為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,,國(guó)際半導(dǎo)體大廠紛紛透過(guò)購(gòu)并、垂直集成擴(kuò)展自身解決方案競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),,搶食物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大餅,,不僅無(wú)線通訊技術(shù)方案為集成重點(diǎn),,其中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵的MEMs與各式傳感器應(yīng)用方案,更是廠商集成的重點(diǎn)項(xiàng)目…
雖然物聯(lián)網(wǎng)IoT(Internet of Things)應(yīng)用可以說(shuō)是各式舊有技術(shù)的再集成,,但實(shí)際上正因?yàn)樾乱淮募呻娐芳煞庋b技術(shù),、低功耗無(wú)線傳輸,、先進(jìn)感測(cè)元件技術(shù)等新技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)與再集成,讓IoT應(yīng)用在體積,、效能,、穩(wěn)定性與電源功耗各方面都能獲得極大的優(yōu)化成果,甚至在功能追加,、功耗優(yōu)化條件下還能達(dá)到單一終端的硬件成本極度壓縮,,不僅使IoT相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展前景無(wú)限,也吸引相關(guān)芯片業(yè)者積極投入搶食IoT衍生的巨大商機(jī),。
IoT產(chǎn)品應(yīng)用需求 推進(jìn)電子IC產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)
由IoT市場(chǎng)需求進(jìn)而帶領(lǐng)的電子產(chǎn)業(yè)升級(jí),,象是新一代納米傳感器系統(tǒng)、軟性電路板與制作技術(shù)外,,也將IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)帶向跨領(lǐng)域技術(shù)集成發(fā)展,,例如,集成生理感測(cè)應(yīng)用的感測(cè)與通訊技術(shù)方案,、可用于個(gè)人健康生理信息追蹤的穿戴式生物感測(cè)軟芯片系統(tǒng)封裝方案,,這些都是由IoT應(yīng)用衍生出來(lái)的進(jìn)階應(yīng)用與跨領(lǐng)域開(kāi)發(fā)成果。
其中對(duì)于IoT應(yīng)用影用影響最關(guān)鍵的為終端裝置的通訊應(yīng)用功能,,因?yàn)镮oT產(chǎn)品重點(diǎn)在于終端的極小化與使用電能功耗的極度優(yōu)化,因此,,耗能較高的通訊技術(shù)方案就成為各大半導(dǎo)體業(yè)者積極優(yōu)化的重點(diǎn)功能,。例如5G/4G行動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊、藍(lán)牙低功耗傳輸(Bluetooth Low Energy)技術(shù)與Wi-Fi無(wú)線傳輸技術(shù)等,,已是半導(dǎo)體商重點(diǎn)布局的領(lǐng)域,。
搶食IoT市場(chǎng)大餅 半導(dǎo)體業(yè)者砸重金收購(gòu)強(qiáng)化自身技術(shù)實(shí)力
以通訊芯片大廠Qualcomm為例,2014年即耗資25億美元收購(gòu)CSR,,取得其全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System,,GPS)與藍(lán)牙通訊芯片相關(guān)核心技術(shù),藉此擴(kuò)展其因應(yīng)穿戴式裝置,、車(chē)用電子系統(tǒng)所需的全球定位,、藍(lán)牙無(wú)線通訊核心技術(shù)方案與相關(guān)芯片方案。除Qualcomm巨資收購(gòu)動(dòng)作外,,NXP也宣布收購(gòu)Quintic公司的藍(lán)牙低功耗芯片,、穿戴式裝置應(yīng)用獎(jiǎng)決方案相關(guān)資產(chǎn)與矽智財(cái),同時(shí)NXP在2015年3月再以118億美元收購(gòu)Freescale,,強(qiáng)化其車(chē)載電子應(yīng)用解決方案與微控制器產(chǎn)品,,為后續(xù)布局IoT應(yīng)用備齊足夠競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。至于Cypress則針對(duì)IoT應(yīng)用開(kāi)發(fā)所需的SoC(System on Chip)核心技術(shù)進(jìn)行資源集成,,收購(gòu)NOR Flash大廠Spansion,、ADI則購(gòu)并Hittite補(bǔ)強(qiáng)其5G應(yīng)用領(lǐng)域在微波與毫米波頻段的無(wú)線通訊技術(shù)缺口,。
