圖1 : 奧地利微電子臺灣區(qū)總經(jīng)理李定翰指出，感測技術(shù)發(fā)展已有相當長的時間，物聯(lián)網(wǎng)的興起讓此技術(shù)有了截然不同的面貌。(攝影/王明德)
奧地利微電子臺灣區(qū)總經(jīng)理李定翰指出，感測技術(shù)發(fā)展已有相當長的時間，過去的應(yīng)用有限，因此技術(shù)發(fā)展并不快，物聯(lián)網(wǎng)的興起讓此技術(shù)有了截然不同的面貌，以往由于應(yīng)用領(lǐng)域固定，系統(tǒng)對傳感器的需求并不高，只要能正常運作就可以，不過物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用多元，傳感器也就必須因應(yīng)系統(tǒng)需求而有特別的設(shè)計，以色彩傳感器來說，過去僅需要分辨基本的RGB，現(xiàn)在部分應(yīng)用則需要透過頻譜偵測功能偵測物質(zhì)。
不同需求的封裝設(shè)計
物聯(lián)網(wǎng)帶來的影響除了感測技術(shù)本身的精進外，外部的構(gòu)造也是其一，現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)走向整合，不同傳感器有可能被整合在同一封裝中，而在此設(shè)計中，不同傳感器在同時運作時所產(chǎn)生的干擾要如何解決，這都是現(xiàn)在的傳感器廠商在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品時，必須面對的考驗。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用都是針對特定垂直產(chǎn)業(yè)，如醫(yī)療、交通、制造、建筑等，李定翰就指出，這些領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的功能需求不同，因此系統(tǒng)中的零組件、模塊、設(shè)備等，都會有一定程度的特殊需求，例如國土監(jiān)測系統(tǒng)，會需要將傳感器長期設(shè)置在戶外，在耗電、強固性等部分就需要有特殊設(shè)計，若應(yīng)用于智能家庭設(shè)備，由于傳感器需內(nèi)建于家電設(shè)備中，小體積的設(shè)計需求就會高于功耗，整體來看，制造、醫(yī)療、電力等應(yīng)用場域，對傳感器的規(guī)格需求較為特殊。
李定翰表示，制造業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點領(lǐng)域之一，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，感測與RFID成為整體系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。由于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，系統(tǒng)必須獲得真實世界的相關(guān)數(shù)據(jù)，才能進一步透過實時分析、匯整，利用人工智能推導出優(yōu)化的生產(chǎn)決策，而產(chǎn)線終端要讓每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能準確被追蹤、紀錄，就必須導入兼具低成本、體積小、易追蹤多重優(yōu)勢的RFID無線射頻標簽技術(shù)方案，同時再搭配如機器視覺、各式動作感測組件輔助，取得每個加工工序的執(zhí)行狀態(tài)。
機器視覺感測改朝換代
在此同時傳感器也持續(xù)進行優(yōu)化與更新，越來越多整合進階嵌入式運算技術(shù)的傳感器相繼推出，借以追蹤高速產(chǎn)線的加工對象實時監(jiān)控與紀錄用途，透過嵌入式系統(tǒng)整合設(shè)計，也能讓傳感器在體積不變的條件下，提供產(chǎn)線更進階的感測、預先分析與高速處理能力，同時更輕、更小、功能更強大的嵌入式系統(tǒng)結(jié)合多重環(huán)境傳感器方案，也可大幅降低智能對象整合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)通技術(shù)的難度與成本。
傳感器在智能工廠的另一個應(yīng)用重點是機器視覺，機器視覺主要應(yīng)用于制程上，對分辨率的要求相當高，過去所采用的影像傳感器以CCD為主，不過近年來CMOS影像傳感器的分辨率快速提升，已然躍居機器視覺主流，各大影像傳感器廠商的CCD出貨量逐漸減少，龍頭廠商Sony已決定從2017年起逐步減少CCD，專注于CMOS傳感器研發(fā)。
與CCD相較，CMOS的優(yōu)勢在于成本低、耗電需求少、容易制造生產(chǎn)，早期因噪聲難以控制，只用于低價產(chǎn)品;近年來因新技術(shù)導入，CMOS的成像效果已逐步跟上甚至超越CCD，目前CCD在天文、低亮度、動態(tài)攝影等領(lǐng)域仍有其優(yōu)勢，不過在制程檢測，已為CMOS取代。
李定翰指出，除了制造業(yè)外，醫(yī)療系統(tǒng)對傳感器的需求也與一般應(yīng)用大不相同，感測技術(shù)在醫(yī)療的應(yīng)用主要用來偵測患者的生理訊號，生理訊號主要分成幾種，包含屬于生理電訊號、生理化學訊號、生理機械訊號、生理抗阻訊號、生理磁訊號、生理光訊號、生理聲訊號等，在醫(yī)療系統(tǒng)中又以生理電訊號的使用最為廣泛。
3D感測發(fā)展?jié)摿姶?/p>
目前感測技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的做法可分為兩種，一種是透過同一感測原理偵測多樣生理指針，另一種則是透過多種感測方式偵測同一生理指標，舉例來說，光體積變化描記圖法是一種光學感測原理，利用LED傳感器可獲取人的心跳、脈搏、血氧含量等，然而心跳的感測卻不只有光學感測一種，還能透過電極電位的改變，紀錄心臟跳動，再換算成心跳率，近年來感測技術(shù)不斷創(chuàng)新與提升，讓生理指標擷取變得更容易，感測技術(shù)所提供的精確生理數(shù)據(jù)，再加上未來AI的智能化運算與分析能力，將加速醫(yī)療智能化愿景的落實。
除了上述兩個領(lǐng)域外，3D感測技術(shù)也被看好將應(yīng)用于各種領(lǐng)域，李定翰表示目前3D感測主要是應(yīng)用于臉部辨識，取代過去的指紋辨識解鎖與手機的行動支付，而隨著技術(shù)的成熟，其應(yīng)用越來越多元，除了手機外，長距離的戶外攝影機、短距的AR-VR-MR/' target='_blank'>VR眼鏡、低光源如車內(nèi)的人臉辨識等，都是深具潛力的發(fā)展領(lǐng)域，目前3D感測有兩種技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)光與TOF(Time of Flight)，而VCSEL是這兩者技術(shù)中的核心光源，高功率VCSEL激光器可應(yīng)用于3D深度感測的數(shù)據(jù)擷取，物聯(lián)網(wǎng)也會是其一。
3D感測從環(huán)境的深淺位置判斷出物體形狀與距離，因此未來將被應(yīng)用于車用領(lǐng)域，現(xiàn)在ADAS系統(tǒng)的FDW(前部碰撞預警)功能是用雷達或光達偵測車體前方物體遠近，未來的導入3D感測后，就可將外界物體形狀信息提供給車內(nèi)運算單元，判斷物體種類后再決定車體動作，以此達到智能化功能。
從價格競爭專為質(zhì)量競爭
就目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，物聯(lián)網(wǎng)帶動的感測技術(shù)變革仍在進行中，李定翰表示，由于物聯(lián)網(wǎng)建構(gòu)目標是整體系統(tǒng)所產(chǎn)生的價值，而非像消費性領(lǐng)域是以單一產(chǎn)品的價格為考慮，在此態(tài)勢下，現(xiàn)在傳感器市場也從過去的價格競爭轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量競爭，雖然這也對廠商帶來另一種壓力，不過他認為這種透過技術(shù)的精進提升系統(tǒng)效能，進而創(chuàng)造出更高價值的做法，對整體產(chǎn)業(yè)來說會是更好的方向。
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