傳感器是建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的關(guān)鍵組件；隨著各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域業(yè)者紛紛投入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，已刺激動(dòng)作、影像、溫度、濕度、紫外線(xiàn)、氣壓及有機(jī)氣體等傳感器需求急遽攀升，相關(guān)組件制造商無(wú)不積極研發(fā)新產(chǎn)品，以搶搭此波商機(jī)。

　　物聯(lián)網(wǎng)即將建構(gòu)的美好生活令人充滿(mǎn)想象。人類(lèi)將透過(guò)一個(gè)由全球數(shù)億人所共有共享的巨型智能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，進(jìn)行全面性的社群交流與信息分享，并且經(jīng)由鏈接實(shí)體對(duì)象及虛擬分析整合，達(dá)到無(wú)所不在的偵測(cè)、識(shí)別、控制及服務(wù)。

　　物聯(lián)網(wǎng)可藉由億萬(wàn)個(gè)遍布于體內(nèi)、體外與周?chē)h(huán)中的智能感測(cè)裝置，長(zhǎng)期收集記錄所有關(guān)心的目標(biāo)訊息，并利用先進(jìn)分析技術(shù)處理這些巨量數(shù)據(jù)，持續(xù)創(chuàng)造出預(yù)測(cè)性算法或智動(dòng)化系統(tǒng)，來(lái)達(dá)到改善能源使用效率、提供優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)、增加生活舒適便利性、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、或是提高生產(chǎn)力等目的。

　　在2014年，***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（TSIA）的年會(huì)中，張忠謀以「Next Big Thing」為題發(fā)表演說(shuō)。他表示，下一個(gè)Big Thing是物聯(lián)網(wǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)將可望于5到10年內(nèi)萌芽。

　　感測(cè)技術(shù)　IoT基礎(chǔ)建設(shè)核心項(xiàng)目

　　在無(wú)限感測(cè)、萬(wàn)物互聯(lián)的未來(lái)世界中，將充滿(mǎn)著各式各樣的智慧技術(shù)，例如無(wú)人車(chē)輛會(huì)自動(dòng)駕駛、讓行車(chē)更安全；智慧家電提供便利舒適的生活管家及保全服務(wù)；植物工廠精準(zhǔn)掌握作物生產(chǎn)過(guò)程、解決氣候劇變導(dǎo)致的糧荒問(wèn)題；工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)安全有效率的人機(jī)協(xié)作、提升產(chǎn)品良率與質(zhì)量。

　　遠(yuǎn)距醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更優(yōu)質(zhì)便利的醫(yī)療服務(wù)；智慧電網(wǎng)提升城市能源使用效益、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)、并減緩全球溫室效應(yīng)等。而對(duì)于個(gè)人而言，行動(dòng)及穿戴式裝置則將提供無(wú)處不在的信息服務(wù)及生活照顧。

　　物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)基本上是由感測(cè)層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層所組成，其三大關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)別則包括傳感器、網(wǎng)絡(luò)通訊以及大數(shù)據(jù)分析。特別是傳感器技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)智慧基礎(chǔ)建設(shè)中最核心的項(xiàng)目。

　　依據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)資料，在2007年時(shí)已有一千萬(wàn)個(gè)傳感器將各式各樣的裝置鏈接到因特網(wǎng)上；而2013年時(shí)，聯(lián)網(wǎng)的感測(cè)裝置已激增到三十五億個(gè)。預(yù)估到2030年時(shí)，連結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的傳感器數(shù)量將超過(guò)一百兆個(gè)之多。

　　如此龐大的傳感器需求規(guī)模，將能為現(xiàn)有及新興廠商帶來(lái)豐厚利潤(rùn)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。根據(jù)Yole的研究預(yù)測(cè)，2024年全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將達(dá)到4，000億美元的規(guī)模，復(fù)合年均增長(zhǎng)率（CAGR）高達(dá)42%。而物聯(lián)網(wǎng)所必須應(yīng)用之傳感器市場(chǎng)營(yíng)收，預(yù)估2022年時(shí)將成長(zhǎng)超過(guò)140億美元。

