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傳感器是一種檢測裝置，用來滿足信息傳輸、處理、顯示、存儲、記錄和控制等要求。過去2年，疫情帶動的宅經濟加速數字轉型與數字升級需求，在感測技術應用有關的解決方案上，越來越百家爭鳴。

全球AI化與智慧化帶動傳感器需求。ReportLinker預估，2025年全球傳感器市場規模將達1285.6億美元，復合年增率為8.86%。中國臺灣加入全球傳感器競技舞臺是五年前政府開始大力推動時，有沒有可能后發先至，工研院提出的Sensing Taiwan感測生態系會是重要的觀察指標。

全球傳感器市場的發展現況
全球傳感器市場穩定發展，增長最快速的地區主要集中在東歐、亞太地區和加拿大。近年來，亞太地區已成為傳感器運用最大市場，第二為北美地區，歐洲市場排名第三，其中又以美國、德國、日本占比較高；知名傳感器制造商多半集中在歐洲、北美洲與亞洲，如美國的德州儀器、MEAS、霍尼韋爾國際、通用電氣等公司；德國的西門子、西克等公司；日本的奧姆龍、基恩斯、橫河電機等公司。

傳感器是一種檢測裝置，用來滿足信息傳輸、處理、顯示、存儲、記錄和控制等要求，廣泛應用于航天/航空、國防、醫療設備、工農與農業等領域。過去2年，疫情帶動的宅經濟加速數字轉型與數字升級需求，在感測技術的應用上，與防疫、非接觸、監控、保健相關的智慧醫療、智慧生活，或與環境掃描、遠/近紅外線、4D成像雷達等感測技術有關的解決方案越來越百家爭鳴。

工研院產科國際研究所數據顯示，全球感測模塊產值自2020年后逐步攀升，2022年產值達1582.69億美元，預估2023年產值達1699.89億美元，2022-2023年年成長率逾7%(圖1)。至于2022年中國臺灣的感測模塊產值達新臺幣2299.73億元，預估2023年產值達新臺幣2419.69元，2022-2023年年成長率逾5%。(圖2)



圖1 : 中國臺灣傳感器產業值推估。(Source：工研院)


 
圖2 : 全球傳感器產業值推估。(Source：工研院)

工研院智能感測與系統科技中心執行長朱俊勛指出(圖3)，智慧感測出現不少新需求，尤其是因應高齡化社會產生的智慧生活需求、2035-2050年全球凈零永續的智能制造需求，以及電動載具日新月異帶動的智慧行動需求。其中，智慧生活又進一步帶動元宇宙、虛實擴延、智慧照護、個人化履歷、數字治理、智能城市等感測需求；智能制造進一步帶動數字轉型、低碳轉型、自動化感知、回授控制、智能節能制程、系統化管理等感測需求；智慧行動進一步帶動電動車/自駕車、無人載具、安全監控、ADAS等感測需求。


 
圖3 : 工研院智能感測與系統科技中心執行長朱俊勛。(Source：工研院)

中國臺灣的工業傳感器應用
就工業感測技術而言，隨著前述智慧傳感器需求攀升，全球工業傳感器不斷有新的技術突破，然而中國臺灣政府開始推動工業傳感器領域才五年時間，起步晚，與全球發展進程相比，仍有相當大的追趕空間。

舉例來說，全球工具機技術融合機臺多為同時內建傳感器，可以讀取直接數據，這也是產品的核心價值，如果傳感器外掛或組裝，只能獲得間接數據。國外是內建技術為主，制造與加工過程就能判讀結果，中國臺灣是外掛或組裝為主，設計程序再加工，讀取的是間接數據，刀把、電路板等多數產品都循此一模式。若電鍍化鍍槽要維持鍍液濃度，國際上的做法是透過傳感器或機器實時檢測，中國臺灣多數企業仍是找人工執行檢測。

朱俊勛坦言，中國臺灣與國際有相當差距，主要是因為中國臺灣沒有能量設計機臺，基礎能力不夠強以至于無法內建傳感器，「技術基礎是關鍵，沒有掌握核心技術就無法與歐美等國競爭?！?br/>
中國臺灣目前只有少數業者投入感測技術，許多業者仍在懵懂階段，多數感測技術仰賴國外業者，缺乏基本的研發能量與技術含量，自然也缺乏產品差異化能力，產業鏈有待建立。長期仰賴國外傳感器模塊的結果是，只能單純擷取資料判讀，技術發展受制于人，中國臺灣習慣走組裝與搭配外掛的快經濟模式，久而久之無法累積扎實的基本功，就智慧感測發展來說，處于不利地位。

朱俊勛認為，中國臺灣在智慧感測技術的發展上主要面臨2大挑戰：一是無法掌握智慧感測技術，技術為智慧化根源，中國臺灣需要補強Domain專精基盤能量；二是軟硬件整合及系統接口鏈接感測技術有待突破，這部分有待跨整合基盤核心技術建立績效與擴大成果。但中國臺灣具有關鍵零組件優勢，具有整合設計與制造國產化能量，如能善用此一優勢，還是有機會累積技術能量，提升國際競爭力。

目前中國臺灣在智慧感測基盤技術發展上，智慧生活領域包含擬真觸覺、人機互動、智能裝置與服務，關鍵供應鏈如聯發科、硅創、原相、華碩、宏達電、同欣電等；智能制造領域包含預測分析、制程優化、動態監控與效能提升，關鍵供應鏈如友嘉、廣明、上銀、研華、臺達電等；智能行動領域包含自動輔助、環境感知、實時判讀高度運算，供應鏈如鴻海、同致、光寶、裕隆、雷虎、揚明光等。

