類比和嵌入式處理器身價高漲。因應勞工短缺及人力成本攀升等問題，全球制造商正積極采納工業自動化制造技術，帶動類比芯片和嵌入式處理器需求迅速攀升；相關芯片商已加緊厚實產品組合和開發工具，協助客戶打造更穩定且高能源效率的自動化系統。




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　　德州儀器***區總經理李原榮

　　全球制造業的新變革正引發半導體科技轉變。全球貿易自由化雖然帶來龐大商機，但也引爆全球勞工短缺的問題，因應而生的工業自動化制造技術也帶來產業升級挑戰，另一方面從機械訊號數據化、自動化、機器人控制到數位數據中央控管及電源管理，都是產業現今面對的重大課題。

　　制造工業迎向兩大趨勢

　　這波變革浪潮，基本上將由兩大趨勢及四大領域所帶動，兩大主流應用包含工廠自動化及檢測設備。對類比及嵌入式處理器開發商而言，最重要的責任，是從一個元件供應商轉變為提供完整設計方案的供應商。

　　以德州儀器（TI）的TI Design參考設計工具為例，即提供系統開發業者一個完整參考設計庫，目前參考資料已經達到一千多種，各類應用應有盡有，從原理圖到測試報告一應俱全，極大地方便設計者優化設計，讓初學者快速入門，并縮短開發時間，加速上市時程。

　　基于兩大設計趨勢，整體制造業也將更加注意以下五大領域的技術創新發展。

　　工業自動化首重控制系統

　　工業自動化最重要的就是如何用微控制器（MCU）做即時控制及監控工廠內的自動化設備。在自動化工廠內，從無人搬運系統、馬達控制、機械手臂、線性控制、數據回饋、電力線通訊（PLC）到各種數位儀表都需要微控制器的程式管理；此外，還需要各種從低耗能到多核心的數位訊號處理器（DSP）來因應不同的系統設計需求。因此，工業嵌入式設備將以核心處理器為首，開始進行設計改革。

　　類比數位轉換提供正確感測訊號

　　如何將各式類比訊號精確轉換成數位訊號，或是反向轉換，亦是工業自動化最大的挑戰之一，包含位移、溫度、影像和聲音等訊號都要順利轉換，以供系統處理器進行運算；由于許多類比訊號在不同的溫度及場合都有不同的表現，如何克服嚴苛的條件就變得十分重要。

　　目前，包括德州儀器等芯片商，除已提供完整的類比數位轉換器（ADC）、數位類比轉換器（DAC）產品陣容外，亦推出感測器解決方案，可將流量、水位、水質、感應訊號直接轉成數位訊號，這都是業界的創新突破。

　　有線/無線技術提升訊號即時性

　　工業訊號傳輸尤其注重訊號即時性及正確的傳遞，目前在工業標準應用中，包含有線方案中的乙太網路（Ethernet）、控制器區域網路（CAN）、區域互連網路（LIN）、PRU-ICSS、通用序列匯流排（USB）等，以及無線方案中的無線區域網路（Wi-Fi）、藍牙（Bluetooth）、 ZigBee、近距離無線通訊（NFC）、Sub-GHz等模組方案，皆是不可或缺的重要技術（圖1）。

　　圖1　新型工業用系統的訊號傳輸設計架構

　　電源方案要求寬電壓、長效設計

　　工業產品對電源管理的要求十分高，包含高效能電源設計、準確的參考電源、電源模組化及寬電壓輸入等各式的要求，可更快速的完成設計及通過認證，更重要的要能夠提供更長生命周期，支持工業客戶長達五年甚至是十年以上的保固服務。

　　人機介面確保一致操作體驗

　　在不同的作業系統下，會有不同的人機介面供操作者使用，最重要的是如何在不同的作業系統下提供相同的操作經驗，芯片商須要提供一個穩定的平臺來因應。

　　因應上述工業自動化設計需求，德州儀器等芯片商已提供超過一千種以上的工業解決方案，涵蓋工廠自動化、馬達驅動、智慧電網（Smart Grid）、檢測設備、3D檢測、電源管理、短距離無線通訊、電力線通訊、自動化控制、工具機等各種領域，有助引領系統業者邁向另一個工業黃金世代。

　　未來，包括ADC、電源管理芯片、感測器、發送器、邏輯閘元件，以及工業軟體開發套件，也須因應設計人員的需求，實現更廣泛的輸入范圍、更有彈性的電壓范圍、更小型的封裝，以提供高效能及高精度的測量成效，協助原始設備制造商（OEM）進一步降低系統成本及復雜性，同時提高靈活性、簡化開發且加速產品上市，為工業領域增添更多技術上的突破。

　　綜觀而言，為創造最佳的客戶服務體驗，且替客戶贏得市場先機，芯片商必須不斷從產品本身、技術支援、售后服務等多方面為客戶提供更加便捷的服務模式。