2020年是跌宕起伏的一年，新型冠狀病毒肺炎(covid-19)疫情、中美貿(mào)易爭(zhēng)端、單邊主義盛行等錯(cuò)綜復(fù)雜的形勢(shì)影響了各行各業(yè)，改變了人們的生活方式，甚至影響了我們對(duì)世界的看法。當(dāng)然，這些也對(duì)mems產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了重要的影響。不過(guò)，困境中往往孕育著機(jī)遇，并不是所有的mems細(xì)分領(lǐng)域都在上述負(fù)面影響中掙扎。
2021年，mems傳感器的下一輪技術(shù)變革正在進(jìn)行時(shí)...
例如，紅外探測(cè)器和微流控器件市場(chǎng)就在新冠肺炎大流行中獲得了現(xiàn)象級(jí)的大幅增長(zhǎng)。此外，疫情帶來(lái)的居家隔離、遠(yuǎn)程辦公，推動(dòng)了5g部署、“非接觸”語(yǔ)音交互以及數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用發(fā)展，從而加速了射頻濾波器、mems振蕩器、mems麥克風(fēng)等器件的持續(xù)增長(zhǎng)；但是，由于消費(fèi)需求端的急劇萎縮，整體消費(fèi)類(lèi)mems市場(chǎng)小幅下降2.6%，汽車(chē)市場(chǎng)猛踩剎車(chē)，使得這些市場(chǎng)相關(guān)的壓力傳感器、慣性傳感器需求下跌。
根據(jù)yole預(yù)測(cè)，受新冠疫情等紛繁形勢(shì)的影響，2020年mems市場(chǎng)營(yíng)收年同比預(yù)計(jì)下降5.2%，其中消費(fèi)(-2.6%)、汽車(chē)(-27.5%)和通信(-20.5%)市場(chǎng)負(fù)增長(zhǎng)，工業(yè)(11.5%)、醫(yī)療(10.6%)、國(guó)防和航天(4.7%)市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)?？傮w而言，2021年起預(yù)計(jì)將從陰霾中走出，到2025年mems市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至177億美元，2019~2025年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為7.4%。
另一方面，新冠肺炎疫情確實(shí)阻礙了mems市場(chǎng)營(yíng)收的增長(zhǎng)，但卻并沒(méi)有影響mems技術(shù)和應(yīng)用的中*演進(jìn)趨勢(shì)。mems和傳感器仍在向著微型化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、低功耗以及智能化演進(jìn)，具體來(lái)說(shuō)有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：
(1)mems和傳感器呈現(xiàn)多項(xiàng)功能高度集成化和組合化的趨勢(shì)。由于設(shè)計(jì)空間、成本和功耗預(yù)算日益緊縮，在同一襯底上集成多種敏感元器件、制成能夠檢測(cè)多個(gè)參量的多功能組合mems傳感器成為重要解決方案。
(2)傳感器智能化及邊緣計(jì)算。軟件正成為mems傳感器的重要組成部分，隨著多種傳感器進(jìn)一步集成，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)需要處理，軟件使得多種數(shù)據(jù)融合成為可能。mems產(chǎn)品發(fā)展必將從系統(tǒng)應(yīng)用的定義開(kāi)始，開(kāi)發(fā)具有軟件融合功能的智能傳感器，促進(jìn)人工智能在傳感器領(lǐng)域更廣闊的應(yīng)用。
(3)傳感器低功耗及自供能需求日趨增加。隨著物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用對(duì)傳感需求的快速增長(zhǎng)，傳感器使用數(shù)量急劇增加，能耗也將隨之翻倍。降低傳感器功耗，采用環(huán)境能量收集實(shí)現(xiàn)自供能，增強(qiáng)續(xù)航能力的需求將會(huì)伴隨傳感器發(fā)展的始終，且日趨強(qiáng)烈。
