傳感器是建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的關(guān)鍵元件;隨著各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域業(yè)者紛紛投入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，已刺激動(dòng)作、影像、溫度、濕度、紫外線、氣壓及有機(jī)氣體等傳感器需求急遽攀升，相關(guān)元件制造商無不積極研發(fā)新產(chǎn)品，以搶搭此波商機(jī)。
物聯(lián)網(wǎng)即將建構(gòu)的美好生活令人充滿想像。人類將透過一個(gè)由全球數(shù)億人所共有共享的巨型智能網(wǎng)路基礎(chǔ)建設(shè)，進(jìn)行全面性的社群交流與資訊分享，并且經(jīng)由連結(jié)實(shí)體物件及虛擬分析整合，達(dá)到無所不在的偵測(cè)、識(shí)別、控制及服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)可藉由億萬個(gè)遍布于體內(nèi)、體外與周圍環(huán)中的智能感測(cè)裝置，長(zhǎng)期收集記錄所有關(guān)心的目標(biāo)訊息，并利用先進(jìn)分析技術(shù)處理這些巨量資料，持續(xù)創(chuàng)造出預(yù)測(cè)性演 算法或智動(dòng)化系統(tǒng)，來達(dá)到改善能源使用效率、提供優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)、增加生活舒適便利性、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、或是提高生產(chǎn)力等目的。
在2014年，臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(TSIA)的年會(huì)中，張忠謀以“Next Big Thing”為題發(fā)表演說。他表示，下一個(gè)Big Thing是物聯(lián)網(wǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)將可望于5到10年內(nèi)萌芽。
感測(cè)技術(shù) IoT基礎(chǔ)建設(shè)核心項(xiàng)目
在無限感測(cè)、萬物互聯(lián)的未來世界中，將充滿著各式各樣的智能技術(shù)，例如無人車輛會(huì)自動(dòng)駕駛、讓行車更安全;智能家電提供便利舒適的生活管家及保全服務(wù);植物 工廠精準(zhǔn)掌握作物生產(chǎn)過程、解決氣候劇變導(dǎo)致的糧荒問題;工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)安全有效率的人機(jī)協(xié)作、提升產(chǎn)品良率與品質(zhì)。
遠(yuǎn)距醫(yī)療網(wǎng)路帶來更優(yōu)質(zhì)便利的醫(yī)療服務(wù);智能電網(wǎng)提升城市能源使用效益、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)、并減緩全球溫室效應(yīng)等。而對(duì)于個(gè)人而言，行動(dòng)及穿戴式裝置則將提供無處不在的資訊服務(wù)及生活照顧。
物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)基本上是由感測(cè)層、網(wǎng)路層及應(yīng)用層所組成，其三大關(guān)鍵技術(shù)類別則包括傳感器、網(wǎng)路通訊以及大數(shù)據(jù)分析。特別是傳感器技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)智能基礎(chǔ)建設(shè)中最核心的項(xiàng)目。
依據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)資料，在2007年時(shí)已有一千萬個(gè)傳感器將各式各樣的裝置連結(jié)到網(wǎng)際網(wǎng)路上;而2013年時(shí)，聯(lián)網(wǎng)的感測(cè)裝置已激增到三十五億個(gè)。預(yù)估到2030年時(shí)，連結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的傳感器數(shù)量將超過一百兆個(gè)之多。
如此龐大的傳感器需求規(guī)模，將能為現(xiàn)有及新興廠商帶來豐厚利潤(rùn)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。根據(jù)Yole的研究預(yù)測(cè)，2024年全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將達(dá)到4，000億美元的規(guī) 模，復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)高達(dá)42%。而物聯(lián)網(wǎng)所必須應(yīng)用之傳感器市場(chǎng)營(yíng)收，預(yù)估2022年時(shí)將成長(zhǎng)超過140億美元。
傳感器普及 加速物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來
2014 年全球手機(jī)出貨數(shù)量已經(jīng)超過十一億支。智能型手機(jī)是目前最便利的上網(wǎng)工具，同時(shí)也是數(shù)量最多、使用者黏著度最高的消費(fèi)性電子隨身裝置;由于其同時(shí)具備感 測(cè)、連網(wǎng)及運(yùn)算儲(chǔ)存等最佳條件，只要用一支手機(jī)就能夠取得世界上所有資訊，因此被公認(rèn)為是開啟物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的最佳核心終端裝置。
蘋果(Apple)公司于2007年首度將微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加速度計(jì)應(yīng)用在iPhone中，開啟手機(jī)產(chǎn)業(yè)的傳感器革命。而MEMS傳感器在手機(jī)應(yīng)用的數(shù)量規(guī)模以及多樣性，也仍不斷在快速成長(zhǎng)當(dāng)中。
單就Apple公司為例，截至目前為止已擁有超過三百五十篇以上與傳感器相關(guān)的發(fā)明專利，而申請(qǐng)內(nèi)容包括觸控、影像、運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)感測(cè)、資料運(yùn)算、掉落感知及亮度感知等等，可見其積極布局智能傳感器未來市場(chǎng)的野心。
目前有許多的行動(dòng)裝置如手機(jī)、筆記型電腦、數(shù)位相機(jī)等，皆已廣泛采用MEMS元件于系統(tǒng)中，以獲得更良好的操控性能和創(chuàng)新功能。而隨著MEMS技術(shù)應(yīng)用風(fēng)潮的快速崛起，也使得輕薄及微小化變成目前消費(fèi)性電子產(chǎn)品全面追求的時(shí)尚新趨勢(shì)。
憑藉半導(dǎo)體晶圓制程的成熟優(yōu)勢(shì)，MEMS感測(cè)元件具有靈敏度高、性能均一、成本便宜、可批次生產(chǎn)等特點(diǎn)，不僅適合普及應(yīng)用在數(shù)量龐大的消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè)，未來 也必然將成為物聯(lián)網(wǎng)感測(cè)應(yīng)用市場(chǎng)上的營(yíng)收亮點(diǎn)。根據(jù)IC Insights預(yù)估，至2018年MEMS傳感器的總出貨量可望達(dá)九十三億顆，而產(chǎn)值將達(dá)到122億美元。
若是以物聯(lián)網(wǎng)傳感器應(yīng)用需求爆發(fā)的時(shí)間點(diǎn)來區(qū)分，首波熱潮絕對(duì)仍會(huì)是行動(dòng)裝置與智能穿戴產(chǎn)品，其次為車輛物聯(lián)網(wǎng)，之后才會(huì)真正進(jìn)入到需求廣泛且種類多樣化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)。
此處所謂的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，范圍包含傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用，例如醫(yī)療、導(dǎo)航、軍事、航空、地震勘探及制程控制等，以及業(yè)界目前正在定義中、利用MEMS感測(cè)元件技術(shù)的新型態(tài)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，此新興應(yīng)用包括資產(chǎn)追蹤系統(tǒng)、智能電網(wǎng)或智能建筑自動(dòng)化等。