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【2016半導體產業預言】

回顧2015年，是史無前例的半導體產業整合之年，企業併購總額逾1,000億美元，超出過去10年所累積的企業併購總額。半導體產業重組迅速，反映了即使產業成長不足，但其發展正趨於成熟；展望2016年，技術的持續推進，提升物聯網 (IoT)、透過網路提供影音內容與服務 (Over The Top, OTT)、連網家庭、智慧汽車與可支援豐富內容的解決方案廣泛應用。其中，汽車市場更處於變革前端。

★汽車轉向功能性創新，安全第一
歐盟已制訂目標，期透過自動緊急煞車 (AEB) 和車道偏離警示等駕駛輔助系統 (ADAS) 技術降低駕駛的錯誤，以便在未來十年內減少 50% 的道路死亡人數。在美國，十家主要的汽車製造商承諾，將使 AEB 成為所有新款汽車的標準配備，並將於未來數個月內，與美國高速公路安全保險協會 (IIHS) 和美國高速公路交通安全局 (NHTSA) 合作制訂相關規範，包括訂出 AEB 成為標準特性的時間表。

有別於上世紀的「循序演進」，創新也僅止於造型款式；現今為改善安全性和駕駛性能，感測器和高解析度攝影機配備有增無減，加上無人駕駛驅動，未來所有車輛都將成為網路一部分。汽車連網需求的提升，LTE 和 Wi-Fi 將更廣泛佈署，車內、汽車對基礎架構 (V2I) 、汽車對汽車 (V2V) 通訊亦將明顯成長；許多非傳統汽車製造商開始投入，而IP業者、晶片供應商對汽車設計亦將舉足輕重。

為滿足功能性的安全需求，讓汽車內的電子系統故障能以更安全的方式偵測出來並妥善處理，晶片製造商須符合由 ISO 26262 標準定義的更高汽車安全完整性等級 (ASIL) 標準，根據重大事故發生的可能性、駕駛的可掌控程度，以及後果嚴重性等指標結合判定 A／B／C／D等級 (D代表最安全的關鍵流程以及最嚴格的測試規範)。預估在2016年，ASIL B 將成為汽車的主流要求。

★製程發展將「超越摩爾定律」
今年也是「超越摩爾定律」(More than Moore)展現動能的一年，將採用微縮電晶體之外的方法增加晶片密度、縮小尺寸，且採用製程節點的方式已出現移轉。一來因為製程技術28奈米以上的節點已趨成熟，且單位邏輯閘成本逐漸下降；二來FinFET製程雖擁有面積、功率和效能優勢，但並不適用於所有應用。這意味設計人員將擁有更多樣化製程選擇，須從軟體到矽晶和封裝做全方位檢視設計。

早期領先的解決方案主要是在矽晶中介層 (interposer) 上堆疊多顆晶片，但過去十年來已誕生新的晶粒封裝技術，例如：直通矽晶穿孔 (through silicon via，TSV)，它可增加晶片密度、通過晶圓背面的銅阻障底層，並能在晶圓磨薄時進行曝光。3D 中介層設計的優點是其高效能以及潛在微縮效益，有多種不同版本，但這些新技術通常並不便宜，且須搭配複雜的業務模式，才能處理不同來源的裸晶粒。

2016年開始，無需中介層或 TSV 的更低成本消費性3D封裝技術將朝大量生產邁進，業界預估今年底，許多高階智慧型手機將開始利用這項技術。另一項重大改變是，一直到90奈米左右，每個數位設計都會因成本、功率和效能提升而盡快移轉到新的製程節點，經濟效益也已改變。業者會根據目標應用進行製程移轉，甚至混合選用不同的製程技術，或為不同應用選用成熟節點的衍生製程版本。

★感測器是開啟無人駕駛車與人類共存的窗戶
在自動化過程中，將感測器技術中的轉換(Transformations) 、轉譯(Interpretations) 以及連結(connections) 等環節，進一步提升到「雲端運算」及「預測演算法」極為重要；而這整個由類比轉化為資訊的概念，與無人駕駛是相通的。無人駕駛的技術重點，即在於如何在其身處的生態系統 (ecosystem) 中移動自如；Rumba 掃地機器人、無人飛行器、無人駕駛播種機或無人駕駛車，皆是成功應用範例。

