因應物聯網設計需求，感測器制造商無不致力精進既有產品規格與效能，朝更高功能整合度和精準度，以及更小元件尺寸與耗電量發展;同時也積極擴增新產品線，如氣體感測器、紫外線感測器等，皆是布局的焦點。

物聯網(IoT)的三大關鍵架構，包括感知層、網路層及應用層。感測器(Sensor)在物聯網中扮演重要角色，物聯網應用層面廣闊，進而引發各式感測器的需求不斷增加，無論是智慧行動裝置、建筑、汽車中，都可以看見其蹤跡。

動作感測發展成熟　ST/Bosch看好環境感知

事實上，感測器發展最早是由汽車產業帶動，而后任天堂(Nintendo)的Wii及蘋果(Apple)iPhone的成功，則開啟微機電系統(MEMS)感測器在消費性電子應用商機，而今物聯網應用興起，預料將驅動MEMS感測器的第三波成長。

Bosch Sensortec亞太區總裁百里博(Leopold Beer)表示，歷經汽車與消費性電子的洗禮后，MEMS感測器的技術與產品已更臻成熟，包括加速度計、陀螺儀、磁力計、壓力計、麥克風，以及多軸、多功能整合的Combo感測器，皆已觸手可得。

下一階段，物聯網將成為驅動MEMS感測器成長的主要動力，并帶動各種智慧感測器、致動器(Actuator)、特定應用感測節點(Application Specific Sensor Node, ASSN)，以及客制化解決方案和多樣演算法的需求。

百里博進一步指出，過去智慧型手機是引領MEMS感測器發展的要角，并衍生出加速度計、陀螺儀、磁力計、慣性量測單元(IMU)等動作感測器需求，因而能實現更直覺的人機介面、擴增實境(Augmented Reality)、攝影防手震、活動監測，以及室內導航的多樣應用。未來，MEMS的創新應用則將由物聯網來主導，并朝向環境感知方向發展，包括高度計、濕度計(Humidity)、溫度計、氣體感測器、環境光感測器等，都將愈來愈顯重要。

意法半導體技術行銷經理蘇振隆則分析，MEMS感測器在智慧型手機、平板等行動裝置領域的應用已愈來愈成熟，因此未來MEMS感測器的發展將有兩個重要變化，一是由行動市場擴張至其他應用領域，包括智慧家電、汽車、工業及醫療等，另一則是由動作感知邁向環境感知，以實現更多樣的感測功能。

也因此，意法半導體近期也推出一款紫外線(UV)感測器，經過陽光照射后可以直接呈現紫外線強度;且不若其他競爭對手推出的同類產品，只能單純地顯現UVA及UVB波長的訊息，該公司的感測器產品可直接呈現紫外線指數。

蘇振隆進一步解釋，至今全球僅意法半導體的紫外線感測器能直接呈現紫外線指數，其他競爭方案多半仍須利用額外的MCU來計算感測器所擷取的UVA/UVB波長指數，才能再轉換成紫外線指數，因此耗電量相對也會增加。

除此之外，意法半導體的紫外線感測器尺寸只有2.5毫米(mm)×2.5mm×1mm，且產品已有與專業的紫外線檢測儀器做過驗證，所以毋須擔心感測出的結果不夠精確。

Bosch Sensortec也看好未來環境感測器市場，并瞄準行動裝置、穿戴式裝置，以及智慧家庭市場積極搶攻。以該公司近日推出的MEMS Combo環境感測器--BME680為例，已整合了大氣壓力、溫度、濕度與氣體(Gas)四種環境感測功能，且封裝尺寸僅3mm×3mm×0.93mm，為一款高整合環境感測器解決方案。

另一方面，Bosch Sensortec近日也與戴樂格(Dialog)共同推出低功耗智慧型感測器平臺。此平臺可支援穿戴式運算裝置、沉浸式游戲(包括擴增實境)、3D室內定位，以及導航服務的手勢辨識。

據了解，此平臺結合了戴樂格的DA14580系統單晶片(SoC)與Bosch Sensortec的三種低功耗感測器，包括BMM150三軸磁力計、BME280環境感測器，以及一款結合了三軸加速度計和三軸陀螺儀的BMI160;值得注意的是，該感測器平臺功率消耗低于500μA。

該公司的BMI160六軸慣性量測單元將一個16位元三軸Low-g加速度計和一個低功耗三軸陀螺儀整合在一顆晶片內。當加速度計與陀螺儀處于完整工作模式時，典型的電流消耗為950μA，僅為競爭對手推出解決方案的一半。

ams力推高精準/高整合穿戴感測元件

以往晶片商通常只出售晶片，而手機與穿戴式裝置制造商必須自己思考元件如何搭配使用;奧地利微電子(ams)臺灣區總經理李定翰認為，現在的客戶需要的不是只有晶片，而是更高精準度、高整合度，以及高相容性的完整解決方案。