(4)mems向nems演進(jìn)。隨著終端設(shè)備小型化、種類(lèi)多樣化，推動(dòng)微電子加工技術(shù)特別是納米加工技術(shù)的快速發(fā)展，智能傳感器向更小尺寸演進(jìn)是大勢(shì)所趨。與mems類(lèi)似，nems(納機(jī)電系統(tǒng))是專(zhuān)注納米尺度領(lǐng)域的微納系統(tǒng)技術(shù)，只不過(guò)尺寸更小。
(5)新敏感材料的興起。薄膜型壓電材料具有更好的工藝一致性、更高的可靠性、更高的良率、更小的面積，可用于mems執(zhí)行器、揚(yáng)聲器、觸覺(jué)和觸摸界面等。未來(lái)mems器件的驅(qū)動(dòng)模式預(yù)計(jì)將從傳統(tǒng)的靜電梳齒驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向壓電驅(qū)動(dòng)。
(6)更大的晶圓尺寸。相比于目前業(yè)界普遍應(yīng)用的6英寸、8英寸晶圓制造工藝，更大的晶圓尺寸能夠很大程度上降低成本、提高產(chǎn)量，并且晶圓尺寸的擴(kuò)大與芯片特征尺寸的縮小是相應(yīng)促進(jìn)和互相推動(dòng)的。例如，用12英寸晶圓工藝線制造的mems產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)。
接下來(lái)，讓我們管窺紅外、語(yǔ)音、氣體和運(yùn)動(dòng)(慣性)等熱門(mén)傳感器領(lǐng)域，聚焦這些領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)企業(yè)如何進(jìn)行mems和傳感器技術(shù)創(chuàng)新，重塑產(chǎn)業(yè)鏈。
1、中國(guó)紅外探測(cè)器廠商重塑產(chǎn)業(yè)新格局
新冠疫情“危中藏機(jī)”，疫情使紅外測(cè)溫槍、紅外熱像儀等無(wú)接觸快速測(cè)溫設(shè)備成為防疫剛需，紅外測(cè)溫以迅雷不及掩耳之勢(shì)覆蓋了全民生活，更成為疫情防控的決勝技術(shù)。中國(guó)紅外探測(cè)器廠商抓住機(jī)遇，在保障國(guó)內(nèi)疫情防控需求的同時(shí)遠(yuǎn)銷(xiāo)海外，獲得了客戶的廣泛認(rèn)可，代表“中國(guó)芯”參與抗疫。在此背景下，“中國(guó)牌”測(cè)溫產(chǎn)品及紅外探測(cè)器廠商的營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)增長(zhǎng)顯著，出貨量遠(yuǎn)超去年同期，實(shí)現(xiàn)了跨越式大發(fā)展，重塑了紅外行業(yè)新格局。
根據(jù)麥姆斯咨詢觀察統(tǒng)計(jì)，2020年紅外熱成像探測(cè)器出貨量市場(chǎng)份額情況：美國(guó)flir以35%的市場(chǎng)占有率*，而國(guó)內(nèi)的?？低暋⒏叩录t外、睿創(chuàng)微納、大立科技分別位列第二、第三、第四及第七位，總體已占據(jù)市場(chǎng)份額的近45%，下圖展示了2020年中國(guó)主要廠商的出貨量預(yù)測(cè)占比?？v觀產(chǎn)業(yè)格局，中國(guó)紅外熱成像探測(cè)器廠商已經(jīng)可以與國(guó)外廠商“分庭抗禮”。
而在熱電堆紅外探測(cè)器方面，此前主要依賴于進(jìn)口產(chǎn)品，典型供應(yīng)商如德國(guó)海曼、日本石塚、日本歐姆龍、日本松下、瑞士泰科、比利時(shí)邁來(lái)芯以及我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣眾智等。由疫情帶來(lái)的巨大市場(chǎng)機(jī)遇，使得上海微技術(shù)工研院、燁映電子(已進(jìn)行上市輔導(dǎo)備案擬科創(chuàng)板ipo)、創(chuàng)芯海微、森霸傳感、煒盛科技、西人馬等眾多國(guó)內(nèi)供應(yīng)商一度處于“賣(mài)斷貨”的狀態(tài)。此外，相關(guān)廠商也在積極布局熱電堆陣列技術(shù)，以期拓展智能家居、智慧安防、智慧零售等更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
