作者/ams半導體全球銷售和執(zhí)行副總裁 Pierre Laboisse

世界正進入數(shù)字化轉型的新階段

在數(shù)字化變革的早期階段，個人電腦的普及改變了我們的工作場所。隨后，當智能手機作為強大的微型電腦應用于用戶手中時，我們的個人和社會生活也隨之轉變。

如今新一波的創(chuàng)新浪潮正將數(shù)字智能從電腦設備、平板電腦和智能手機拓展到數(shù)十億的互聯(lián)設備。這個嶄新且通過物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的世界可以成為智能互聯(lián)的節(jié)點，輕松地共享來自這些客戶端的信息。

這往往被看作數(shù)字化的基礎：因為物聯(lián)網(wǎng)是能夠將數(shù)十億的數(shù)據(jù)點在云端集成、處理并通過先進軟件分析的網(wǎng)絡。事實上，對于數(shù)據(jù)的擴展性使用并不局限于云端：汽車、個人健康設備和建筑正變得智能，而自動化系統(tǒng)往往應用了如今空前強大的微處理器。

然而與數(shù)字化轉型同時發(fā)生的另一個變化是：傳感器正變得無處不在，獲取諸如光、熱、運動和聲音等信息，并在現(xiàn)實世界的數(shù)字網(wǎng)絡中以1/0的數(shù)據(jù)形式進行共享。

當然，早在半導體集成電路被發(fā)明前，傳感器及其數(shù)據(jù)早就已經以一種或其他形式存在多年。然而如今的傳感技術正在快速進化，以支持數(shù)十億新設備對傳感器的激增需求。新的傳感技術能夠支持創(chuàng)新型應用，如用于消費和移動應用的增強現(xiàn)實3D光學傳感技術、用于可靠的相機自動對焦和圖像美化功能的ToF (飛行時間)測量、用于工業(yè)4.0的高端機器視覺和用于醫(yī)療診斷、自主調節(jié)建筑、自動駕駛汽車和時刻在線個人健康監(jiān)測器的高分辨率圖像傳感。

掌握整個傳感器系統(tǒng)的實施

傳感器的普及改變了一切。如果互聯(lián)的傳感器能夠應用在任何領域，如照明燈具、服裝、食品包裝，甚至人體內部或嵌入到皮膚下，那么它們必須滿足以下幾大挑戰(zhàn)性的要求：

1)極端小型化；

2)超低能耗；

3)包含網(wǎng)絡接口；

4)即插即用信號或數(shù)據(jù)輸出。

新一代傳感器必須滿足所有類型智能設備制造商的使用要求，包括燈泡、藥物輸送裝置、門鎖和傳統(tǒng)的電子設備。在許多這些應用中，制造商不僅僅需要具備電容、電阻或輸出電壓的基本傳感器，還需要能夠輕松連接網(wǎng)絡并與處理器或低能耗藍牙?配對主機相連接的即插即用型傳感器系統(tǒng)。

未來的新型傳感器將主要包含以下3個獨立的技術層：

1）核心傳感器層-將現(xiàn)實世界中的現(xiàn)象以電子化的方式再現(xiàn)。艾邁斯半導體的傳感器可應用在成像、光學、環(huán)境和音頻四大領域。

2）最小化集成層-以硅片的形式提供核心傳感技術的芯片級或模塊化（多芯片封裝）實現(xiàn)。這一層同時提供特殊算法，可將原始傳感器測量數(shù)值轉換為可供處理器使用線性化信號流。

3）系統(tǒng)技術層-內嵌在傳感器中的軟件為低能耗藍牙?和Wi-Fi? 等常用網(wǎng)絡提供連接。傳感器系統(tǒng)軟件同時支持終端用戶應用，比如將智能腕帶中的光學傳感器信號轉換為每分鐘心跳測量值。

在下一代傳感器系統(tǒng)中，包含硬件和軟件的三大技術層將以單一封裝設備的形式運送給終端產品制造商。小型、易于連接、應用集成的便利性，將是推動傳感器普及的關鍵。

