2017電子技術(shù)展望

小型化、智能化的環(huán)境類(lèi)傳感器將得到廣泛應用

　　環(huán)境條件深深影響著(zhù)我們的健康、舒適度和生產(chǎn)效率，人們也越來(lái)越關(guān)注和重視環(huán)境問(wèn)題,希望實(shí)時(shí)地監控和改善周邊的環(huán)境條件及自身的健康狀況。

　　近年來(lái)，顆粒物PM2.5傳感器被應用于實(shí)時(shí)環(huán)境的監控設備中，實(shí)時(shí)地傳遞空氣質(zhì)量信息，未來(lái)我們會(huì )看更多的儀器儀表及工業(yè)監控設備中使用高精度、高可靠性的VOC、PM2.5等傳感器。在國外，CO2傳感器已經(jīng)被廣泛應用于新風(fēng)系統中，為國內這一行業(yè)應用的發(fā)展提供了很好的參考。

　　另一方面，隨著(zhù)傳感器的成本降低、體積縮小，我們也會(huì )在消費電子產(chǎn)品，例如手機、智能家居，甚至穿戴設備中集成更多基于環(huán)境傳感器的創(chuàng )新型應用。

　　Sensirion現有的解決方案和即將推出的產(chǎn)品可以提供主要環(huán)境參數(如濕度、溫度、揮發(fā)性有機化合物(VOC)、顆粒物(PM2.5)和CO2)可靠的檢測數據。環(huán)境類(lèi)傳感器會(huì )更多地應用于工業(yè)監控、汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域，開(kāi)辟更廣泛的應用，為提升環(huán)境的安全性、舒適度，以及節省能源做出貢獻。

　　在提升產(chǎn)品性能的前提下，環(huán)境類(lèi)傳感器也會(huì )往產(chǎn)品小型化、智能化及多樣化方向發(fā)展，我們相信未來(lái)會(huì )出現更多全新的環(huán)境傳感器廣泛地應用于各領(lǐng)域中。

　　我們即將推出基于MOX技術(shù)的超小體積VOC傳感器，該傳感器可以應用于實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量檢測，支持客戶(hù)開(kāi)發(fā)新的智能家居和HVAC(供熱通風(fēng)與空氣調節)應用。許多VOC會(huì )損害人體健康，例如，某些氣體會(huì )引起嗜睡、頭暈、頭痛等問(wèn)題?；贛OX傳感器的推出將很好地解決目前客戶(hù)面臨的傳感器體積過(guò)大，成本過(guò)高等問(wèn)題。

　　PM2.5和PM10分別指粒徑小于等于2.5微米和10微米的顆粒物，微小的體積使PM2.5顆粒能深入到人體的肺部，引發(fā)多種健康問(wèn)題，例如引起哮喘發(fā)作或導致心血管疾病。Sensirion的新型PM2.5傳感器解決方案通過(guò)精準的數據檢測，協(xié)助客戶(hù)開(kāi)發(fā)新型空氣質(zhì)量監測及凈化設備，以防止空氣污染。Sensirion在未來(lái)也將推出更多獨特的環(huán)境傳感器產(chǎn)品，以滿(mǎn)足我們不同行業(yè)的客戶(hù)需求。例如基于CMOSens?的光學(xué)非散射型(NDIR)紅外CO2傳感器。

傳感器是設備智能化的根源

　　技術(shù)上的不斷進(jìn)步使傳感器得到廣泛應用，也成為當前和未來(lái)數字生態(tài)系統不可分割的一部分。傳感器是現代技術(shù)的核心，是連接模擬和數字世界的接口，它使我們每天都依靠的設備更加智能、安全、直觀(guān)和更節能。

　　艾邁斯半導體未來(lái)將重點(diǎn)拓展光學(xué)、成像、環(huán)境和音頻感應領(lǐng)域。在傳感器領(lǐng)域，我們相信下一個(gè)大事將會(huì )是靈活的傳感器平臺解決方案。這意味著(zhù)我們可以通過(guò)定制高級濾波器，優(yōu)化用于不同用途和應用的傳感器。在這方面，我們將這些先進(jìn)的濾波器放在晶片上，使每一個(gè)傳感器都可以根據具體的應用進(jìn)行個(gè)性化設置。艾邁斯半導體擁有光學(xué)濾波器設計專(zhuān)長(cháng)和生產(chǎn)設備，我們與其它公司的區別就是能為光學(xué)/光譜、成像、音頻、環(huán)境等多個(gè)應用領(lǐng)域提供傳感器，滿(mǎn)足不同市場(chǎng)的需求，并為大批量應用提供支持。