江蘇創(chuàng)芯海微科技有限公司是一家專(zhuān)注于紅外探測(cè)器研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)的創(chuàng)新型科技企業(yè)，產(chǎn)品主要包括熱電堆紅外探測(cè)器芯片、to封裝及smd封裝產(chǎn)品、長(zhǎng)距離器件、相關(guān)模組和陣列產(chǎn)品等，主要應(yīng)用于人體測(cè)溫、出入口監(jiān)控、智能空調(diào)、微波爐、智能手機(jī)、智能家居、可穿戴設(shè)備等市場(chǎng)。創(chuàng)芯海微研發(fā)團(tuán)隊(duì)的紅外技術(shù)研發(fā)可追溯至2010年以前，是中國(guó)較早一批從事mems紅外熱電堆技術(shù)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)之一。
2021年初，創(chuàng)芯海微發(fā)布了一款適用于群體紅外便攜式測(cè)溫的熱電堆測(cè)溫掛件wa2。wa2智能紅外測(cè)溫掛件是一款具有區(qū)域成員體溫監(jiān)測(cè)管理和行程溯源功能的非接觸式紅外測(cè)溫型可穿戴智能產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用創(chuàng)芯海微自主研發(fā)的mems熱電堆紅外傳感器和紅外測(cè)溫模組，可實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠和高效率的無(wú)接觸溫度測(cè)量。將wa2智能紅外測(cè)溫掛件產(chǎn)品與手機(jī)藍(lán)牙連接，通過(guò)手機(jī)微信小程序上傳溫度數(shù)據(jù)至云端后臺(tái)，可以生成體溫變化圖表。wa2智能紅外測(cè)溫掛件還內(nèi)置了行程溯源機(jī)制，能夠在發(fā)生疫情時(shí)，應(yīng)有關(guān)部門(mén)要求提供行程軌跡信息，為迅速排查密切接觸人員提供依據(jù)。
此外，2021年創(chuàng)芯海微還將發(fā)布50至100厘米的長(zhǎng)距離測(cè)溫探測(cè)器、單點(diǎn)高性能測(cè)溫探測(cè)器、8 x 8和32 x 32陣列紅外探測(cè)器，以及紅外光源、濕度傳感器、氣體傳感器等多款新產(chǎn)品。
疫情顯著提高了社會(huì)對(duì)紅外設(shè)備的認(rèn)知度和下游應(yīng)用領(lǐng)域的潛在機(jī)會(huì)，后疫情時(shí)代，紅外探測(cè)器需求預(yù)計(jì)將由“突擊爆發(fā)”轉(zhuǎn)為“*持續(xù)、穩(wěn)定增長(zhǎng)”的新階段。
2、智能語(yǔ)音交互日益普及，mems麥克風(fēng)再上新臺(tái)階
隨著5g時(shí)代提前到來(lái)，人工智能+物聯(lián)網(wǎng)(aiot)設(shè)備的大爆發(fā)以及創(chuàng)新人工智能語(yǔ)音應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，“語(yǔ)音人機(jī)交互”正成為廣泛智能設(shè)備的重要入口，快速改變?nèi)藗兊纳?。而mems麥克風(fēng)作為語(yǔ)音人機(jī)交互入口的核心元件，具備尺寸小、功耗低、性能優(yōu)、一致性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)界譽(yù)為智能設(shè)備的“聽(tīng)覺(jué)細(xì)胞”。
