AIoT的發展正推動感測器數量與種類的全面爆發。感測器是物聯網(IoT)不可或缺的重要基礎，從個人穿戴、居家、工業、商業到自然環境，各式各樣的感測器就像IoT節點的五感，不捨晝夜的感知、蒐集著周圍環境變化，並將現實世界的類比訊號如聲音、光線、溫度、濕度、震動等數位化，從而促成各種AIoT創新應用。
感測器從消費走到工業
ams台灣區總經理李定翰(圖1)指出，感測器的應用十分廣泛，不過大致可分為兩大市場，分別為消費性電子，另一種則是工業市場(包含汽車、醫藥和工業等)。目前感測器元件供應商的布局重點仍是消費性電子產品，原因在於為了滿足消費者體驗，消費性電子產品功能愈來越多樣化，且不停創新。
李定翰舉例說明，智慧手機的變化就是其中一個例子，從窄邊框，到瀏海顯示螢幕，甚至到未來的全螢幕等；這些創新的設計雖說增加了感測元件的需求，但同時也帶來新的挑戰。例如智慧手機未來朝向全螢幕發展，那麼感測器的擺放位置究竟該如何調整；同時，越來越多手機採用OLED螢幕，但OLED螢幕是不透光的，那感測器又該如何感測到外界變化，這些都是感測器元件供應商會遇到的挑戰。
簡而言之，對於無邊框的追求是手機未來的發展趨勢。ams指出，消費者對於手機螢幕占比的渴望從未停止，從2016的65%占比的寬邊框設計，到2017年約75%的窄邊框，再到2018年90%占比的所謂瀏海螢幕，而從2019年開始，將會是全面螢幕的時代來臨。趨近100%的螢幕占比產生了對於BOLED(OLED下方)感測元件的強大需求。
因應此一趨勢，ams的RGB光線與紅外接近感測器IC「TCS3701」，可於OLED螢幕後方位置精確測量環境光強度，無須占用前置邊框位置，真正實現無邊框手機設計。
李定翰說明，消費性產品目前仍是感測器主要應用場域，不過，隨著自動駕駛、工業4.0、智慧醫療等創新應用快速興起，感測器應用市場越來越廣泛，感測器元件供應商也將工業應用列為發展重點，紛紛往車用、工業用布局。總而言之，感測器在未來只會愈加普遍，且時時刻刻都存在生活各種應用之中。
實現預測性維護 感測技術是關鍵
茂宣企業經理翁翊翔(圖2)表示，工業4.0是目前熱門議題，而CbM的重點在於進行預防偵測，透過感測器進行監控，可對高單價的產品」、高價值的設備進行預防措施。
翁翊翔進一步說明，過往設備是感覺快出問題時，工作人員才會進行查看，待確認真有問題才會進行維修，無法事先預防。然而，這方式容易影響產線或是工廠運作，進而導致營運、營收受到影響。而預防性預測的重點在於把產品價值進行分類，例如最昂貴、交期最久等產品，加入感測監控電壓、電流、溫度和振動等，以確保生產過程順利。
據悉，CbM解決方案是用於提高正常運行時間並加速實現工業4.0的機器健康解決方案，基於狀態的監控可以早期檢測和實時診斷機器和系統的異常情況。識別並隔離這些問題後，就有機會優化替換件庫存、安排停機時間以進行計劃中的維護並進行運行時的過程調整，從而延長設備的有效使用壽命。
除此之外，ADI也推出60GHz工業雷達感測器系列LPRR-1DHP-200。這些下一代定位系統提供高度精準且強大的一維距離測量，精度可達毫米級，適用於先進自動化、運輸和生產過程。
ADI指出，狀態監控是實現工業4.0的關鍵步驟之一。該公司的MEMS振動感測器與精密轉換器、線性、隔離和電源技術相結合，已經用於提供高品質機器健康資料，以便最大限度地延長機器正常執行時間並提高效率。透]過致力於創新，該公司將憑藉CbM領域深厚的技術專長繼續努力提高智慧水準，以便進一步優化CbM解決方案。
語音應用發展快 麥克風角色更吃重
另一方面，隨著智慧音箱、語音助理快速崛起，語音應用也成為感測器重要市場，而MEMS麥克風的需求也跟著水漲船高。台灣樓氏電子產品應用經理任柏凱(圖3)指出，語音助手已成為嶄新的人機互動方式，且越來越普及，特別是在智慧家庭之中，更是成為智慧家電、智慧安控、家庭娛樂產品、智慧家居等操作新介面。
然而，要實現完善的語音應用，其關鍵在於提升拾音品質，而這時候就需要從MEMS麥克風著手。任柏凱說明，像是麥克風使用數量的增加，可以加強系統聲音波束指向性效能；而麥克風感度一致性可以增加系統降噪效能與系統聲音指向效能。另外，麥克風在設計時也須考量失真度，因失真度會影響語音指令於大音量喇叭播放時的介入準確度；而麥克風的訊噪比(感度低噪比)可強化通話及錄音品質，也可以增加系統降噪效能與系統聲音指向性效能。
因應語音市場需求，樓氏近日也宣布推出新款AISonic系列音訊邊緣處理器IA8201。該產品可提供多麥克風音訊處理，且針對功耗敏感的應用進行了優化，並可為目前先進的消費電子產品提供強大的運算性能，實現先進音訊輸出、情境感知和手勢控制等應用。
同時，該產品的主處理器功耗低，可顯著延長電池壽命，還提供更準確的現場語音理解，並可在包含大量背景噪聲的環境中準確實現音訊處理。IA8201的特點包括：多種接口選項和雙175MHz內核，採用緊湊的2.6×3mm eWLB封裝和6.0×6.0mm QFN封裝，具有電壓調節功能；以及具有高運算128位內核(DMX)等。
實現自動駕駛 環境感測是關鍵
除了上述所提的消費性電子、工業領域之外，智慧交通和自動駕駛也是感測器重要的應用領域。工研院資訊與通訊研究所資深工程師徐志偉(圖4)表示，以先進駕駛輔助系統(ADAS)為例，例如車道偏移、盲點偵測等，必須要加裝大量的感測器才能實現。除此之外，同時，感測器也是構建全自動駕駛車輛對環境感知能力的重要元件。
徐志偉指出，以工研院資通所所研發的自駕車感之次系統為例，透過先進的感測器(如雷達、光達)與機器學習軟體演算法的處理，可以讓車輛電控單元完整模擬，甚至超越人類在駕駛車輛時所使用的各種感官能力，實現同步即時的全方位環周感測能力，並針對感測結果進行控制決策的判斷。
當然，要實現智慧交通，除了汽車本身要增添許多功能之外，道路基礎建設也是不可或缺，而這些建置也少不了感測器的應用。例如工研院所發表的iRoadSafe智慧安全路口警示應用，便是於路口布設偵測設備(如雷達、光達)等，搭配車輛安裝車載設備(OBE)，蒐集道路車輛和行人動態資料，透過路側設備(RSE)整合車輛與道路資訊(包含路口號誌交通資料)；並且利用電子資訊看板(CMS)與車載設備發布預警消息，以提升用路人掌握道路資訊可靠度。
簡而言之，為了滿足愈來愈多樣的AIoT應用需求，感測器開發商除在產品效能如功耗、精準度、可靠性等方面日益突破精進以滿足工業、汽車等嚴苛環境要求外，也全力擴大產品陣容；種種新品和解決方案的出現，都是為了實現更多AIoT應用。
