2017电子技术展望

小型化、智能化的环境类传感器将得到广泛应用

　　环境条件深深影响着我们的健康、舒适度和生产效率，人们也越来越关注和重视环境问题,希望实时地监控和改善周边的环境条件及自身的健康状况。

　　近年来，颗粒物PM2.5传感器被应用于实时环境的监控设备中，实时地传递空气质量信息，未来我们会看更多的仪器仪表及工业监控设备中使用高精度、高可靠性的VOC、PM2.5等传感器。在国外，CO2传感器已经被广泛应用于新风系统中，为国内这一行业应用的发展提供了很好的参考。

　　另一方面，随着传感器的成本降低、体积缩小，我们也会在消费电子产品，例如手机、智能家居，甚至穿戴设备中集成更多基于环境传感器的创新型应用。

　　Sensirion现有的解决方案和即将推出的产品可以提供主要环境参数(如湿度、温度、挥发性有机化合物(VOC)、颗粒物(PM2.5)和CO2)可靠的检测数据。环境类传感器会更多地应用于工业监控、汽车电子、物联网、智能家居等领域，开辟更广泛的应用，为提升环境的安全性、舒适度，以及节省能源做出贡献。

　　在提升产品性能的前提下，环境类传感器也会往产品小型化、智能化及多样化方向发展，我们相信未来会出现更多全新的环境传感器广泛地应用于各领域中。

　　我们即将推出基于MOX技术的超小体积VOC传感器，该传感器可以应用于实时空气质量检测，支持客户开发新的智能家居和HVAC(供热通风与空气调节)应用。许多VOC会损害人体健康，例如，某些气体会引起嗜睡、头晕、头痛等问题。基于MOX传感器的推出将很好地解决目前客户面临的传感器体积过大，成本过高等问题。

　　PM2.5和PM10分别指粒径小于等于2.5微米和10微米的颗粒物，微小的体积使PM2.5颗粒能深入到人体的肺部，引发多种健康问题，例如引起哮喘发作或导致心血管疾病。Sensirion的新型PM2.5传感器解决方案通过精准的数据检测，协助客户开发新型空气质量监测及净化设备，以防止空气污染。Sensirion在未来也将推出更多独特的环境传感器产品，以满足我们不同行业的客户需求。例如基于CMOSens®的光学非散射型(NDIR)红外CO2传感器。

传感器是设备智能化的根源

　　技术上的不断进步使传感器得到广泛应用，也成为当前和未来数字生态系统不可分割的一部分。传感器是现代技术的核心，是连接模拟和数字世界的接口，它使我们每天都依靠的设备更加智能、安全、直观和更节能。

　　艾迈斯半导体未来将重点拓展光学、成像、环境和音频感应领域。在传感器领域，我们相信下一个大事将会是灵活的传感器平台解决方案。这意味着我们可以通过定制高级滤波器，优化用于不同用途和应用的传感器。在这方面，我们将这些先进的滤波器放在晶片上，使每一个传感器都可以根据具体的应用进行个性化设置。艾迈斯半导体拥有光学滤波器设计专长和生产设备，我们与其它公司的区别就是能为光学/光谱、成像、音频、环境等多个应用领域提供传感器，满足不同市场的需求，并为大批量应用提供支持。

　　谈及“物联网”就会想到智能设备的核心——传感器，它是使设备“智能”的根源。传感器是物联网的重要组成部分，它将数十亿的对象转化为数据，可以报告状态并与环境交互，从而极大地改善我们的日常生活、行业的生产效率和能耗。例如：

　　● 网络化的环境传感器通过监测和测量气味、压力和温度可以模拟并提升人的响应。环境传感器通过捕获电子信息，可以提供自动反馈，并可根据所获得的数据作出有效决策。我们的创新气体传感器也可用于如测量室内空气质量或呼出气体中酒精含量的可穿戴设备中。我们的客户HiCling就在其健身手环中部署了艾迈斯半导体的微型、超低功耗气体传感器，这也是市场上小型且低功耗的混合氧化物气体传感器。

　　● 个人健身/健康生物传感器解决方案。生物传感器使智能手机可以监测并将物理和生命体征传输到中央云系统。这些传感器能够监测到重要的健康数据，并远程传送给医生，用来帮助医疗团队决定病人是否需要及时的医疗救治。这种技术也将有助于遏制不断上升的医疗保健成本，并在提高慢性疾病患者和需要长时间家庭护理的老年人的生活质量方面做出贡献。

　　● “智能家居/智能空间”。智能空间的发展将很快走向空间构建的个性化，包括自适应、预测和自学功能。智能家居和自动化将等同于“智能空间”世界。因为家里的每个设备都将会是互联智能设备，可以感知其所在的环境和状态，机器间的交互将变得更加自动化。

　　● 另外，我们也在机器视觉、医用摄像头和其他方面看到了许多机会。具体来讲，我们在1毫米CMOSIS NanEye 2d微型摄像头技术上实现了突破。这是一个适用于便携内窥镜应用的全数字系统级片上摄像头。

　　智能家居需要加强安全性能

智能家电要求更高的安全性

　　消费电子领域最关键的发展趋势之一是智能家居的发展，开发能够让智能互联家庭成为现实的产品和服务重新获得关注。智能产品的开发离不开高性能的应用处理器或SoC(片上系统)，他们中的大多数运行Linux和安卓操作系统。当然，这些设备现在必须连接到互联网，以便于使用基于云的服务，并与其它产品进行集成，由此进行智能且通常情况下无人照看的“智能化”运行。因此，他们比以往任何时候都更容易受到攻击。

