车用电子急速窜红，就连没有汽车产业的台湾都兴致勃勃的想要分一杯羹，车用电子里面应用到的半导体相当复杂，在不同功能的系统中会采用不同数量的各式半导体芯片，但是综观来说，车用半导体最主要的零组件除了MCU之外，就是各式传感器了，其在车用电子当中扮演相当重要的角色，于各个独立功能的电子系统中，传感器负责搜集数据，提供处里器运算并做出适当的判断。

车用电子传感器种类相当多，许多技术发展已有很长一段时间，像是惯性传感器（Inertial sensor），这类技术过去运用在军事、航天、运输等领域，测量物体的运动现象；另外，有一些是属于新兴技术的传感器，比如生物传感器（Biosensor），是感测生物的行为或特征，透过这些信息的搜集、分析，再加以应用。在车用电子产业起飞后，这些感测技术将从过去的特殊应用市场，进入大众应用市场，使这些技术、产品大幅度的普及，因此市场需求也将随之爆发，许多厂商跃跃欲试，本文就将针对车用传感器的技术与发展趋势广泛的叙述，提供读者简单的概念与参考。

车用传感器种类

车用传感器之所以复杂在于其感知目标的多样，除了国际大厂之外，早年国内发展这类技术的只有在军事用途上，投入汽车电子相关技术研究超过十年的中山科学研究院电子系统研究所副组长骆光祚表示，就量测标的特性的分类上而言，车用传感器可以分为感测：物理量（Physical）、驾驶人行为（Driver Behavior）与环境监测等几类。

所谓的物理量传感器就是感测温度、压力、振动、速度、湿度与惯性等，其中温度与压力传感器技术已经相当成熟，应用范围也不限于车用电子市场，惯性传感器才是目前车用电子系统中最常用到的传感器；另外驾驶人行为传感器类似生物传感器，感测驾驶人的行为，像是皮肤表面温度的感测与心跳脉搏速率的感测，将这些数据与平均值比对，综合判断驾驶人行为是否出现异常，例如酒醉或打瞌睡，再做出适当的处置；而环境监测传感器一般来说以感测车外的环境变化为主，有一种防止偏离车道的电子系统就是透过光学式传感器，感测行驶中的汽车与车道边线的相关位置，系统可以分辨正常变换车道与偏离车道的差别，出现异常的状况时就发出警告，以提醒驾驶人。

前面提到目前发展最好的车用电子传感器是惯性传感器，惯性传感器又以微机电（MEMS）加速度传感器（Acceleration Sensor）、陀螺仪（Gyroscopes）为主，根据市调机构Yole Developpement的报告指出，2005年全球惯性传感器市场规模将达12.09亿美元，2002～2005年间陀螺仪传感器将以年复合成长率25％，从3.4亿美元成长至6.49亿美元，而加速度传感器年复合成长率13％，从4.2亿美元成长至5.6亿美元，如(表一)所示。陀螺仪传感器市场规模将于2005年首次超越加速度传感器市场。

技术要点与发展

目前一辆汽车上大约安装几十到近百颗传感器，而高级汽车上的传感器数量可多达200余颗，甚至更多。车用传感器数量多寡已成为判断是否为现代化车辆的重要指针。八十年代中期微型加速度传感器开始运用于汽车安全气囊装置，是目前大量生产且在汽车中得到广泛应用的传感器。过去许多车用传感器是以传统机械的技术加以实现，而在半导体技术的成长下，以微机电技术开发之各种传感器，运用其体积小、传输快、功能强之特点，强化汽车功能。Freescsle应用工程师吴协宏表示，微机电以半导体制程实现机械的功能、技术特性，与数字逻辑芯片的设计思惟不同，微机电的可靠度较高，不会有机械疲劳产生的误差，但相对设计难度也高。

微机电系统将电子系统和外部世界有效的整合联系起来，不仅可以感受运动、声、光、热、磁等自然界讯号，并将这些讯号转换成电子系统可以判读的电子讯号，再透过电子系统控制这些讯号，进而发出指令，控制执行组件完成所需要的动作。广义地说，微机电是指整合微型传感器、微型致动器以及讯号处理和控制电路、接口电路、通讯和电源的完整微型机电系统。微机电系统主要包含微型传感器、致动器和相应的处理电路三部分，作为输入讯号的自然界各种信息首先透过传感器转换成电子讯号，经过讯号处理以后再通过微致动器对外部世界发生作用。