中國臺灣工業傳感器的技術優劣勢
智能感測與系統重視效率、質量、精度與節能(圖4)，中國臺灣目前在這塊領域的發展主要在系統組裝及智能化應用，在芯片、組件、模塊與傳感器的有效數據擷取技術，以及感測、致動、檢測、量測技術，還有端運算、判讀、回饋等方面仍有極大的進步空間。



 
圖4 : 智能感測與系統重視效率、質量、精度與節能。(Source：工研院)

中國臺灣適合優先發展的主要需求包含振動、力、視覺感測、雷射3D掃描、非接觸式溫度、扭力、編碼器等具有高附加價值、共通性及使用量大的關鍵工業傳感器；次要發展包含與壓力、酸堿成分、鍍液分析與氣體濃度有關的傳感器需求。在傳感器自主機盤技術的建立上，中國臺灣可以朝客制化導入、價格競爭優勢、提供完整軟硬件感測技術方案等面向發展。單就力感測技術、振動感測技術、雷射3D掃描感測技術與視覺感測技術而言，目前國產感測技術與國際相比，仍相對落后，不過，近年來因工研院研發能量的累積與帶動，中國臺灣在振動傳感器及視覺感測技術方面有大幅進步(圖5)。



 
圖5 : 國產感測技術與國際相比，仍有追趕空間。(Source：工研院)

工業傳感器產業化推動與分工
朱俊勛認為，可以透過產業鏈韌性帶動智慧感測風潮，畢竟有效的數據才能創造新商業模式與應用價值，而新的應用市場有助催生新的智能感測技術，為帶動產業數字轉型與節能低碳轉型。

工研院智能感測與系統科技中心自今年3月1日起更名，積極投入運作，希望打造Sensing Taiwan生態系，創造中國臺灣的3S:Smart、Sensing、System，串聯工研院與機械公會、工具機公會、智能自動化與機機器人協會、電子設備協會、電電公會等盟友的力量，鏈接國研院儀器科技中心、國研院半導體研究中心、產學研感測技術服務等研發能量，共同帶動中國臺灣的智慧感測發展，希望未來可以吸引更多業者加入，也希望獲得更多政府政策面及投資面上的支持。

如果這個平臺架構得以落實，有助推動中國臺灣的工業傳感器產業發展，各供應鏈可以發揮不同的功能服務，如傳感器這一端可以強化芯片標準化設計流程與國際標準測試流程，進行可靠度驗證及小量試產；感測模塊智能化這一端可以設計客制化模塊，透過感測信息融合進行智能化運算；設備商可以自行導入需求或由SI業者協助導入；SI業者可以標準通訊界面、安裝與調校，協助整合與通訊并負責維護與排除故障；產線可以視需求自行導入或由SI協助導入。

此一模式有助培植國內傳感器制造商，使其有能力提供關鍵傳感器產品而不需受制于國外業者，比方達明機器人在機器手臂上建置視覺傳感器技術，一躍成為技術與產品提供者，具有視覺能力的機器人也跳脫單一功能，提高產品競爭力與商品價值，連帶提高獲利能力。朱俊勛笑說，如果手機智能感測加速度器價值3毛，工業用智能傳感器價值可以上看3000美元，工業智慧傳感器的獲利能力(非組裝)相當驚人。

以工研院協助達明機器人視覺機器手臂成標配為例，讓機器手臂智慧化以協助判讀，一舉讓達明成為視覺傳感器Maker，也同步提高產品競爭力。獲得2022 CES創新獎的工研院「RGB-D AI機器人」是全球第一臺將3D視覺感測與智能取物做為標準配置的MIT協作型機器人，視覺傳感器體積較其他品牌縮小168倍，感測速度提升38.6倍，材質反光的重建率提高2.1倍，并結合AI人工智能，自動標記上萬張訓練數據，在12小時內快速學習最佳取物策略(圖6)。



 
圖6 : RGB-D AI機器人。(Source：工研院)

循此模式，五年內工研院已將感測技術成功導入60家業者，包含機器人、工具機/零組件、產業機械、金屬運具、紡織/制鞋、PCB/半導體業者，已有高達3000個傳感器進行場域驗證及應用。

中國臺灣愿意扎根或只是放煙火？
未來，這個新世代生態系將鎖定智能制造、綠能與環境、個人化裝置、自主移動系統、智能商務、智能醫療、智能照護、循環經濟等領域，「除了品牌可以帶來商機與創造商業模式，技術也能創造商機，中國臺灣可以切入制造業技術，累積實力?！?br/>
朱俊勛認為，工業用傳感器在可見光與紅外線(視覺)方面的發展會是未來的發展亮點，工業傳感器是非常標準的工業基礎技術，「中國臺灣有最好的技術工程師，一定要重新打底，不能只賺組裝財，國外業者是整合傳感器與技術，這些Know-How才是商業價值所在?！?br/>
工業感測技術的投入不像消費性傳感器，生命周期較短，動輒10年起跳的保固、安全、穩定與耐久特性也代表投入工業感測技術的資金與時間成本更高，除了產學研各單位與業者投入，政府政策長期支持才能吸引更多資源投入，一如過去政府扶植半導體產業，雖然政府自五年前才開始積極投入感測技術，只要開始做，仍有成功的機會。

關鍵詞： 工業感測 傳感器