重新定义新一代感测设计方向

以客制化回应新一代感测对功耗、可靠性与整合度的需求

在工业与医疗领域中，工程师与产品负责人长期面临相似的挑战：如何在空间与功耗高度受限的条件下，实现更高功能密度的感测设计，同时仍需符合严格的可靠性、安全性与使用寿命要求。

多年来，这个问题往往只能透过妥协来解决━━为了开发便利而牺牲效能，依赖通用型晶片，却也因此限制了产品差异化的可能性。在 ams OSRAM，这样的妥协已成为过去式。透过真正的客制化━━包括 ASIC（Application Specific Integrated Circuits）与系统层级的调整━━正在重新定义工业感测与控制应用的可能性。

图一

深入理解工业与医疗应用的客户需求

设备尺寸持续缩小，而无论是在工厂产线或医疗设备中，关键系统都必须具备长期可靠度，能在更宽的温度范围内稳定运作，并同时维持极低的待机功耗。

电池续航力不容妥协，这也意味着供应商不能只提供渐进式改善，而必须提出具突破性的解决方案。当高效能、健全的安全机制、低杂讯表现与能源效率同时成为必要条件时，真正能回应应用需求的客制化感测方案，才是可行的设计方向。

图二

如何提供贴近产业需求的创新

以应用为导向的 CMOS／制程客制化设计

ams OSRAM 在混合讯号设计、高电压制程与应用导向制程整合方面累积深厚经验，使工业客户得以摆脱现成晶片的限制。内部设计能力代表更高的弹性与回应速度━━无论是适用於严苛环境的客制化光学介面，或通过医疗认证的类比前端，都能在维持顶尖类比效能与长期供货稳定性的前提下实现。

专利架构带来功耗与精准度的明显跃升

ams OSRAM 拥有超过 13,000 项专利，涵盖先进放大器与 ADC 设计。这些研发成果带来具体可见的效益，包括超低杂讯（SNR 提升）、跨温度范围的稳定运作，以及能源效率的明显跃升，并且都已在实际应用中、於高度整合的小型晶片上获得验证。

其中一个代表性案例是：ams OSRAM 的专利放大器可在不增加功耗的情况下，将杂讯降低一半，对於安全光栅（Safety Light Curtain）与高精度医疗感测器而言，这是一项关键性的突破。

图三

先进封装与 SiP，实现真正的系统整合

工业与医疗系统整合商需要的，不只是一颗先进晶片，而是可预期的系统层级效能与可靠度。ams OSRAM 可将光电二极体、讯号链与微控制器逻辑共同封装，甚至整合光学滤波片或机械防护结构，形成单一可靠模组。

透过 TSV（Through-Silicon Via）、2.5D／3D 堆叠，以及高可靠度 PCB 组装等整合技术，不仅能大幅提升整合密度，并有效降低现场故障率，也有助於提升整体系统的长期稳定性。

从需求定义到量产导入的工程合作

ams OSRAM 的工程团队与客户密切合作，涵盖规格制定、可行性评估、安全分析、原型设计、产品释出到量产导入，确保交付的 ASIC 与 SiP 解决方案能一次到位、符合目标市场需求。

最终成果，是能够为智慧感测介面、编码器与驱动应用，带来差异化优势的长寿命感测器或模组，进一步强化客户的市场竞争力。

实际应用成效：整合、散热与杂讯管理的全面改善

ams OSRAM 的 ASIC 解决方案，正是在工业与医疗工程师最在意的关键领域中，带来明显跃升的效益。透过更高层次的整合，以及针对应用最隹化的低功耗与低杂讯设计，这些 ASIC 协助客户简化散热管理架构，降低对大型冷却系统的依赖，并在复杂系统中有效抑制电气杂讯。

这些都是关键的效能指标，且相关表现已在从建筑自动化到生命科学检测等严苛应用环境中，获得实际验证。

图四

以双重来源机制，确保长期供货与专案稳定性

透过受保障的双重来源供应链，甚至可由两条彼此独立、完全认证的生产链进行制造，以降低地缘政治与贸易风险。

这样的模式，也让需求量较低的客户能在合理的时程内启动并维持专案，并降低供应链中断风险。结合以欧洲为核心的设计与制造能力，以及具策略弹性的供应选项，让长期规划在工程与采购层面都更具确定性。

(本文作者任职於艾迈斯欧司朗 ASIC 产品经理)