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物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,MEMS傳感器發(fā)展面臨更多挑戰(zhàn)

—— 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,MEMS傳感器發(fā)展面臨更多挑戰(zhàn)
作者:王瑩 葉木子 時(shí)間:2015-10-09 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:上海微技術(shù)工業(yè)研究院(SITRI)協(xié)辦的第二屆MIG亞洲會(huì)議上,全球傳感器巨頭暢談了未來(lái)的MEMS傳感器發(fā)展戰(zhàn)略;會(huì)后本刊還采訪了其他MEMS廠商,請(qǐng)他們談了關(guān)注的方向。

摘要:上海微技術(shù)工業(yè)研究院(SITRI)協(xié)辦的第二屆MIG亞洲會(huì)議上,全球傳感器巨頭暢談了未來(lái)的傳感器發(fā)展戰(zhàn)略;會(huì)后本刊還采訪了其他廠商,請(qǐng)他們談了關(guān)注的方向。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/280682.htm

  你的手機(jī)有光線傳感器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕亮度,手環(huán)溫度傳感器可以記錄你的體溫。你習(xí)慣的計(jì)步器,或是你常用測(cè)量心跳的APP上都有各式各樣傳感器。正如聯(lián)芯科技總裁錢(qián)國(guó)良在MIG亞洲大會(huì)上講道,“傳感器產(chǎn)品已無(wú)處不在!”

  目前消費(fèi)類傳感器面臨著四個(gè)挑戰(zhàn):尺寸、智能、應(yīng)用和價(jià)格。在追逐萬(wàn)物互聯(lián),智能生活的今天,傳感器產(chǎn)品的發(fā)展變化將成為時(shí)代“智能化”的關(guān)鍵因素。

  智能終端、可穿戴設(shè)備的體積限制,MEMS產(chǎn)品的尺寸越來(lái)越小。傳感器芯片已經(jīng)從三軸、六軸、九軸的集成化方向發(fā)展,未來(lái)甚至還有“9+1”的傳感器產(chǎn)品出現(xiàn),集成化不僅解決了傳感器產(chǎn)品的尺寸問(wèn)題,同樣降低了芯片成本,時(shí)代MEMS傳感器的性能與功耗的權(quán)衡同樣重要。意法半導(dǎo)體(ST)執(zhí)行副總裁兼模擬、MEMS和傳感器事業(yè)部總經(jīng)理Benedetto Vigna表示,基于不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂懈佣嘣膫鞲衅鳟a(chǎn)品出現(xiàn),微執(zhí)行器也許會(huì)成為傳感器的明天,少花錢(qián)多做事是我們的目標(biāo)。

  在現(xiàn)有市場(chǎng)下更多客戶關(guān)注的是價(jià)格,并不在乎MEMS產(chǎn)品的封裝形式、芯片性能等。華為技術(shù)傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室首席專家丁險(xiǎn)峰表示,“可穿戴領(lǐng)域,我們需要特殊應(yīng)用、性能更好的傳感器產(chǎn)品,傳感器廠商不要一味的降低成本,要堅(jiān)持創(chuàng)新,最終使我們的整機(jī)產(chǎn)品能夠打敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。因此好的傳感器仍舊稀缺,我們渴望這樣的產(chǎn)品?!?br />

Bosch Sensortec:提供全方位產(chǎn)品解決方案

  做為全球排名第一的MEMS傳感器供應(yīng)商,Bosch Sensortec最大的優(yōu)勢(shì)是制造工藝。

  目前,Bosch擁有慣性傳感器、環(huán)境傳感器、智能傳感器、聲學(xué)傳感器四類產(chǎn)品,為客戶提供傳感器融合軟件以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳應(yīng)用性能,提供標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)/平臺(tái)的完整解決方案。Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁Leopold Beer指出,未來(lái)傳感器將延伸至IoT解決方案的每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,Bosch Sensortec已經(jīng)為發(fā)展做好準(zhǔn)備。

  目前MEMS市場(chǎng)仍舊以智能手機(jī)為核心,全球3/4的智能機(jī)使用了Bosch Sensortec的傳感器。在手機(jī)領(lǐng)域,多軸傳感器是趨勢(shì),目前三軸、四軸產(chǎn)品最受市場(chǎng)歡迎??纱┐鞣矫?,人們?cè)詾?015年就應(yīng)該可穿戴的天下,但是實(shí)行起來(lái)并不是很成功。問(wèn)題是你不能用同樣的器件既用在手機(jī)上,又用到可穿戴設(shè)備上,同時(shí)人們不希望身上帶有太多的設(shè)備??纱┐鳜F(xiàn)在是剛開(kāi)始階段。為此。Bosch為可穿戴開(kāi)發(fā)了超小型傳感器。環(huán)境傳感器的應(yīng)用將帶來(lái)更多新的應(yīng)用市場(chǎng),環(huán)境傳感器的快速創(chuàng)新,將為新應(yīng)用帶來(lái)新的驅(qū)動(dòng)力,Bosch的BMP280、BME280和BME680等產(chǎn)品,幫助客戶實(shí)現(xiàn)自我量化、個(gè)性化控制和環(huán)境測(cè)量。

