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(yī)療、農(nóng)業(yè)、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域。而隨著萬(wàn)物互聯(lián)的概念的逐步落地，時(shí)代對(duì)智能傳感技術(shù)同樣提出了更多新的要求。

　　目前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)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(shì)，這也就意味著其將滿足更多行業(yè)、領(lǐng)域和場(chǎng)景的應(yīng)用要求，安裝也更為方便。同時(shí)，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(shí)上，這一變化也正在進(jìn)行。

　　當(dāng)前，傳感器正在經(jīng)歷單一材料到復(fù)合材料、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過(guò)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(shí)傳感器三類(lèi)進(jìn)行介紹。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(tǒng)的ECM麥克風(fēng)和超聲波傳感器。

　　根據(jù)Yole development的預(yù)測(cè)，未來(lái)三年，MEMS麥克風(fēng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率（CAGR）預(yù)計(jì)達(dá)到11%的增長(zhǎng)。在應(yīng)用行業(yè)方面，IHS數(shù)據(jù)顯示，MEMS傳感器的增長(zhǎng)主要在汽車(chē)電子領(lǐng)域。而這種增長(zhǎng)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(shù)據(jù)顯示，未來(lái)五年間，全球汽車(chē)電子市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，至2023年，這一規(guī)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(shì)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(duì)繁瑣，并不是應(yīng)用在需要采用數(shù)組架構(gòu)的智能語(yǔ)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(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(gòu)微機(jī)械、微電子元件、微能源封裝在一個(gè)微系統(tǒng)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(yīng)新的儲(chǔ)存、計(jì)算和通信功能，縮小至納米級(jí)的內(nèi)部元件、并集成更多晶體管和儲(chǔ)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(shì)。

　　圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)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。

　　ICinsight數(shù)據(jù)顯示，2017年全球CIS市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)120億美元，同比上一年增長(zhǎng)近20%。而在這一市場(chǎng)規(guī)模和增量中，智能手機(jī)的應(yīng)用占比較高。據(jù)ICinsight統(tǒng)計(jì)，2012年-2017年，全球手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用在CIS整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模中的占比保持年均12%的增速。未來(lái)，隨著汽車(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(shì)。工控小編認(rèn)為，無(wú)論是多層堆疊還是混合堆疊，均是對(duì)原有單一的傳統(tǒng)傳感器的升級(jí)，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(chǎng)景，也是“殊途同歸”了。

　　說(shuō)到指紋識(shí)別，就繞不開(kāi)智能手機(jī)。作為智能手機(jī)領(lǐng)域劃時(shí)代的符號(hào)，蘋(píng)果手機(jī)自2013年9月首發(fā)帶有指紋解鎖功能的iPhone5s，指紋傳感器自此在手機(jī)領(lǐng)域打開(kāi)市場(chǎng)。據(jù)IHS統(tǒng)計(jì)，指紋傳感器市場(chǎng)從2013年幾乎為零的市場(chǎng)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(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(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(chǎng)逐漸擴(kuò)大。

　　未來(lái)，傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器市場(chǎng)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(huì)成為主要增長(zhǎng)動(dòng)力。據(jù)IHS預(yù)計(jì)，至2023年，指紋傳感器市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)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(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(yī)療、農(nóng)業(yè)、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域。而隨著萬(wàn)物互聯(lián)的概念的逐步落地，時(shí)代對(duì)智能傳感技術(shù)同樣提出了更多新的要求。