传感器可以把能量从一种形式转化为另一种形式，进而将现实世界的讯号（如热、运动等讯号）转化为系统可以处理的讯号。致动器根据讯号处理电路发出的指令完成人们所需要的运动。讯号处理器则可以对讯号进行转换、放大和计算等处理。车用电子中一完整的系统电子控制单元（Electronic Control Unit；ECU），除了可以控制单一系统（如安全气囊、煞车等）之外，还可以与中央控制的行车计算机联系，(图一)为中科院开发并已量产商品化的汽车安全气囊（Airbag）ECU，其中有两个传感器，图下方白色长方形为一加速度传感器，不过其并非以微机电IC实现的传感器，而是利用传统机械构造完成，图左方的黑色芯片是另外一个微机电技术的IC。

《图一　安全气囊电子控制单元》

先前提到的惯性传感器是目前市场上应用最广泛，技术最成熟的车用电子传感器，国内投入该技术颇深的新磊微制造董事长石修表示，加速度传感器是透过类似向量的原理，感测在汽车运动的状态下，三轴（X、Y、Z）空间产生的重力加速度（G力），若是其在瞬间有过高的G力出现表示汽车出现碰撞等不正常的运动现象，就可以产生适当的反应。另外，陀螺仪的功能就在于感测「角速度」，主要是防止汽车的翻滚，也就是汽车在运动时，瞬间产生过大角度的变化，也是属于运动异常的现象。另外，除了惯性、温度、压力等的物理量传感器之外，其他不同类型的车用电子传感器技术，多属于更前瞻、新兴的技术领域，是未来几年相关厂商积极投入的重点。

产业现况与台商机会

《图二 中山科学研究院电子系统研究所副组长骆光祚》

不久前Freescale才发表3D加速度传感器，将三维空间的惯性变化感测整合到单芯片中。以全球市场来说，目前加速度传感器市场相对集中，全球前六大厂商为ADI、Bosch、Denso、Freescale、VIT Hamlin及Delphi-Delco等，合计市占率超过90％，2004年汽车电子加速度传感器市场规模超过1亿2000万颗，产值超过4亿美元。

另外，陀螺仪由于技术难度较高，所以目前只有高级车才导入，但是也因为该技术可以提供重大的安全防护，所以市场成长潜力更高，产品单价也高，预测今年市场规模约为4800万颗，全球前六大供货商分别为；Beisensor、Bosch、Delphi-Delco、Matsushita、SSS-BAE与Murata等，合计市占率同样超过90％，市场集中度明显。这类产品市场进入门坎较一般半导体产品高，除了技术本身的难度之外，骆光祚指出，车用电子要求的环境压力（高温、低温、震动等）承受度、产品可靠度与产品责任相当高，除了技术开发的时间之外，产品认证的时间也长，在投入的三～五年之内很难产生回收。

《图三 Freescsle应用工程师吴协宏》

国内原本投入微机电领域的时间就比较晚，以新磊来说，该公司目前只具备二轴加速度传感器单芯片产品，整合性与技术难度更高的单芯片三轴加速度传感器仍在开发阶段，预计明年下半年才会推出；同样地，陀螺仪也还在技术开发阶段，还没有明确的产品推出时程。国内发展车用电子技术的优势在于半导体产业分工完整，技术开发厂商可以很容易获得各式制造生产的支持；但是国内没有汽车工业，市场规模也小，车用电子产品的导入就显得更加困难，所以大陆市场成为目前发展汽车电子技术厂商的寄望。

而且汽车电子以系统化电子控制单元为主要单位，只具备单一传感器技术，而无法提供系统化的产品，也很难在产业中生存，而台湾厂商企业规模多属中小型，所能投入的研发资源与国际大厂相较弱势许多；过去台湾常以产业联盟的作法，解决这类问题，不过在车用电子产业供应链很长，牵涉的技术层面也大，目前还没看到台湾已成立的产业联盟中，有此条件。石修就认为目前台湾厂商在车用电子前瞻技术的投入部分都还属于单打独斗，处境相当辛苦。