　　傳感器普及　加速物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)

　　2014年全球手機(jī)出貨數(shù)量已經(jīng)超過(guò)十一億支。智能型手機(jī)是目前最便利的上網(wǎng)工具，同時(shí)也是數(shù)量最多、使用者黏著度最高的消費(fèi)性電子隨身裝置；由于其同時(shí)具備感測(cè)、連網(wǎng)及運(yùn)算儲(chǔ)存等最佳條件，只要用一支手機(jī)就能夠取得世界上所有信息，因此被公認(rèn)為是開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的最佳核心終端裝置。

　　蘋(píng)果（Apple）公司于2007年首度將微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）加速度計(jì)應(yīng)用在iPhone中，開(kāi)啟手機(jī)產(chǎn)業(yè)的傳感器革命。而MEMS傳感器在手機(jī)應(yīng)用的數(shù)量規(guī)模以及多樣性，也仍不斷在快速成長(zhǎng)當(dāng)中。

　　單就Apple公司為例，截至目前為止已擁有超過(guò)三百五十篇以上與傳感器相關(guān)的發(fā)明專(zhuān)利，而申請(qǐng)內(nèi)容包括觸控、影像、運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)感測(cè)、數(shù)據(jù)運(yùn)算、掉落感知及亮度感知等等，可見(jiàn)其積極布局智慧傳感器未來(lái)市場(chǎng)的野心。

　　目前有許多的行動(dòng)裝置如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)字相機(jī)等，皆已廣泛采用MEMS組件于系統(tǒng)中，以獲得更良好的操控性能和創(chuàng)新功能。而隨著MEMS技術(shù)應(yīng)用風(fēng)潮的快速崛起，也使得輕薄及微小化變成目前消費(fèi)性電子產(chǎn)品全面追求的時(shí)尚新趨勢(shì)。

　　憑借半導(dǎo)體晶圓制程的成熟優(yōu)勢(shì)，MEMS感測(cè)組件具有靈敏度高、性能均一、成本便宜、可批次生產(chǎn)等特點(diǎn)，不僅適合普及應(yīng)用在數(shù)量龐大的消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè)，未來(lái)也必然將成為物聯(lián)網(wǎng)感測(cè)應(yīng)用市場(chǎng)上的營(yíng)收亮點(diǎn)。根據(jù)IC Insights預(yù)估，至2018年MEMS傳感器的總出貨量可望達(dá)九十三億顆，而產(chǎn)值將達(dá)到122億美元。

　　若是以物聯(lián)網(wǎng)傳感器應(yīng)用需求爆發(fā)的時(shí)間點(diǎn)來(lái)區(qū)分，首波熱潮絕對(duì)仍會(huì)是行動(dòng)裝置與智能穿戴產(chǎn)品，其次為車(chē)輛物聯(lián)網(wǎng)，之后才會(huì)真正進(jìn)入到需求廣泛且種類(lèi)多樣化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）。

　　此處所謂的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，范圍包含傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用，例如醫(yī)療、導(dǎo)航、軍事、航空、地震勘探及制程控制等，以及業(yè)界目前正在定義中、利用MEMS感測(cè)組件技術(shù)的新型態(tài)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，此新興應(yīng)用包括資產(chǎn)追蹤系統(tǒng)、智能電網(wǎng)或智能建筑自動(dòng)化等。

　　根據(jù)IHS機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，在2018年時(shí)，全球MEMS在消費(fèi)性電子產(chǎn)品與行動(dòng)裝置的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到57億美元，比起在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用市場(chǎng)營(yíng)收約 3.34億美元高很多。而在這些工業(yè)應(yīng)用中，建筑物自動(dòng)化包括由智慧電表、智慧家庭（Smart Home）、智慧城市（Smart City）等，將會(huì)是最主要的營(yíng)收來(lái)源。

