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ROHM推廣感測器跨領域應用 開創IoT新商機

  • 周維棻

ROHM於COMPUTEX Taipei 2016展示工業電子與物聯網相關應用。

一年一度的COMPUTEX電子展在台北盛大展開,提供物聯網(Internet of Things)或是虛擬實境(Virtual Reality)等新興電子應用技術一個重要的舞台。以功率電子元件、感測器與零組件及基礎材料聞名的ROHM(羅姆半導體),在世貿一館攤位展示兩大應用主題,一為工業電子的應用,包括ROHM的碳化矽(SiC)功率元件在工業自動化設備的應用,而ROHM新購併的Powervation產品也在展出之列。

另一主題是IoT相關應用,羅列由ROHM所開發的各式各樣感測器裝置,包括最近捷報頻傳的光學防手震(Optical Image Stabilization;OIS)晶片,幾乎囊括全球重要國際品牌旗艦級智慧型手機的訂單。

ROHM Group Sensor事業推廣部久保優(Masaru Kubo)部長。

KARAKURI機器人樂隊現場演示相當吸睛,展現了感測器潛能無限的應用。

Karakuri機器人音樂隊的魔力來源。

現場還特地展示從ROHM京都總部所帶來的Karakuri機器人作品,一共有六個小巧的木製機器人,而每一個Karakuri機器人身上都具備有包括ROHM的加速度感測器、地磁感測器和反射型光感測器,彼此之間可以利用感測器的偵測而避免行動碰撞。

此外,還另設計了一個木製運動搖桿,利用920MHz頻段的Sub-GHz無線通信模組、低功耗MCU、加速度與氣壓感測器,可以下達集合指令,並藉由各個Karakuri機器人敲擊附屬金屬鍵所發出不同的聲音,進而組成一個小小的機器人樂隊。此項展示創意十足,也同步展現了ROHM在感測器上耕耘多年的成果,以及感測器在未來無限潛能的應用。

ROHM Group Sensor事業推廣部久保優(Masaru Kubo)部長特別選在COMPUTEX Taipei 2016展會期間造訪台灣,一方面了解IoT趨勢在台灣電子產業發展的動態,並且收集不同的應用與需求,期望在感測器的開發上,能透過更廣泛的技術結合,尋求跨領域合作的契機,加深對台灣高科技產業的技術服務。連袂以下為Kubo部長接受的DIGITIMES獨家專訪。

ROHM四大優勢技術成就感測器裝置的開發

ROHM的感測器技術及產品開發,在2009年購併Kionix後有了更進一步的開展,舉凡包括加速度感測器、陀螺儀、地磁感測器和感測器模組等技術,隨著應用環境的不同,可組合出超過百種以上的應用項目,宛若一家感測器產品的百貨公司來提供全方位的解決方案。

Kubo部長分析ROHM的感測器產品之所以能夠持續成長,可以歸納出以下四個主要的技術優勢。首先,憑藉壓電(Piezo-electronics)與微機電(MEMS)技術打造電子感測器裝置,這種利用半導體製程中的蝕刻技術,做出微小的結構,輔以包括晶圓接合(Wafer Bonding)的技術,並利用包括貴金屬所開發的特殊材料,以及光線濾波技術,整合成各式各樣包括運動與環境偵測的感測器裝置。這種利用MEMS等先進製程技術做出的特殊結構裝置,是設計高精密度感測器的基石。

第二個優勢為ROHM善加利用高感度類比前端(Analog Front End;AFE)技術來設計訊號放大半導體晶片。因為感測器需要在物理尺寸上做得非常微小,檢測到的電子訊號也非常微弱,透過高精密度的訊號放大器轉換,可以檢測出環境中微小的變化,大幅提高ROHM感測器的精密度。

再者,先進封裝技術的加持。由於整合數個不同應用的晶片與MEMS的應用,需要先進封裝技術來加以組合成單一的CSP(Chip Scale Packaging)產品,或是做成一個感測器模組的封裝,例如多軸感測器的應用,對電子產品的設計有重要的影響。

最後一個技術優勢就是ROHM長久累積下來在不同產業上的合作經驗,包括整合無線連網技術,或是感測器融合(Sensor Fusion)應用,將多個感測器的資料利用軟體演算法(Algorithm)加以合併,以增強不同應用或設計彈性。

這種合併來自多種感測器的技術,也可以改善單獨感測器的準確度,尤其是對位置和方向具有高敏感度的應用,例如智慧型手機或汽車電子上行動定位服務(Location-based Service)的應用,特別需要這些多軸感測器模組。

包羅萬象的感測器應用  打造創意競技場

Kubo部長特別強調幾項ROHM重要的感測器所開發的應用,他就陀螺儀、地磁、加速度和色彩感測等四種主要感測器的創新應用案例,舉出一些示範實例。首先,智慧IC卡(Smart card),這種小小的IC卡,因為需要儲存資料,對電源的使用特別講究,而利用ROHM陀螺儀的偵測能幫助精簡用電時機。

脈搏感測器(Pulse Sensor)是用來測試脈搏心跳的應用,基本上這是一種光學感測器的轉型應用,利用綠光濾波器來偵測血管脈動,進而得到脈搏資訊,是在智慧手錶等穿戴式裝置上的重要應用。

而色彩感測器(Color Sensor)則是用來進行RGB原色的頻譜偵測,利用濾掉雜訊的光波而得以提高測量的準確度,一般常用在智慧型手機上,用以偵測不同的環境光源,以決定手機顯示的亮度,實現省電控制等應用。

加速度感測器特別用來偵測馬達的水平位移與定位,對偵測異常震動的情境有效,也可以用於洗衣機或汽車等設計,透過震動來觸發使用者友善的應用。

氣壓感測器也是一個偵測垂直高度的應用,這種可以偵測20公分高度改變的垂直位移,也可以用來協助環境偵測手機使用者在室內的位置,類似於室內GPS的輔助或室內導航的應用。其他的應用還諸如協助噴墨印表機的噴頭在不同氣壓改變的環境下維持良好的噴墨列印品質。

ROHM感測器齊全  實現IoT產業創新與應用

ROHM對IoT的發展視為感測元件一次大爆發的契機,由於越來越多的新創公司嘗試開發不同的應用,企圖顛覆不同的產業與市場。而IoT產品離不開各式各樣的感測器應用,Kubo部長認為感測器的業務特性與傳統半導體產業只賣晶片的方式不同,如果只考慮到生意機會與規模,可能喪失長遠的利益。新創意乃是成功的關鍵,如何集思廣益得到產品的創意發想,至關重要,他也發現不同地區的發展方向各異,特別是美國地區的IoT新創企業,就與台灣的應用明顯不同,ROHM所重視的不是只有硬體,軟體的整合也事關重大。

Kubo部長認為ROHM的半導體製程與技術,可以做出比同業更精準且更省電的感測器,例如ROHM陀螺儀的耗電量就比同業競爭廠商低,更適合IoT的創新應用。同時,為了因應如雨後春筍般的跨領域新產品開發,ROHM特別設立一個位於京都總部的產品設計中心,統籌所有的開發專案,以便於縮短決策時間,希望掌握新世代裝置與應用的發展。

感測器最重要的是創意與應用的完美結合,ROHM希望能更深入了解新的創意需要的半導體支援,利用獨有的製程與材料技術,點燃新創意與設計師心中的熊熊之火,而不是只注重短期的業績挹注。ROHM希望能與台灣的高科技產業一同開創成功的IoT經驗,一起開發跨領域的感測器應用,共創未來成功契機。