以奧地利微電子推出的心跳監測解決方案為例，其是一種用于腕帶型裝置后面的感測器，搭配不同發光二極體(LED)和演算法，便可測得心率、血氧飽和度及血壓等生命體征。

除了元件高相容性之外，李定翰認為，“精準度”也是感測器元件的一大重點。該公司與其競爭對手的產品相較下，精準度可達二至三倍以上，甚至有些可以高達十倍。

據了解，若是感測器精準度偏低，其搜集而來的數據送至后臺運算后可信度極低;所以裝置測得的不單單只是心跳、血氧及血壓等數據，而是其后面更廣大的個人健康規畫市場。

李定翰補充，現在醫學進步，人類的生命周期延長，此裝置可以延伸為使用者個人的健康管理設備，若是數據不夠準確，該裝置只能視為玩具而非設備，所以感測器的精準度十分重要。

ADI/QuickLogic開發低功耗/小體積元件

無論是何種感測器，皆會走向小尺寸、低功耗以及高整合的設計方式。亞德諾(ADI)半導體認為，穿戴式裝置崛起將對于感測元件的功耗與體積有更進一步的要求。

亞德諾半導體亞太區MEMS市場經理趙延輝(圖2)表示，“低功耗”一直是所有感測器業者關注的重點，該公司推出的產品皆以低功耗為主要導向。舉例來說，中國小米手環中所使用的ADI感測器元件ADXL362(圖3)，便是以低功耗著稱。

該感測器元件是一款超低功耗、三軸MEMS加速度計，輸出資料速率為100Hz時功耗低于2μA，在運動觸發喚醒模式下功耗為270nA。與使用功率工作周期來實現低功耗的加速度計不同。

另一方面，QuickLogic也認為節能低功耗的產品是感測器的一大重點。該公司推出靈敏且低功耗的感測器平臺，此平臺能以少量功耗提供比傳統基于ARM Cortex-M4F微控制器(MCU)的感測器集線器(Sensor Hub)方案高出80%的運算效能。

QuickLogic產品管理資深總監Frank A. Shemansky, Jr.(圖4)表示，該平臺為一多核心的系統單晶片(SoC)，內含三個專屬處理引擎，包括該公司的μDSP-like FFE、ARM Cortex-M4F MCU，以及一組前端感測器管理器。FFE和感測器管理器可進行大量演算處理，可將浮點MCU的工作周期降至最低。

QuickLogic設計的這一款靈敏且高效能的平臺，能在運行常時開啟(Always On)語音觸發和識別，同時其耗能低于350微安培，比以往基于MCU的解決方案為佳。

消費者胃口加大　東芝提升CMOS感測畫素

如同MEMS感測器朝向小尺寸、低功耗與高功能整合發展，CMOS影像感測器的規格演進路線也大致相同。以東芝(Toshiba)為例，即不斷致力朝這些方向努力。

臺灣東芝電子半導體行銷部經理周彥勛(圖5)表示，未來擁有自動對焦、高畫素及高解析的手機相機，方能符合消費者要求。目前市面上多款智慧型手機相機中的CMOS影像感測器，皆已內建相位檢測對焦(Phase Detection Auto Focus, PDAF)功能。東芝看好此一發展前景，不僅提升該公司CMOS感測器畫素(Pixel)，也于其中內建PDAF快速對焦功能。

周彥勛強調，使用者對于手機相機畫素要求越來越高，且照相功能也一直受到消費者關注，在此情況下，東芝的CMOS影像感測器，為因應市場上智慧型手機相機的需求，已推出800、1,300、1,600及2,000畫素的解決方案，并于其中內建PDAF，實現快速對焦功能。

周彥勛補充，為了因應市場上的需求，東芝未來將開發Super Pixel，加強解析度與連拍，在高速連拍多張照片后，可合成一張超高解析度的影像;而目前該公司感測器的畫素尺寸以1.12μm為主，未來會朝更微小化邁進。

顯而易見，物聯網的發展風潮順勢帶起了感測器的強大需求，相關廠商無不加速投入市場布局，但不論是何種感測器，低功耗、小尺寸、高精準、高整合是目前感測器廠商在開發、設計產品時的重要考量。隨著制造商爭相推出消費者期待的解決方案，未來物聯網中各式感測器產品將會更加完備，表現能力也將更上一層樓。