　　預(yù)期未來(lái)10年內(nèi)MEMS在物聯(lián)網(wǎng)的最大商機(jī)及技術(shù)挑戰(zhàn)，仍會(huì)是在行動(dòng)裝置與智能穿戴產(chǎn)品的相關(guān)應(yīng)用。圖1是應(yīng)用在消費(fèi)性電子產(chǎn)品與穿戴裝置的熱門(mén)感測(cè)組件及其商品上市時(shí)程。

　　圖1　消費(fèi)性電子產(chǎn)品與穿戴裝置應(yīng)用的熱門(mén)感測(cè)組件及其商品化時(shí)程

　　穿戴裝置成為MEMS傳感器新興應(yīng)用商機(jī)

　　智能穿戴裝置是目前最熱門(mén)的新興產(chǎn)品，其所使用的感測(cè)組件，大多仍與智能手機(jī)者相同。主要是相較于手機(jī)應(yīng)用，穿戴裝置所使用的傳感器無(wú)論在尺寸、耗電量、感測(cè)靈敏度或是組件可靠度上，通常皆須面對(duì)更嚴(yán)苛的要求。

　　目前已處于市場(chǎng)百家爭(zhēng)鳴的智能手表，即使結(jié)構(gòu)上所允許的設(shè)計(jì)空間及電池容量皆遠(yuǎn)小于手機(jī)，但使用者卻對(duì)聲控、動(dòng)作感知、或是續(xù)航力等產(chǎn)品性能，有與手機(jī)相同的期待。

　　因此，大多數(shù)傳感器皆須先經(jīng)過(guò)應(yīng)用在智能手機(jī)上商品化成功后，才會(huì)轉(zhuǎn)移到穿戴裝置來(lái)使用。其最成功的組件案例是慣性傳感器與MEMS麥克風(fēng)，包括 Google、Apple、微軟（Microsoft）、摩托羅拉（Motorola）等多家知名大廠，皆已將此兩組件整合在自家的穿戴裝置產(chǎn)品內(nèi)，成為其傳感器標(biāo)準(zhǔn)配備。

　　根據(jù)觀察，智能穿戴裝置在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最具商機(jī)潛力的兩大功能項(xiàng)目在于量化生活（Quantified Self）及隨身環(huán)境安全監(jiān)測(cè)。所謂量化生活是指將個(gè)人每日生活中的輸入（例如飲食內(nèi)容、走路步數(shù)、環(huán)境空氣質(zhì)量等）、狀態(tài)（例如心情、膚導(dǎo)、心率、血氧飽和度等）及表現(xiàn)（包括心理及生理面向）等參數(shù)變化，結(jié)合科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)擷取記錄的一種活動(dòng)。

　　其目的是藉由分析具體化的自我量測(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)有效評(píng)估改善個(gè)人生活質(zhì)量。例如藉由智能穿戴裝置平日持續(xù)的生理信息監(jiān)測(cè)和記錄，未來(lái)醫(yī)療診斷將不僅依據(jù)患者的局部病征作判別，而會(huì)從飲食習(xí)慣與生活型態(tài)等根本原因一并考慮，邁向整合式預(yù)防醫(yī)療的服務(wù)模式。

　　滿(mǎn)足穿戴裝置物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的常見(jiàn)感測(cè)功能如表1，大致可包括活動(dòng)感知、影像感測(cè)、環(huán)境感測(cè)及生理感測(cè)四大類(lèi)別。MEMS組件在穿戴裝置上的應(yīng)用訴求，是使系統(tǒng)達(dá)到微小化、低功耗、高性能及多功能整合等目的；而其最關(guān)鍵的兩大功能需求則在于感測(cè)與無(wú)線(xiàn)通信。

　　如表2所示，最有機(jī)會(huì)廣泛應(yīng)用于穿戴行動(dòng)裝置的MEMS組件包括動(dòng)作感知、聲控辨識(shí)、無(wú)線(xiàn)通信及環(huán)境偵測(cè)四大類(lèi)別。在無(wú)線(xiàn)通信方面，智能穿戴裝置通常需要尺寸微小、并且功耗超低的無(wú)線(xiàn)前端模塊，來(lái)?yè)?dān)負(fù)穿戴裝置系統(tǒng)長(zhǎng)期連網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>