　　談及“物聯(lián)網(wǎng)”就會(huì )想到智能設備的核心——傳感器，它是使設備“智能”的根源。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，它將數十億的對象轉化為數據，可以報告狀態(tài)并與環(huán)境交互，從而極大地改善我們的日常生活、行業(yè)的生產(chǎn)效率和能耗。例如：

　　● 網(wǎng)絡(luò )化的環(huán)境傳感器通過(guò)監測和測量氣味、壓力和溫度可以模擬并提升人的響應。環(huán)境傳感器通過(guò)捕獲電子信息，可以提供自動(dòng)反饋，并可根據所獲得的數據作出有效決策。我們的創(chuàng )新氣體傳感器也可用于如測量室內空氣質(zhì)量或呼出氣體中酒精含量的可穿戴設備中。我們的客戶(hù)HiCling就在其健身手環(huán)中部署了艾邁斯半導體的微型、超低功耗氣體傳感器，這也是市場(chǎng)上小型且低功耗的混合氧化物氣體傳感器。

　　● 個(gè)人健身/健康生物傳感器解決方案。生物傳感器使智能手機可以監測并將物理和生命體征傳輸到中央云系統。這些傳感器能夠監測到重要的健康數據，并遠程傳送給醫生，用來(lái)幫助醫療團隊決定病人是否需要及時(shí)的醫療救治。這種技術(shù)也將有助于遏制不斷上升的醫療保健成本，并在提高慢性疾病患者和需要長(cháng)時(shí)間家庭護理的老年人的生活質(zhì)量方面做出貢獻。

　　● “智能家居/智能空間”。智能空間的發(fā)展將很快走向空間構建的個(gè)性化，包括自適應、預測和自學(xué)功能。智能家居和自動(dòng)化將等同于“智能空間”世界。因為家里的每個(gè)設備都將會(huì )是互聯(lián)智能設備，可以感知其所在的環(huán)境和狀態(tài)，機器間的交互將變得更加自動(dòng)化。

　　● 另外，我們也在機器視覺(jué)、醫用攝像頭和其他方面看到了許多機會(huì )。具體來(lái)講，我們在1毫米CMOSIS NanEye 2d微型攝像頭技術(shù)上實(shí)現了突破。這是一個(gè)適用于便攜內窺鏡應用的全數字系統級片上攝像頭。

　　智能家居需要加強安全性能

智能家電要求更高的安全性

　　消費電子領(lǐng)域最關(guān)鍵的發(fā)展趨勢之一是智能家居的發(fā)展，開(kāi)發(fā)能夠讓智能互聯(lián)家庭成為現實(shí)的產(chǎn)品和服務(wù)重新獲得關(guān)注。智能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)高性能的應用處理器或SoC(片上系統)，他們中的大多數運行Linux和安卓操作系統。當然，這些設備現在必須連接到互聯(lián)網(wǎng)，以便于使用基于云的服務(wù)，并與其它產(chǎn)品進(jìn)行集成，由此進(jìn)行智能且通常情況下無(wú)人照看的“智能化”運行。因此，他們比以往任何時(shí)候都更容易受到攻擊。

　　在2016年，我們看到幾家高級運營(yíng)商(telcos)的主頁(yè)和路由器遭到了惡意軟件的攻擊，而這些都是基礎架構中的安全漏洞所引發(fā)的。伴隨著(zhù)智能家居設備大量進(jìn)入市場(chǎng)，遭受攻擊的可能性會(huì )變得更大，因而，相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的安全問(wèn)題成為至關(guān)重要的一點(diǎn)。

　　安全性能必須像“標配”一樣被內置，而不能在設計完成之后再進(jìn)行構想。Imagination及早地意識到了這個(gè)問(wèn)題，并且與我們的SoC合作伙伴及OEMs(原型設備制造商)共同合作，確保他們采用我們最新的IP內核上所有的安全特性。

　　Imagination的智能家居關(guān)鍵模塊及解決方案

　　Imagination多年來(lái)專(zhuān)注于為用于智能家居的SoC提供關(guān)鍵性模塊。我們設計并且授權MIPS處理器，涵蓋從微處理器到高端CPU，這使我們能夠滿(mǎn)足從由M級內核驅動(dòng)的互聯(lián)燈泡和運動(dòng)傳感器，到高效的、需要多線(xiàn)程MIPS I級 CPU的家庭網(wǎng)關(guān)，再到由我們的高性能P級CPU和PowerVR圖形內核所驅動(dòng)的監控視頻分析系統的需求。

　　集成新的無(wú)線(xiàn)通訊標準及微控制器的發(fā)展是兩個(gè)重要的機會(huì )。Imagination一直致力于為Wi-Fi、藍牙以及其他(例如802.15.4等)標準開(kāi)發(fā)通信技術(shù)——Ensigma。它主要是一個(gè)可配置的硬件引擎，可支持多種標準。它可以降低整個(gè)芯片的功耗，并且其靈活的結構可以讓它隨著(zhù)標準的演進(jìn)而升級。我們IP高效的性能降低了SoC功耗，延長(cháng)了電池的使用壽命，并讓產(chǎn)品尺寸整體上更小。大多數傳感器和執行器可以在智能家居領(lǐng)域被多年使用。