據(jù)麥姆斯咨詢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，mems麥克風(fēng)市場(chǎng)規(guī)模從2010年的15.9億元人民幣一路增長(zhǎng)到2019年的86.8億元人民幣，復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)20.75%。隨著近些年中國(guó)mems麥克風(fēng)廠商的長(zhǎng)足進(jìn)步，2019年，樓氏電子的市場(chǎng)份額下滑至36%，以“歌爾股份、瑞聲科技、敏芯股份、共達(dá)電聲、芯奧微、華景傳感”為代表的中國(guó)大陸廠商和以“鈺太科技、美律”為代表的中國(guó)臺(tái)灣廠商成為mems麥克風(fēng)的主要參與者，進(jìn)入了蘋(píng)果、華為等主流智能手機(jī)品牌廠商供應(yīng)鏈，合計(jì)市場(chǎng)份額占據(jù)市場(chǎng)的半壁江山。
近年，得益于蘋(píng)果airpods 2語(yǔ)音喚醒功能和airpods pro主動(dòng)降噪功能的廣受關(guān)注，真無(wú)線立體聲(tws)耳機(jī)已成為繼智能手機(jī)、智能音箱之后，為mems麥克風(fēng)市場(chǎng)注入強(qiáng)勁增長(zhǎng)動(dòng)力的“第三大功臣”。
根據(jù)counterpoint發(fā)布的市場(chǎng)跟蹤數(shù)據(jù)，盡管面對(duì)新冠疫情帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，不斷增長(zhǎng)的移動(dòng)視頻應(yīng)用，以及智能手機(jī)制造商取消耳機(jī)插孔(甚至不附贈(zèng)耳機(jī))，仍推動(dòng)tws耳機(jī)市場(chǎng)在2020年第三季度的季度環(huán)比增長(zhǎng)了24%，預(yù)計(jì)2020年的整體出貨量將略高于初的市場(chǎng)預(yù)期。
另一方面，疫情帶來(lái)的“非接觸式”需求推動(dòng)了門(mén)禁控制、電梯控制、信息顯示等應(yīng)用逐漸向語(yǔ)音交互轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多的智能語(yǔ)音設(shè)備支持“在線(always on)”的語(yǔ)音喚醒。此外，在家辦公、遠(yuǎn)程辦公已成氣候，人們?cè)絹?lái)越接受線上會(huì)議、視頻辦公等“新常態(tài)”，這對(duì)高性能麥克風(fēng)陣列和語(yǔ)音捕獲算法提出了新要求。綜合來(lái)看，2020年新冠疫情突如其來(lái)的短期挑戰(zhàn)，并沒(méi)有對(duì)mems麥克風(fēng)的市場(chǎng)需求帶來(lái)多大影響，預(yù)計(jì)2020年mems麥克風(fēng)出貨量仍將實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的快速增長(zhǎng)。
“支持always on語(yǔ)音喚醒的設(shè)備，一般采用cpu/ap/dsp以10 ms間隔反覆啟動(dòng)并偵測(cè)用戶的語(yǔ)音信息，以判斷是否有喚醒語(yǔ)音輸入。這種cpu/ap/dsp不間斷工作方案，使系統(tǒng)靜態(tài)電流很大(>10 ma)，縮短了電子產(chǎn)品的電池續(xù)航時(shí)間。我們的新款mems麥克風(fēng)zt6311內(nèi)建語(yǔ)音活動(dòng)監(jiān)測(cè)(voice activity detection，vad)功能，采用多模式(multi-mode)模擬前端(afe)，vad算法消耗的靜態(tài)電流極小，可大大提升電子產(chǎn)品的電池續(xù)航時(shí)間。”鈺太科技有限公司副總經(jīng)理莊育民在接受麥姆斯咨詢采訪時(shí)表示，“高品質(zhì)遠(yuǎn)場(chǎng)拾音需要高性能麥克風(fēng)陣列，mems麥克風(fēng)靈敏度正負(fù)誤差需要控制在±1 db以內(nèi)。另外，主動(dòng)降噪還要求mems麥克風(fēng)低頻響應(yīng)好，鈺太科技可以做到低10 hz有響應(yīng)。”