　　在2016年，我们看到几家高级运营商(telcos)的主页和路由器遭到了恶意软件的攻击，而这些都是基础架构中的安全漏洞所引发的。伴随着智能家居设备大量进入市场，遭受攻击的可能性会变得更大，因而，相关产品和服务的安全问题成为至关重要的一点。

　　安全性能必须像“标配”一样被内置，而不能在设计完成之后再进行构想。Imagination及早地意识到了这个问题，并且与我们的SoC合作伙伴及OEMs(原型设备制造商)共同合作，确保他们采用我们最新的IP内核上所有的安全特性。

　　Imagination的智能家居关键模块及解决方案

　　Imagination多年来专注于为用于智能家居的SoC提供关键性模块。我们设计并且授权MIPS处理器，涵盖从微处理器到高端CPU，这使我们能够满足从由M级内核驱动的互联灯泡和运动传感器，到高效的、需要多线程MIPS I级 CPU的家庭网关，再到由我们的高性能P级CPU和PowerVR图形内核所驱动的监控视频分析系统的需求。

　　集成新的无线通讯标准及微控制器的发展是两个重要的机会。Imagination一直致力于为Wi-Fi、蓝牙以及其他(例如802.15.4等)标准开发通信技术——Ensigma。它主要是一个可配置的硬件引擎，可支持多种标准。它可以降低整个芯片的功耗，并且其灵活的结构可以让它随着标准的演进而升级。我们IP高效的性能降低了SoC功耗，延长了电池的使用寿命，并让产品尺寸整体上更小。大多数传感器和执行器可以在智能家居领域被多年使用。

　　安全也是智能家居中的重要因素。Imagination 多年来一直致力于打造安全的智能家居(以及IoT)处理器，最终开发出OmniShield技术。我们采用了企业级市场的硬件虚拟化概念，并且将其应用于微控制器和嵌入式处理器中，使用硬件安全模块为安全启动和硬件启动提供保障。这样确保了运行在SoC上的软件完全符合预期，同时，虚拟化隔离了运行在每个虚拟机上的所有特性和服务。

市场对系统保护产品要求更高

　　Littelfuse公司主打领域是电路保护，同时，在功率控制和传感方面拥有不断增长的全球平台。近年在功率控制领域开始加强研发碳化硅产品，碳化硅功率技术可以说是当今全球半导体市场上最具前景的技术之一，Littelfuse公司的碳化硅肖特基整流二极管能在较高的切换频率和温度下工作，为客户实现更高的功率密度以及提高工作效率。对于在全球发展迅猛的传感器市场，Littelfuse公司通过收购ACCEL和Hamlin公司成功地进入了汽车、医疗、工业、白电等领域，并不断推出新的产品。

　　对于发展迅速的半导体技术，其功能越来越复杂，对外界浪涌的敏感性越来越强，这也为Littelfuse公司提供了机会。例如，对汽车电子市场而言，相应的保护技术发展趋势是在尽可能小的尺寸下实现符合最严苛汽车标准的器件，此标准包括ISO16750-2、ISO7637-2，以及通过AECQ认证，为客户提供全面解决方案。Littelfuse公司作为AEC的成员，现在正在推进fuse的AEC-Q200认证，为客户提供更可靠的产品。对于EV(电动汽车)高压电池系统保护而言，电池组电压有越来越高的趋势，这对高压大电流保险丝在汽车上的应用提出了更苛刻的要求。对于工业市场，工业4.0和物联网是这个市场的发展趋势，工业自动化环境下的安全保护也越来越受到大家的关注。

　　针对汽车电子市场，Littelfuse公司近期推出了汽车级SLD8S系列瞬态电压抑制(TVS)二极管，它能提供高达7000W(10/1000μs)额定脉冲峰值功率，采用表面安装式SMTO-263封装，兼容市场上的流行封装，高达57V的断态电压，可帮助客户通过汽车电子严苛的ISO16750-2、ISO 7637-2 5a和5b抛负载浪涌测试，适合用于汽车电子的动力总成(power train)、电子控制单元(ECU)、电池管理系统(BMS)、防抱死制动系统(ABS)等应用，一经推出就非常受客户欢迎。

　　针对EV高压电池系统保护，Littelfuse公司推出了L50QS和L70QS，他们是电压高达500V和700V的高速保险丝，采用传统的北美栓接式封装。近期，Littelfuse公司还会推出专门通过汽车振动的测试报告，增强客户使用Littelfuse公司产品的信心。Littelfuse在BMS线束保护的pico fuse、平衡采样回路，以及汽车的CAN/LIN总线上都有相应的完整保护解决方案。

　　针对工业市场，Littelfuse公司推出的首款可在环境温度高达125℃条件下运行的压敏电阻HMOV系列产品，它采用硅涂层技术，适用于大功率应用，隔离电压可达2500V，高达10kA(8/20µs)的浪涌电流吸收能力，适用于高可靠性能的工业领域。

　　参考文献：

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　　[3]邢雁宁.中国半导体存储器市场前景[J].电子产品世界,2016(7):4-7.

　　[4]Roberta Cozz,Michele Reitz,Annette Zimmermann,等.2017年至2018年十大可穿戴技术与功能展望[J].电子产品世界,2016(9):4-5.

　　[5]王莹.压力传感器及信号调理芯片的技术市场及工程实践[J].电子产品世界,2016(10):7-16.

本文来源于《电子产品世界》2017年第1期第14页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。