《图四 新磊微制造董事长石修》

结论

新磊微制造董事长石修

而微机电之车用传感器未来将朝多功能化、模块化、智能化及微型化发展，以达到精密度高、量测距离远、讯号比高、抗干扰性好，且有自我检测功能。随着半导体技术的发展和汽车电子控制系统运用的日益广泛，汽车传感器市场需求将保持高速成长。国内厂商在投入时间晚的先天不足状况下，加上没有强大的汽车工业作后盾，后天条件也不甚优渥，仅能依靠国内完整的半导体产业供应链，配合大陆市场的优势，期能在最近几年产业发展初期，取得一席之地，才不会在汽车电子市场遭到淘汰。

[2] D.A. Smolyansky, Time Domain Network Analysis:Getting S-parameters from TDR/T Measurements - Infiniband PlugFest, 2004＞

国内厂商在投入时间晚的先天不足状况下，加上没有强大的汽车工业作后盾，后天条件也不甚优渥，仅能依靠国内完整的半导体产业供应链，配合大陆市场的优势，期能在最近几年产业发展初期，取得一席之地，才不会在汽车电子市场遭到淘汰。如果说IT（Information Technology；信息技术）界要颁发最速黯淡奖，那么笔者可能会提名InfiniBand，理由是InfiniBand的规格及标准规范自1999年开始起草，2000年正式 发表，之后主力业者纷纷退出。 国内厂商在投入时间晚的先天不足状况下，加上没有强大的汽车工业作后盾，后天条件也不甚优渥，仅能依靠国内完整的半导体产业供应链，配合大陆市场的优势，期能在最近几年产业发展初期，取得一席之地，才不会在汽车电子市场遭到淘汰。InfiniBand：还会有多少人想起我？ 以微机电技术发展之惯性传感器的市场分析你可在「 安全、舒适、无污染、经济性一直是汽车工业业者和消费者追求的目标。实现这些目标的关键在于汽车的电子化和智能化，其先决条件是各种信息的实时获取，故势必要求在汽车中大量采用以微机电技术开发之各种传感器，运用其体积小、传输快、功能强之特点，强化汽车功能。 」一文中得到进一步的介绍。 微机电系统于汽车工业之运用及未来发展趋势在「无线生物电子通讯系统由小型智能传感器组成的人体局域网络（body-area networks；BAN）。传感器用于收集人体的重要讯息，然后将讯息送给一个中心智能节点，再由这个智能节点透过无线通信方式将讯息发送给基地台。借助基于3D堆栈的（System-in-a-cube；SiC）整合技术可设计实现这些传感器节点。」一文为你做了相关的评析。

市场动态

用SiC整合技术采集生物电子讯号如果说IT（Information Technology；信息技术）界要颁发最速黯淡奖，那么笔者可能会提名InfiniBand，理由是InfiniBand的规格及标准规范自1999年开始起草，2000年正式 发表，之后主力业者纷纷退出。根据Yole Developpement新出炉的报告World Mems Inertial Sensor Markets 2002～2005，分析微机电加速传感器（Acceleration sensor）、陀螺仪（Gyroscopes）主要应用于汽车制造产业与市场。InfiniBand：还会有多少人想起我？ 全球惯性传感器市场规模2005年达12.09亿美元你可在「在“2005 Symposium on VLSI Circuits”的第五次会议“Imagers, Biochip and MEMS”上，进行了高动态范围影像传感器、由一个晶体管构成的像素、使用CMOS APS的生物传感器芯片以及使用基于SOI的高耐压晶体管的流体移动控制芯片的技术发表。 」一文中得到进一步的介绍。 影像传感器和生物传感器相继亮相在「 法国雷诺宣布，将在第61届法兰克福车展上展出概念SUV（多功能运动车）Egeus。在具备SUV性能和车身尺寸，车身前、后采用长发动机罩、形成如高级跑车般的外观。侧门把手采用流线型设计，与车身形成一体。当手伸向把手时，光学传感器便会检测到手的靠近，把手随即会向外伸出数十毫米。」一文为你做了相关的评析。