重新定義新一代感測設計方向

以客製化回應新一代感測對功耗、可靠性與整合度的需求

在工業與醫療領域中，工程師與產品負責人長期面臨相似的挑戰：如何在空間與功耗高度受限的條件下，實現更高功能密度的感測設計，同時仍需符合嚴格的可靠性、安全性與使用壽命要求。

多年來，這個問題往往只能透過妥協來解決──為了開發便利而犧牲效能，依賴通用型晶片，卻也因此限制了產品差異化的可能性。在 ams OSRAM，這樣的妥協已成為過去式。透過真正的客製化──包括 ASIC（Application Specific Integrated Circuits）與系統層級的調整──正在重新定義工業感測與控制應用的可能性。

圖一

深入理解工業與醫療應用的客戶需求

設備尺寸持續縮小，而無論是在工廠產線或醫療設備中，關鍵系統都必須具備長期可靠度，能在更寬的溫度範圍內穩定運作，並同時維持極低的待機功耗。

電池續航力不容妥協，這也意味著供應商不能只提供漸進式改善，而必須提出具突破性的解決方案。當高效能、健全的安全機制、低雜訊表現與能源效率同時成為必要條件時，真正能回應應用需求的客製化感測方案，才是可行的設計方向。

圖二

如何提供貼近產業需求的創新

以應用為導向的 CMOS／製程客製化設計

ams OSRAM 在混合訊號設計、高電壓製程與應用導向製程整合方面累積深厚經驗，使工業客戶得以擺脫現成晶片的限制。內部設計能力代表更高的彈性與回應速度──無論是適用於嚴苛環境的客製化光學介面，或通過醫療認證的類比前端，都能在維持頂尖類比效能與長期供貨穩定性的前提下實現。

專利架構帶來功耗與精準度的明顯躍升

ams OSRAM 擁有超過 13,000 項專利，涵蓋先進放大器與 ADC 設計。這些研發成果帶來具體可見的效益，包括超低雜訊（SNR 提升）、跨溫度範圍的穩定運作，以及能源效率的明顯躍升，並且都已在實際應用中、於高度整合的小型晶片上獲得驗證。

其中一個代表性案例是：ams OSRAM 的專利放大器可在不增加功耗的情況下，將雜訊降低一半，對於安全光柵（Safety Light Curtain）與高精度醫療感測器而言，這是一項關鍵性的突破。

圖三

先進封裝與 SiP，實現真正的系統整合

工業與醫療系統整合商需要的，不只是一顆先進晶片，而是可預期的系統層級效能與可靠度。ams OSRAM 可將光電二極體、訊號鏈與微控制器邏輯共同封裝，甚至整合光學濾波片或機械防護結構，形成單一可靠模組。

透過 TSV（Through-Silicon Via）、2.5D／3D 堆疊，以及高可靠度 PCB 組裝等整合技術，不僅能大幅提升整合密度，並有效降低現場故障率，也有助於提升整體系統的長期穩定性。

從需求定義到量產導入的工程合作

ams OSRAM 的工程團隊與客戶密切合作，涵蓋規格制定、可行性評估、安全分析、原型設計、產品釋出到量產導入，確保交付的 ASIC 與 SiP 解決方案能一次到位、符合目標市場需求。

最終成果，是能夠為智慧感測介面、編碼器與驅動應用，帶來差異化優勢的長壽命感測器或模組，進一步強化客戶的市場競爭力。

實際應用成效：整合、散熱與雜訊管理的全面改善

ams OSRAM 的 ASIC 解決方案，正是在工業與醫療工程師最在意的關鍵領域中，帶來明顯躍升的效益。透過更高層次的整合，以及針對應用最佳化的低功耗與低雜訊設計，這些 ASIC 協助客戶簡化散熱管理架構，降低對大型冷卻系統的依賴，並在複雜系統中有效抑制電氣雜訊。

這些都是關鍵的效能指標，且相關表現已在從建築自動化到生命科學檢測等嚴苛應用環境中，獲得實際驗證。

圖四

以雙重來源機制，確保長期供貨與專案穩定性

透過受保障的雙重來源供應鏈，甚至可由兩條彼此獨立、完全認證的生產鏈進行製造，以降低地緣政治與貿易風險。

這樣的模式，也讓需求量較低的客戶能在合理的時程內啟動並維持專案，並降低供應鏈中斷風險。結合以歐洲為核心的設計與製造能力，以及具策略彈性的供應選項，讓長期規劃在工程與採購層面都更具確定性。

(本文作者任職於艾邁斯歐司朗 ASIC 產品經理)