智能制造大環(huán)境下，傳感器的增量市場(chǎng)在哪？

　　據工控小編了解，2017年全球傳感器市場(chǎng)規模超過(guò)2000億美元，預計2018年這一規模將達到2500億美元左右。

　　始于1950年的傳感器經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的發(fā)展，在技術(shù)、應用等方面日趨成熟。隨著(zhù)智能制造的發(fā)展，傳感器的未來(lái)則更加明朗。

　　目前業(yè)內普遍認為，未來(lái)，集成度更高、更加智能化、體積更小是傳感器發(fā)展的必然趨勢，這也就意味著(zhù)其將滿(mǎn)足更多行業(yè)、領(lǐng)域和場(chǎng)景的應用要求，安裝也更為方便。

　　同時(shí)，為適應智能制造的發(fā)展，智能化也更加成為傳感器發(fā)展的重要方向。而所謂的智能化，也就是傳統傳感器的“感知”能力被重新定義，并賦予“分析”和“發(fā)出指令”的能力。事實(shí)上，這一變化也正在進(jìn)行。

　　目前，傳感器正在經(jīng)歷單一材料到復合材料、簡(jiǎn)單結構到系統結構的過(guò)程，而原有的物理量感應功能也在進(jìn)行智能化轉化。本文將圍繞微電子機械系統(MEMS)麥克風(fēng)、CMOS圖像傳感器和電容式指紋識傳感器三類(lèi)進(jìn)行介紹。

　　微電子機械系統(MEMS)麥克風(fēng)

　　從傳感器的發(fā)展路徑來(lái)看，隸屬于聲感器大家庭的MEMS麥克風(fēng)正逐漸取代傳統的ECM麥克風(fēng)和超聲波傳感器。

　　根據Yole development的預測，未來(lái)三年，MEMS麥克風(fēng)的復合年均增長(cháng)率(CAGR)預計達到11%的增長(cháng)。在應用行業(yè)方面，IHS數據顯示，MEMS傳感器的增長(cháng)主要在汽車(chē)電子領(lǐng)域。而這種增長(cháng)正是與汽車(chē)電子的正向、快速發(fā)展有關(guān)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數據顯示，未來(lái)五年間，全球汽車(chē)電子市場(chǎng)規模將持續增長(cháng)，至2023年，這一規模將超過(guò)3500億美元。

　　此外，MEMS麥克風(fēng)本身所具有的優(yōu)勢也在各行業(yè)同步智能化的步伐中逐漸凸顯。如在人工智能交互方面，ECM麥克風(fēng)等傳統傳感器工作相對繁瑣，并不是應用在需要采用數組架構的智能語(yǔ)音助理應用中的最佳選擇。其次，在智能交互中，傳統單個(gè)麥克風(fēng)也逐漸被多個(gè)麥克風(fēng)陣列所替代，這也促使MEMS麥克風(fēng)使用量大幅度上升。

　　作為一款集成化程度較高的傳感器產(chǎn)品，MEMS麥克風(fēng)制造的難點(diǎn)主要集中在將各類(lèi)異構微機械、微電子元件、微能源封裝在一個(gè)微系統中，而其制造技術(shù)與IC晶圓制造類(lèi)相類(lèi)似但不需要先進(jìn)制程。

　　目前來(lái)看，為了適應新的儲存、計算和通信功能，縮小至納米級的內部元件、并集成更多晶體管和儲存器，即封裝方式和新材料引入自然成為MEMS麥克風(fēng)未來(lái)發(fā)展的趨勢。

　　CMOS圖像傳感器(CIS)

　　圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉換成電子信號的電子設備，主要應用到電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CIS)兩種技術(shù)，其中CCD是線(xiàn)性傳感器，其輸出與接收到的光子數量直接相關(guān)，而CIS是一種較新的并行讀出技術(shù)。目前，CIS的制造成本遠低于CCD傳感器，這也意味著(zhù)，CIS今后大有發(fā)展。

　　IC insight數據顯示，2017年全球CIS市場(chǎng)規模超過(guò)120億美元，同比上一年增長(cháng)近20%。而在這一市場(chǎng)規模和增量中，智能手機的應用占比較高。據IC insight統計，2012年-2017年，全球手機領(lǐng)域的應用在CIS整個(gè)市場(chǎng)規模中的占比保持年均12%的增速。未來(lái)，隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展，CIS在汽車(chē)領(lǐng)域也將有更大的市場(chǎng)去開(kāi)拓。

　　目前，CIS的主流技術(shù)為背照式技術(shù)(BSI)和堆棧背照式技術(shù)。此外，多層堆疊BSI和混合堆疊BSI也成為未來(lái)的發(fā)展趨勢。工控小編認為，無(wú)論是多層堆疊還是混合堆疊，均是對原有單一的傳統傳感器的升級，方向是更高集成化和更小體積，而最終達到的目標是能夠適用于更多場(chǎng)景，也是“殊途同歸”了。

　　指紋傳感器

　　說(shuō)到指紋識別，就繞不開(kāi)智能手機。作為智能手機領(lǐng)域劃時(shí)代的符號，蘋(píng)果手機自2013年9月首發(fā)帶有指紋解鎖功能的iPhone 5s，指紋傳感器自此在手機領(lǐng)域打開(kāi)市場(chǎng)。據IHS統計，指紋傳感器市場(chǎng)從2013年幾乎為零的市場(chǎng)規模至2016年已發(fā)展到25.5億美元，其中88%的產(chǎn)品為滿(mǎn)足手機應用。毫不夸張的講：手機引入指紋解鎖技術(shù)拉動(dòng)了整個(gè)指紋傳感器市場(chǎng)的飛速發(fā)展。

　　指紋傳感器在技術(shù)上包括電容式、光學(xué)式、熱感式和超聲波傳感扥四類(lèi)，其中電容式指紋傳感器屬于傳統技術(shù)，目前市面上所普遍使用的正是該技術(shù)。而隨著(zhù)手機工藝的發(fā)展和技術(shù)的革新，屏下光學(xué)和超聲波式指紋傳感器市場(chǎng)逐漸擴大。

　　未來(lái)，傳統的電容式指紋傳感器市場(chǎng)規模將有所下降，而代表了手機解鎖技最新技術(shù)的屏下指紋技術(shù)將會(huì )成為主要增長(cháng)動(dòng)力。據IHS預計，至2023年，指紋傳感器市場(chǎng)規模將超過(guò)55億美元，CAGR約6%。除了手機之外，安防、醫療和工業(yè)等領(lǐng)域也是指紋傳感器較為可觀(guān)的市場(chǎng)。

　　制造業(yè)的智能化發(fā)展，是一場(chǎng)跨行業(yè)的技術(shù)變革，這包括工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)制造、醫療、農業(yè)、消費電子等諸多領(lǐng)域。而隨著(zhù)萬(wàn)物互聯(lián)的概念的逐步落地，時(shí)代對智能傳感技術(shù)同樣提出了更多新的要求。