據(jù)工控小編了解，2017年全球傳感器市場規(guī)模超過2000億美元，預(yù)計2018年這一規(guī)模將達(dá)到2500億美元左右。

始于1950年的傳感器經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，在技術(shù)、應(yīng)用等方面日趨成熟。隨著智能制造的發(fā)展，傳感器的未來則更加明朗。

目前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，未來，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，這也就意味著其將滿足更多行業(yè)、領(lǐng)域和場景的應(yīng)用要求，安裝也更為方便。

同時，為適應(yīng)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(tǒng)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(fù)合材料、簡單結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過程，而原有的物理量感應(yīng)功能也在進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)化。本文將圍繞微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)、CMOS圖像傳感器和電容式指紋識傳感器三類進(jìn)行介紹。

微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)

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

根據(jù)Yole development的預(yù)測，未來三年，MEMS麥克風(fēng)的復(fù)合年均增長率(CAGR)預(yù)計達(dá)到11%的增長。在應(yīng)用行業(yè)方面，IHS數(shù)據(jù)顯示，MEMS傳感器的增長主要在汽車電子領(lǐng)域。而這種增長正是與汽車電子的正向、快速發(fā)展有關(guān)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，未來五年間，全球汽車電子市場規(guī)模將持續(xù)增長，至2023年，這一規(guī)模將超過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(tǒng)傳感器工作相對繁瑣，并不是應(yīng)用在需要采用數(shù)組架構(gòu)的智能語音助理應(yīng)用中的最佳選擇。其次，在智能交互中，傳統(tǒng)單個麥克風(fēng)也逐漸被多個麥克風(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)主要集中在將各類異構(gòu)微機(jī)械、微電子元件、微能源封裝在一個微系統(tǒng)中，而其制造技術(shù)與IC晶圓制造類相類似但不需要先進(jìn)制程。

目前來看，為了適應(yīng)新的儲存、計算和通信功能，縮小至納米級的內(nèi)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(zhuǎn)換成電子信號的電子設(shè)備，主要應(yīng)用到電荷耦合器件(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CIS)兩種技術(shù)，其中CCD是線性傳感器，其輸出與接收到的光子數(shù)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(yuǎn)低于CCD傳感器，這也意味著，CIS今后大有發(fā)展。

IC insight數(shù)據(jù)顯示，2017年全球CIS市場規(guī)模超過120億美元，同比上一年增長近20%。而在這一市場規(guī)模和增量中，智能手機(jī)的應(yīng)用占比較高。據(jù)IC insight統(tǒng)計，2012年-2017年，全球手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用在CIS整個市場規(guī)模中的占比保持年均12%的增速。未來，隨著汽車智能化的發(fā)展，CIS在汽車領(lǐng)域也將有更大的市場去開拓。

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也成為未來的發(fā)展趨勢。工控小編認(rèn)為，無論是多層堆疊還是混合堆疊，均是對原有單一的傳統(tǒng)傳感器的升級，方向是更高集成化和更小體積，而最終達(dá)到的目標(biāo)是能夠適用于更多場景，也是“殊途同歸”了。

指紋傳感器

說到指紋識別，就繞不開智能手機(jī)。作為智能手機(jī)領(lǐng)域劃時代的符號，蘋果手機(jī)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(jī)領(lǐng)域打開市場。據(jù)IHS統(tǒng)計，指紋傳感器市場從2013年幾乎為零的市場規(guī)模至2016年已發(fā)展到25.5億美元，其中88%的產(chǎn)品為滿足手機(jī)應(yīng)用。毫不夸張的講：手機(jī)引入指紋解鎖技術(shù)拉動了整個指紋傳感器市場的飛速發(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，其中電容式指紋傳感器屬于傳統(tǒng)技術(shù)，目前市面上所普遍使用的正是該技術(shù)。而隨著手機(jī)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逐漸擴(kuò)大。

未來，傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器市場規(guī)模將有所下降，而代表了手機(jī)解鎖技最新技術(shù)的屏下指紋技術(shù)將會成為主要增長動力。據(jù)IHS預(yù)計，至2023年，指紋傳感器市場規(guī)模將超過55億美元，CAGR約6%。除了手機(jī)之外，安防、醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域也是指紋傳感器較為可觀的市場。

制造業(yè)的智能化發(fā)展，是一場跨行業(yè)的技術(shù)變革，這包括工業(yè)生產(chǎn)、汽車制造、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域。而隨著萬物互聯(lián)的概念的逐步落地，時代對智能傳感技術(shù)同樣提出了更多新的要求。