　　安全也是智能家居中的重要因素。Imagination 多年來(lái)一直致力于打造安全的智能家居(以及IoT)處理器，最終開(kāi)發(fā)出OmniShield技術(shù)。我們采用了企業(yè)級市場(chǎng)的硬件虛擬化概念，并且將其應用于微控制器和嵌入式處理器中，使用硬件安全模塊為安全啟動(dòng)和硬件啟動(dòng)提供保障。這樣確保了運行在SoC上的軟件完全符合預期，同時(shí)，虛擬化隔離了運行在每個(gè)虛擬機上的所有特性和服務(wù)。

市場(chǎng)對系統保護產(chǎn)品要求更高

　　Littelfuse公司主打領(lǐng)域是電路保護，同時(shí)，在功率控制和傳感方面擁有不斷增長(cháng)的全球平臺。近年在功率控制領(lǐng)域開(kāi)始加強研發(fā)碳化硅產(chǎn)品，碳化硅功率技術(shù)可以說(shuō)是當今全球半導體市場(chǎng)上最具前景的技術(shù)之一，Littelfuse公司的碳化硅肖特基整流二極管能在較高的切換頻率和溫度下工作，為客戶(hù)實(shí)現更高的功率密度以及提高工作效率。對于在全球發(fā)展迅猛的傳感器市場(chǎng)，Littelfuse公司通過(guò)收購ACCEL和Hamlin公司成功地進(jìn)入了汽車(chē)、醫療、工業(yè)、白電等領(lǐng)域，并不斷推出新的產(chǎn)品。

　　對于發(fā)展迅速的半導體技術(shù)，其功能越來(lái)越復雜，對外界浪涌的敏感性越來(lái)越強，這也為L(cháng)ittelfuse公司提供了機會(huì )。例如，對汽車(chē)電子市場(chǎng)而言，相應的保護技術(shù)發(fā)展趨勢是在盡可能小的尺寸下實(shí)現符合最嚴苛汽車(chē)標準的器件，此標準包括ISO16750-2、ISO7637-2，以及通過(guò)AECQ認證，為客戶(hù)提供全面解決方案。Littelfuse公司作為AEC的成員，現在正在推進(jìn)fuse的AEC-Q200認證，為客戶(hù)提供更可靠的產(chǎn)品。對于EV(電動(dòng)汽車(chē))高壓電池系統保護而言，電池組電壓有越來(lái)越高的趨勢，這對高壓大電流保險絲在汽車(chē)上的應用提出了更苛刻的要求。對于工業(yè)市場(chǎng)，工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)是這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢，工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境下的安全保護也越來(lái)越受到大家的關(guān)注。

　　針對汽車(chē)電子市場(chǎng)，Littelfuse公司近期推出了汽車(chē)級SLD8S系列瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管，它能提供高達7000W(10/1000μs)額定脈沖峰值功率，采用表面安裝式SMTO-263封裝，兼容市場(chǎng)上的流行封裝，高達57V的斷態(tài)電壓，可幫助客戶(hù)通過(guò)汽車(chē)電子嚴苛的ISO16750-2、ISO 7637-2 5a和5b拋負載浪涌測試，適合用于汽車(chē)電子的動(dòng)力總成(power train)、電子控制單元(ECU)、電池管理系統(BMS)、防抱死制動(dòng)系統(ABS)等應用，一經(jīng)推出就非常受客戶(hù)歡迎。

　　針對EV高壓電池系統保護，Littelfuse公司推出了L50QS和L70QS，他們是電壓高達500V和700V的高速保險絲，采用傳統的北美栓接式封裝。近期，Littelfuse公司還會(huì )推出專(zhuān)門(mén)通過(guò)汽車(chē)振動(dòng)的測試報告，增強客戶(hù)使用Littelfuse公司產(chǎn)品的信心。Littelfuse在BMS線(xiàn)束保護的pico fuse、平衡采樣回路，以及汽車(chē)的CAN/LIN總線(xiàn)上都有相應的完整保護解決方案。

　　針對工業(yè)市場(chǎng)，Littelfuse公司推出的首款可在環(huán)境溫度高達125℃條件下運行的壓敏電阻HMOV系列產(chǎn)品，它采用硅涂層技術(shù)，適用于大功率應用，隔離電壓可達2500V，高達10kA(8/20μs)的浪涌電流吸收能力，適用于高可靠性能的工業(yè)領(lǐng)域。

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本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第1期第14頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。