同時(shí)Intel也為強(qiáng)化寬頻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)實(shí)力,2015年2月收購(gòu)網(wǎng)通芯片商Lantiq,,將旗下產(chǎn)品線有效擴(kuò)展至DSL(Digital Subscriber Line),、LTE(Long Term Evolution)與光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用市場(chǎng),強(qiáng)化其基礎(chǔ)網(wǎng)通應(yīng)用服務(wù)的市場(chǎng)布局,,同時(shí)為了擴(kuò)展IoT應(yīng)用市場(chǎng)滲透率,,也推出旗下因應(yīng)IoT市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的Edison IoT應(yīng)用平臺(tái),透過(guò)集成低功耗的高效能雙核心CPU,、搭配單核心微型控制器,,藉此支持高復(fù)雜度的IoT資料搜集作業(yè),該IoT硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)同時(shí)集成Wi-Fi,、藍(lán)牙,、LE與存儲(chǔ)器/儲(chǔ)存裝置,透過(guò)簡(jiǎn)化配置與結(jié)合具備40個(gè)多工GPIO (General Purpose I/O)接口,,提供IoT應(yīng)用開(kāi)發(fā)硬件彈性基礎(chǔ),,另可搭配支持C、C++,、Python,、Node.js/Javascript等開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),支持Arduino,、Eclipse,、Wyliodrin與Intel XDK多種集成式開(kāi)發(fā)環(huán)境,強(qiáng)化IoT應(yīng)用開(kāi)發(fā)效能,。
IoT應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 各大廠看準(zhǔn)熱門(mén)應(yīng)用深化解決方案應(yīng)用價(jià)值
很顯然IoT應(yīng)用市場(chǎng)范圍過(guò)廣,、各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)差異大,相關(guān)半導(dǎo)體業(yè)者為了市場(chǎng)布局除積極透過(guò)收購(gòu),、購(gòu)并厚植自身應(yīng)用市場(chǎng)的技術(shù)資源外,,也看準(zhǔn)后續(xù)熱門(mén)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)的功能與應(yīng)用集成。尤其是IoT應(yīng)用中目前最熱門(mén)的穿戴式裝置,、聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)(Connected Vehicle)甚至是進(jìn)階導(dǎo)入醫(yī)療體系的健康照護(hù)(Health Care)市場(chǎng),,或是更前端的機(jī)器對(duì)機(jī)器(Machine to Machine,M2M)的應(yīng)用環(huán)境,,積極擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)規(guī)模與產(chǎn)品對(duì)各種集成需求的適應(yīng)性,。
除通訊核心功能與硬件平臺(tái)外,IoT的另一關(guān)鍵重點(diǎn)即在環(huán)境感測(cè)應(yīng)用功能支持,,尤其在微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,,MEMs)相關(guān)業(yè)者動(dòng)向更可觀察到各廠搶進(jìn)IoT市場(chǎng)的動(dòng)作,目前歐美與臺(tái)灣MEMs晶圓代工廠競(jìng)相加強(qiáng)動(dòng)作傳感器、壓力計(jì),、麥克風(fēng)等關(guān)鍵集成制程技術(shù),。
MEMs代工技術(shù)積極優(yōu)化 搶攻IoT進(jìn)階應(yīng)用商機(jī)
看好IoT市場(chǎng)爆發(fā)前能,Tronics Microsystems,、X-Fab,、Teledyne DALSA、IMT,、Towerjazz,、TSMC等積極搶攻MEMS代工。尤其是物聯(lián)網(wǎng),、汽車(chē)電子、智能行動(dòng)裝置,、行動(dòng)醫(yī)療與光通訊電子設(shè)備對(duì)于電路載板的元器件占位空間,、功耗要求越來(lái)越高,也相對(duì)吸引更多芯片業(yè)者投入MEMS進(jìn)階制程,,集成更新,、更小、更省電的關(guān)鍵元件,,帶動(dòng)一波MEMs晶圓代工市場(chǎng)成長(zhǎng),。
