮小到10%以內,已經足以符合大型賣場或展覽的導航需求。
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