打破傳感器性能的邊界

數(shù)字化轉型不僅僅是嵌入更多傳感器和引入更多類型設備即可解決的簡單問題：處于前沿地位的艾邁斯半導體正在引領傳感器制造商數(shù)字化變革，打破傳感器性能的邊界。這使得產品制造商能夠極大地改善用戶體驗，甚至創(chuàng)造出前所未有的全新體驗。

傳感器應用上的顛覆性改變可以通過一些案例來說明，而這些應用正是運用了艾邁斯半導體突破性的傳感器。

用于手機、平板電腦和筆記本電腦的新型XYZ三刺激高精度顏色傳感器芯片能夠與人類眼睛完全相同的方式測量(或“觀察到”)光的顏色。因為顏色是一個“人眼相對感知”，我們認為顏色不是絕對的，因為顏色并不是固定的。這可以通過我們“紙一樣”顯示效果的演示來說明，我們對顏色的認知會隨物體表面、照明環(huán)境以及人眼之間的動態(tài)關系而改變。

這一顏色傳感器的準確性使顯示屏呈現(xiàn)“紙一樣”的顯示效果，相比現(xiàn)有移動設備顯示屏帶來更舒適的體驗。

多光譜和高光譜傳感器IC是一款微型的實驗室級片上分光儀。水果的新鮮度首次可以通過光譜測量實現(xiàn)：由于分子的震動，光照在某一物體上后會反射回特定波長的光，加上特殊算法可以分析出該物體的組成成分。得益于艾邁斯半導體的光譜傳感器芯片，移動顏色分析也將改善工廠和醫(yī)院的質量檢驗過程。而CMOS圖像傳感器在諸如機器視覺等工業(yè)應用中也有重要應用。

得益于艾邁斯半導體的集成傳感器/放大器解決方案，主動降噪技術(ANC)正被應用于創(chuàng)新的耳機設計。艾邁斯半導體提供的小體積、低功耗ANC器件使耳機制造商得以首次將ANC功能成功應用于入耳式耳機和無線耳機。

3D成像系統(tǒng)芯片將為虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實應用帶來革新性變化，并極大改善手勢傳感、面部掃描和3D建模技術。新的艾邁斯半導體解決方案著眼于激光發(fā)射器設計、光學封裝和結構光傳感技術的創(chuàng)新。

可持續(xù)性和環(huán)境是先進的艾邁斯半導體傳感技術的重要應用，從超精準流量傳感器到監(jiān)測室內空氣質量的芯片級氣體傳感器，再到用于新的高效電機的高分辨率角位置傳感器。

醫(yī)學診斷和監(jiān)測：應用于醫(yī)院計算機斷層掃描的超精準數(shù)字成像設備，外觀足夠小巧的微型光學傳感系統(tǒng)級芯片可置于健身手環(huán)中用于測量心率和血氧水平。

數(shù)字化轉型的核心是傳感器

在PC時代，電子產品的主要創(chuàng)新很大程度上由“摩爾定律”驅動，使得數(shù)字處理和圖形處理技術取得了很大提升，而如今的傳感器系統(tǒng)在為現(xiàn)有產品類型帶來全新應用、改善用戶體驗甚至是實現(xiàn)全新設備類型方面具有同樣的重要性。

將心率監(jiān)測器放置在手環(huán)中供人們全天24小時佩戴，小型手持式儀器中的顏色分析比人眼敏感60倍，微小的耳機設備可具備主動降噪功能，這些應用都直到近幾年才得以實現(xiàn)。所有這些突破都得益于傳感器技術的全新應用。

艾邁斯半導體希望通過創(chuàng)造新的核心傳感技術、開發(fā)使傳感器數(shù)據(jù)得到有效利用的算法、生產即插即用的設備使OEM廠商在終端產品中實現(xiàn)快速應用來引領變革，通過傳感器解決方案打造完美世界。在我們看來，數(shù)字化轉型才剛剛開始，傳感器將是未來變化的核心，并成為現(xiàn)今和未來巨大變革的推動力。