ST:We can do more with less

  Benedetto Vigna對(duì)ST產(chǎn)品總結(jié)道,“We can do more with less!”

  深耕MEMS 傳感器和執(zhí)行器領(lǐng)域10年,ST擁有完整的產(chǎn)品組合,其產(chǎn)品覆蓋運(yùn)動(dòng)傳感器、環(huán)境傳感器、麥克風(fēng)、觸控產(chǎn)品到執(zhí)行器、低功耗模擬器件和射頻芯片等領(lǐng)域。

  在MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器方面,MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器不斷創(chuàng)新,其銷量更是超過(guò)50億,發(fā)布業(yè)界領(lǐng)先的6軸傳感器。MEMS 麥克風(fēng)銷量超過(guò)5億件,市場(chǎng)份額從2012年不足2%增長(zhǎng)到2014年的10%。此外,壓力傳感器、紫外傳感器均都取得不錯(cuò)的成績(jī)。

  MEMS微執(zhí)行器是能夠用較小的力使液態(tài)或固態(tài)微型物體運(yùn)動(dòng)一小段距離的微型奇跡,采用不同的換能機(jī)制,將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出,引起機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生位移或旋轉(zhuǎn)。目前ST MEMS微執(zhí)行器有壓電式、靜電式、熱學(xué)和電磁等四個(gè)方向,可以應(yīng)用在相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦、打印頭、HUB抬頭顯示駕駛信息、投影擴(kuò)大手機(jī)顯示、人機(jī)界面、穿戴式裝置、虛擬實(shí)境、3D打印、醫(yī)療監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用。

  未來(lái)十年,ST MEMS傳感器產(chǎn)品將走入智慧城市、智能汽車(chē)、智慧家居、Smart Me醫(yī)療和Smart Me健身等各個(gè)領(lǐng)域。

飛思卡爾:傳感器是什么?

  是研究原始數(shù)據(jù)的科學(xué),旨在發(fā)現(xiàn)內(nèi)在規(guī)律并形成結(jié)論。一些企業(yè)已經(jīng)根據(jù)消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)歷史、網(wǎng)站瀏覽模式、閱讀清單以及電影喜好,采用,以便更好地了解消費(fèi)者的需求,使公司更有針對(duì)性地為目標(biāo)而努力。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展,分析可以而且應(yīng)該應(yīng)用于原始傳感器數(shù)據(jù),這通常被稱為傳感器數(shù)據(jù)分析。創(chuàng)建直觀的用戶界面已經(jīng)非常普遍,通過(guò)傳感器進(jìn)行導(dǎo)航或出于健康目的的用戶運(yùn)動(dòng)追蹤,這些應(yīng)用的用戶界面都非常直觀。然而,傳感器數(shù)據(jù)可提供的不僅僅是運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè),當(dāng)采用算法來(lái)分析數(shù)據(jù)中的微妙變化時(shí),可以挖掘出不同的信息層。例如,轉(zhuǎn)動(dòng)中的電機(jī)給出一個(gè)振動(dòng)信號(hào),這個(gè)信號(hào)可由加速度傳感器記錄。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),振動(dòng)隨著給定的齒輪傳動(dòng)比圍繞一個(gè)窄幅頻率做運(yùn)動(dòng),頻域中的能量模式保持相對(duì)恒定。當(dāng)電機(jī)磨損時(shí),有缺陷的滾珠軸承或齒輪中的滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)以更寬的振動(dòng)頻譜劇烈振動(dòng)。通過(guò)檢測(cè)頻率組成的變化,分析傳感器數(shù)據(jù),根據(jù)加速度傳感器歷史數(shù)據(jù)推導(dǎo)出電機(jī)健康狀況。借助這些信息,工廠管理人員能更有效地制訂預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

  傳感器數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用并不局限于預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)。飛思卡爾的工程師正與關(guān)鍵客戶攜手合作,利用傳感器數(shù)據(jù)分析發(fā)掘潛藏在傳感器數(shù)據(jù)中的信息并以此獲利,同時(shí)創(chuàng)建新型智能電器。