基於微機電技術的感測器，在價格、重量與體積上皆具有明顯優勢；其次，貫通真實世界與數位世界連結，不只從訊號處理器取得資料，還要從雲端中獲取資料；再者，為因應頻寬逐漸加大，以及與其它系統互動能力越來越強的感測器需求，須把軟體與演算法整合到感測器中。最後更重要的，是必須考慮到防範駭客入侵系統，感測器應具備加密功能。

只有奠基於高性能的感測器和演算法，以及高品質的資料和雲端環境，才能實現精確演算法；而使用多重感測器層 (multiple sensor layer) 的演算法，可提供極佳的可靠性，將扮演非常關鍵的角色。這些技術由於牽涉面太廣，有賴於公司之間團隊合作的努力，才能突破各種障礙與困難。想了解更多關於汽車電子及半導體的現況與未來？

延伸閱讀：《高峰展望》
http://compotechasia.com/a/____/2016/0117/30981.html
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Fairchild新推出MEMS產品系列

2015/06/23-孫昌華

領先全球的高效能電源半導體解決方案供應商Fairchild(快捷半導體)推出了FIS1100六軸MEMS慣性量測元件(IMU)，是公司策略投資MEMS和動態追蹤技術以來，第一款推出的MEMS產品。

FIS1100 IMU整合了專利AttitudeEngine運動動態處理器與同級最佳的九軸感應器融合演算法，將實作簡單、系統級的解決方案提供予設計人員。產品功耗降低的幅度最高可達原功耗的十分之一，更支援多種以電池為動力的運動動態應用，從而達成優異的使用者體驗。

Fairchild總裁暨執行長Mark Thompson表示：「Fairchild首度推出MEMS產品，這對公司而言是一大重要里程碑，象徵著我們能將自己的獨特設計和製造專業運用至能源領域之外的系統級解決方案。我們在收購Xsens後，得以運用其高階演算法和深厚的應用專業知識，協助客戶在各種瞬息萬變的市場，順利開發高階運動動態解決方案，在如消費性電子、工業應用和健康市場等。」

FIS1100 IMU內建AttitudeEngine運動動態處理器和XKF3感應器融合演算庫，打造出低耗能、高精確的系統解決方案。客戶將可善用這種永不斷訊的感應器技術，用於運動、健身和健康的穿戴式感應器、行人導航、自主移動式機器人，以及虛擬及擴增實境等多種領域。

IHS的MEMS與感應器部門總監暨資深首席分析師Jérémie Bouchaud表示：「消費型裝置中的動態追蹤，如今不再只是用於遊戲介面和智慧型手機，更已快速擴展至許多全新的物聯網應用。 設計人員都希望將動態偵測元素加入產品，藉以建立區隔；只要取了得整合運動動態處理器和完整軟體解決方案的IMU，就可以縮短上市時間，並且針對小尺寸、長電池續航力和精準動作追蹤等難以兼顧的目標，取捨出最理想的研發成果。」

AttitudeEngine能在內部以高頻處理六軸慣性數據，並依應用需求而降低輸出頻率至主機處理器，期間均不需仰賴高頻中斷機制。因此，系統處理器的睡眠模式可以增長，賦予客戶更長久的電池續航力，同時絕不犧牲任何功能或精準度。

與內建的XKF3高性能九軸感應器融合演算法搭配，能同時整合內建陀螺儀和加速儀的慣性感應器數據，以及外部磁力儀的數據。感應器融合亦搭配背景自動校準，能在精準度、恆定性和流動性上表現出色。

採用XKF3感應器融合演算法的FIS1100，可說是全球第一款完整的消費性慣性量測元件，具備定位(四元數quaternion)規格，其俯仰及翻滾精度高達±3°，偏擺精度則為±5°。

FIS1100採用了Fairchild專為慣性感應器設計的專利MEMS製程， 其中許多設計元素都大幅地改善了產品性能、尺寸和強固性， 這包括了領先業界的60微米高深寬比設備層、直通矽晶穿孔(TSV)連接器和垂直電極，以及具有獨特雙真空設計的單晶粒陀螺儀和加速儀。

附圖：全球首款具有偵測俯仰(Pitch)、翻滾(Roll)、偏擺(Yaw)規格的消費性　IMU(慣性測量單元)，搭載專利AttitudeEngine運動動態處理器，延長電池續航力、簡化採用流程並改善使用者體驗。

資料來源：http://www.digitimes.com.tw/tw/iac/shwnws.asp…