几乎可以确定的是在逻辑元件与记忆体元件的发展之后,感测元件已成为资讯系统的重点发展目标。因为不论是逻辑元件或记忆体元件,在晶片集积度与速率不断提升下,可以应用的空间也相对扩大许多倍,但要处理的讯号并没有增加太多,于是相对造就了精密感测元件的发展空间。但感测要精密到什么程度?会给人们带来更便利的生活?还是增添不必要的困扰?这真是一个见仁见智的大问号。
以数位相机所使用的影像感测元件为例,不同的解析度(画素),就可能产生不同的解读应用。现在的CMOS半导体制程可以达到2、3百万画素,已经是一般照相以上的等级了,至于CCD的感测元件,则可以达到5、6百万画素,根本超越了人们眼力所及的范围,这似乎又不符合眼见为凭的所见真相,人们要据此传达些什么呢?是要发现表相背后的事实呢?还是想要在鸡蛋里挑骨头?如果再加上其他感测元件同时作用,例如红外线感测照相或X光感测照相,所见所得又是千差万别了。
感测元件的种类繁多,标准也不一,像是可以发射接收微波的射频元件(RF),讯号接收的正确与否,有没有杂讯的干扰,都会影响背后的逻辑判断。另外还有声音感测、温度感测、材质感测、惯性感测,将来可能还有香气感测、味道感测等,各种感测加起来应用将会非常复杂,如果标准不一样,最后的行为结果也会不一样。
由于感测元件是类比工程的设计功夫,所以有能力开发感测元件的几乎都是欧美日的国际大厂。但我们也陆陆续续看到许多国内厂商投入,特别是现阶段最热门的射频元件,只是因为基础不够扎实,也就很少听到什么突破性的发展。其实既然是感测元件便要靠一些直觉与经验的调整,不能只有逻辑的对错而已,也就是所设计的感测元件本身就要有误差容错能力。
设计误差容错能力,必须小心处理,否则差之毫厘失之千里,可能会造成难以弥补的后果。所以开发感测元件首先应该建立或依循一定的标准,你能建立或依循的标准则端赖所使用材质的精密度,因而材料的研发制作便成为第一要务;第二是要能够控制维持所测试标准的稳定度,因为包括外界与本身材质的环境条件变化快又多,如何排除干扰、维持常态做出正确的感测功能并不容易;第三是讯号的传达与处理转换要精确统一,这包括了线性的放大处理与逻辑的计算转换。总而言之,越精密的感测元件,误差容错能力就越难控制,而所谓标准毕竟都只是一种虚拟的假设,而我们却处在「测不准定律」所规范的现实世界当中,要如何拿捏掌握得宜并不容易。