而在IoT應(yīng)用的重點(diǎn)傳感器集成方面,MEMs代工業(yè)者積極鎖定IoT與汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域所需的關(guān)鍵傳感器集成設(shè)計(jì),,例如MEMs加速度計(jì),、多軸陀螺儀、磁力計(jì),、壓力計(jì)與麥克風(fēng)等重點(diǎn)傳感器集成方案,另針對(duì)IoT環(huán)境感測(cè)應(yīng)用也競(jìng)相開(kāi)發(fā)如溫/濕度,、紫外光(Ultraviolet,,UV)與紅外線(Infrared,IR)環(huán)境傳感器先進(jìn)制程開(kāi)發(fā),,除傳感器關(guān)鍵元件在感測(cè)精度,、元件功耗優(yōu)化外,業(yè)者也積極開(kāi)發(fā)成本更低,、尺寸更小的感測(cè)集成元件,,以提供IoT終端功能開(kāi)發(fā)更具成本與功能競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)用解決方案。而在手機(jī),、行動(dòng)醫(yī)療,、車(chē)載電子系統(tǒng)等IoT應(yīng)用領(lǐng)域的傳感器解決方案方面,相關(guān)業(yè)者也開(kāi)始著墨壓力計(jì)方案,發(fā)展如TPMS(Tire-Pressure-Monitoring System)車(chē)胎壓力感測(cè)系統(tǒng),,行動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用則對(duì)應(yīng)血壓計(jì)等智能感測(cè)裝置集成,。
關(guān)鍵感測(cè)技術(shù)精度持續(xù)提升 智能IoT應(yīng)用更具實(shí)用價(jià)值
智能家庭也是IoT另一熱門(mén)應(yīng)用領(lǐng)域,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,,智能家庭所需的壓力、環(huán)境感測(cè)應(yīng)用需求,,將會(huì)是家庭自動(dòng)化應(yīng)用的重要關(guān)鍵,,象是集成家電控制的智能手環(huán)產(chǎn)品、智能手表,、智能冰箱,、洗衣機(jī)與家庭電能管理系統(tǒng)等,,這些關(guān)鍵智能產(chǎn)品都將需要導(dǎo)入壓力計(jì)與各種環(huán)境傳感器(溫度,、濕度、亮度,、空污狀態(tài)傳感器),,達(dá)到其智能生活輔助應(yīng)用功能,,各大MEMs代工業(yè)者也積極開(kāi)發(fā)相關(guān)關(guān)鍵MEMs芯片產(chǎn)品,,協(xié)助芯片開(kāi)發(fā)商搶攻IoT應(yīng)用商機(jī),。
對(duì)于IoT所需的傳感器性能表現(xiàn),,從以往的量測(cè)精度有限的實(shí)用功能導(dǎo)向,在新興IoT應(yīng)用所需的高度智能集成,、高精度感測(cè)需求已漸顯現(xiàn)其不敷所需,因此關(guān)鍵感測(cè)元件的MEMs大廠也紛紛針對(duì)重點(diǎn)感測(cè)元件進(jìn)行功能優(yōu)化,,例如透過(guò)SiP多芯片集成技術(shù)制作的多軸陀螺儀感測(cè)系統(tǒng)芯片,,或是進(jìn)階多傳感器系統(tǒng)產(chǎn)品就是明顯的案例,透過(guò)更高精度的感測(cè)效果提升IoT應(yīng)用的環(huán)境信息截取精度,,提升整體系統(tǒng)價(jià)值,。
除了動(dòng)作傳感器的精度提升外,壓力計(jì)的精度提升也是相關(guān)應(yīng)用的一大關(guān)鍵,,例如Infineon即推出因應(yīng)穿戴式智能產(chǎn)品設(shè)計(jì),、個(gè)人生理數(shù)據(jù)采集、手勢(shì)辨識(shí),、導(dǎo)航定位,、天氣環(huán)境偵測(cè)用途的高階MEMs壓力感測(cè)元件,而該元件已可具備±5公分分辨率的壓力感測(cè)。
壓力傳感器已經(jīng)成為穿戴式智能的關(guān)鍵感測(cè)元件,,另在IoT應(yīng)用壓力傳感器可做為多樣化智能應(yīng)用的感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源,,但目前多數(shù)壓力感測(cè)MEMs元件為運(yùn)用壓電技術(shù)(Piezo-Electric)原理進(jìn)行壓力感測(cè)機(jī)制,Infineon新款壓力傳感器為運(yùn)用電容感測(cè)機(jī)制基礎(chǔ)下,,提供更高準(zhǔn)確性的壓力感測(cè)數(shù)值輸出,。搭載壓力感測(cè)元件的行動(dòng)裝置可以在室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用中輔助室內(nèi)定位應(yīng)用,也能在無(wú)GPS(Global Positioning System)訊號(hào)條件下支持Dead Reckoning(航位推算)功能,,滿足智能裝置室/內(nèi)外導(dǎo)航應(yīng)用需求,另壓力計(jì)還可進(jìn)行高度或與垂直速度計(jì)算數(shù)據(jù)精確推算,,做為穿戴式智能健康運(yùn)動(dòng)裝置應(yīng)用中的運(yùn)動(dòng)行為偵測(cè),、分析,甚至可作為穿戴裝置的手勢(shì)辨識(shí)人機(jī)接口感測(cè)應(yīng)用,,開(kāi)發(fā)更多智能穿戴應(yīng)用價(jià)值,。