微機電系統(tǒng)(MEMS)感測器整合度再“聲”級。穿戴裝置引進(jìn)多元感測器及語音控制介面的趨勢日益成形,刺激晶片商競相展開布局;其中,MEMS開發(fā)商看好各式環(huán)境感測器和MEMS麥克風(fēng)的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r基于兩類元件封裝皆須開孔的特性,正研擬以系統(tǒng)封裝(SiP)架構(gòu)打造整合型方案,從而在設(shè)計空間吃緊的穿戴裝置中實現(xiàn)聲控功能。
意法半導(dǎo)體類比、微機電與感測器技術(shù)行銷經(jīng)理蘇振隆(左)認(rèn)為,語音控制和環(huán)境感測將是強化穿戴裝置功能體驗的關(guān)鍵。右為意法半導(dǎo)體資深技術(shù)行銷工程師莊維燾
意法半導(dǎo)體(ST)類比、微機電與感測器技術(shù)行銷經(jīng)理蘇振隆表示,感測功能是穿戴裝置設(shè)計演進(jìn)的主軸之一,相關(guān)系統(tǒng)廠及晶片開發(fā)商正不遺余力延伸技術(shù)布局,以增添動作感測以外的功能?,F(xiàn)階段,業(yè)界大多聚焦生物訊號和環(huán)境感測兩大熱門技術(shù),并運用MEMS制程/封裝技術(shù),分頭研發(fā)光學(xué)式生物感測器,以及各式環(huán)境感測方案,搶搭穿戴感測設(shè)計商機。
此外,創(chuàng)新人機介面則是穿戴裝置另一項發(fā)展重點。新型態(tài)穿戴電子裝置如手表、眼鏡等皆有操作空間不足的先天限制,導(dǎo)致其搭載觸控介面的便利性不如手機、平板來得明顯;也因此,品牌業(yè)者紛紛將目光投注至更直覺的語音辨識或手勢(Gesture)控制介面,帶動相關(guān)的MEMS麥克風(fēng)與環(huán)境光感測器導(dǎo)入需求。
然而,在穿戴裝置極致輕薄的設(shè)計前提下,制造商要加入更多新功能勢必改用高整合度零組件,因而激勵業(yè)界亟思各種整合型IC設(shè)計策略。蘇振隆透露,由于MEMS麥克風(fēng),以及各種環(huán)境感測器如環(huán)境光感測器(Ambient Light Sensor)、壓力計(Pressure Sensor)、紫外光(UV)、溫/濕度和氣體感測器(Gas Sensor)等,在封裝結(jié)構(gòu)上都有須開孔以擷取外界資訊的共通點,遂成為晶片商整合設(shè)計標(biāo)的。
據(jù)悉,目前包括意法半導(dǎo)體、Bosch Sensortec等一線MEMS元件供應(yīng)商,以及MEMS晶圓代工業(yè)者,皆開始研擬以SiP封裝打造整合型環(huán)境感測器;如MEMS麥克風(fēng)加壓力計、環(huán)境光加UV光感測器等,下一階段則可望再納入PM 2.5、一氧化碳(CO)及酒精等氣體感測方案,一舉擴充穿戴裝置環(huán)境感測功能,甚至還能增添聲控、手勢操作的賣點。
蘇振隆進(jìn)一步強調(diào),MEMS麥克風(fēng)/感測器與整個系統(tǒng)訊號鏈、資料處理和演算法設(shè)計息息相關(guān),因此晶片商必須跳脫單一元件的角度,將產(chǎn)品開發(fā)視野放大到系統(tǒng)層級?;诖艘豢剂浚夥ò雽?dǎo)體近期推出Nucleo開發(fā)板,整合旗下32位元微控制器(MCU)、MEMS感測器、類比前端(AFE)模組、無線通訊晶片及軟體程式庫(Library)組成一套參考設(shè)計,可依穿戴裝置開發(fā)商需求配置,加速驗證各種新功能設(shè)計。