InvenSense:在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的傳感器尋求新戰(zhàn)略

  面臨物聯(lián)網(wǎng)的到來(lái),InvenSence先進(jìn)技術(shù)高級(jí)總監(jiān)Peter Hartwell指出,物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,更多機(jī)會(huì)將留給在傳感器尺寸、成本、功耗、制造能力等各方面做得好的廠商,少數(shù)供應(yīng)商每年的出貨量可達(dá)到十億級(jí)別。傳感器“實(shí)時(shí)”感知世界,物聯(lián)網(wǎng)將云端互連,體現(xiàn)在應(yīng)用層面上,便能夠幫助人們做出“實(shí)時(shí)”的決策。

  同時(shí)他也分享了未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展戰(zhàn)略,“物聯(lián)網(wǎng)的性能與功耗往往是矛盾的,提高性能的同時(shí)要降低功耗,那是不可能的??梢钥吹诫S著集成度的提升,MEMS ASP(平均售價(jià))卻在急速下滑。要提升ASP,就要增加更多附加價(jià)值?!?Peter Hartwell表示,構(gòu)建智能傳感器,需要以擴(kuò)大的技能組合來(lái)提升價(jià)值,包括傳感器知識(shí)、系統(tǒng)知識(shí)以及大數(shù)據(jù)知識(shí)。

樓氏:未來(lái)更多的產(chǎn)品將通過(guò)

  可穿戴設(shè)備開(kāi)創(chuàng)了電子設(shè)備互聯(lián)互通的新時(shí)代,并能前所未有地獲得海量的用戶和環(huán)境數(shù)據(jù)。盡管尚未有可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的普及,目前運(yùn)動(dòng)跟蹤器和智能手表等腕帶設(shè)備是市場(chǎng)主流。

  創(chuàng)新是可穿戴設(shè)備成功的關(guān)鍵。對(duì)軟硬件融合工藝的改進(jìn)能創(chuàng)造出體積更小、速度更快的腕帶設(shè)備。而更小巧、性能更好的零部件則為新產(chǎn)品帶來(lái)了更廣闊的市場(chǎng)前景。

  未來(lái)的可穿戴設(shè)備將會(huì)圍繞用戶需求和物聯(lián)網(wǎng)兩大中心發(fā)展。因此可穿戴設(shè)備是否能與其他電子產(chǎn)品有效互動(dòng)、是否能控制環(huán)境、預(yù)測(cè)用戶需求并捕捉數(shù)據(jù)就顯得尤為重要。這些功能都能為用戶生活提供更大的便利。

  在不久的將來(lái),我們將看到更多通過(guò)而使操作更便捷的產(chǎn)品。它們可以自動(dòng)為您開(kāi)門(mén)、開(kāi)燈,調(diào)節(jié)您需要的房間溫度,并將電視調(diào)到您喜歡的節(jié)目。而您只需要在門(mén)口說(shuō)一聲“我回家了”,這一切就可輕松實(shí)現(xiàn)。

  對(duì)于可穿戴產(chǎn)品等受到體積限制的設(shè)備而言,創(chuàng)新至關(guān)重要。這些產(chǎn)品的電路板尺寸非常小,這也就對(duì)零部件尺寸提出了嚴(yán)格的要求。

  通過(guò)使用MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))麥克風(fēng)上的集成電路內(nèi)置音頻總線(Inter-IC Sound或I2S)接口,電子產(chǎn)品制造商能使麥克風(fēng)直接與應(yīng)用程序處理器或微控制器相連接。這項(xiàng)新技術(shù)可輕易與現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的結(jié)合,并通過(guò)與信號(hào)處理器直接連接的方式簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成。

  今年早些時(shí)候,樓氏推出了最先進(jìn)的I2S MEMS麥克風(fēng),用于可穿戴設(shè)備、遠(yuǎn)程控制器、汽車(chē)以及智能家庭自動(dòng)化和安全設(shè)備等領(lǐng)域。該解決方案在尺寸和功耗方面擁有卓越的優(yōu)越性,與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比,其封裝尺寸縮小了25%,耗電量降低40%。

  樓氏開(kāi)發(fā)的這一智能音頻解決方案旨在滿足市場(chǎng)對(duì)更小巧、更高效設(shè)備日益增長(zhǎng)的需求,我們非常高興地看到該解決方案已被廣泛應(yīng)用到可穿戴設(shè)備的參考設(shè)計(jì)中,并受到多家消費(fèi)電子廠商青睞。


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