無(wú)錫芯奧微傳感技術(shù)有限公司銷(xiāo)售副總顧悅在受訪麥姆斯咨詢采訪時(shí)表示：“tws耳機(jī)目前已經(jīng)被各大智能手機(jī)廠商和aiot企業(yè)認(rèn)可為未來(lái)兩年可見(jiàn)增長(zhǎng)的智能終端，依然將是mems麥克風(fēng)未來(lái)兩年的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。除此之外，高度集成化的智能可穿戴設(shè)備以及更多應(yīng)用場(chǎng)景下的智能家居，也將有力推動(dòng)mems麥克風(fēng)的需求增長(zhǎng)。”芯奧微自2010年起從事mems傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，現(xiàn)已逐步發(fā)展成中國(guó)的mems麥克風(fēng)*制造商。
針對(duì)當(dāng)前熱門(mén)應(yīng)用對(duì)mems麥克風(fēng)提出的新要求，顧悅補(bǔ)充說(shuō)：“主動(dòng)降噪和高品質(zhì)拾音需求，對(duì)mems麥克風(fēng)的信噪比(snr)、聲學(xué)過(guò)載點(diǎn)(aop)、更低的低頻截止頻率和相位一致性提出了更高的要求。為此，芯奧微將在2021年推出系列高snr(70~72 db)、高aop的智能數(shù)字麥克風(fēng)，以及一款超低功耗的模擬麥克風(fēng)(<30 ua)。”
tdk在2020年中推出了一款超低功耗的脈沖密度調(diào)制(pdm)麥克風(fēng)invensense t3902，這款麥克風(fēng)在3.5mm x 2.65mm x 0.98mm的封裝中提供了效率極高的185 µa超低功耗模式(always on)、64.5 db的高信噪比和120 db的高聲學(xué)過(guò)載點(diǎn)，支持遠(yuǎn)場(chǎng)通信(視頻和電話會(huì)議)，可在嘈雜的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)清晰的音頻捕捉。“t3902是目前市場(chǎng)上功耗低的pdm麥克風(fēng)，旨在滿足高性能、超低功耗音頻市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求。”tdk invensense音頻產(chǎn)品董事總經(jīng)理kieran harney評(píng)價(jià)稱(chēng)，“tdk在可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具備強(qiáng)大的實(shí)力，全系列mems麥克風(fēng)使我們成為解決客戶音頻挑戰(zhàn)的理想合作伙伴。”
3、mems氣體傳感器，為新興的健康和環(huán)境應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)
隨著智能化、信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、空氣品質(zhì)改善、智能家居、醫(yī)療器械開(kāi)發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域?qū)怏w傳感器的需求持續(xù)升級(jí)，新興的細(xì)分應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。
目前市場(chǎng)上的氣體傳感器，以半導(dǎo)體、電化學(xué)、催化燃燒、光學(xué)等技術(shù)為主。其中，光學(xué)原理(紅外、光散射等)的氣體傳感器出現(xiàn)及應(yīng)運(yùn)較晚，技術(shù)難度較大、成本較高，目前所占市場(chǎng)份額較小。根據(jù)yole統(tǒng)計(jì)，2017年氣體傳感器市場(chǎng)中電化學(xué)、紅外、半導(dǎo)體技術(shù)共同占據(jù)了95%以上的市場(chǎng)份額，其中，電化學(xué)、半導(dǎo)體、紅外技術(shù)的氣體傳感器占比分別達(dá)44.2%、38.3%和15.1%，催化燃燒、光電離子探測(cè)、超聲波氣體傳感技術(shù)的市場(chǎng)份額占比較低，分別為1.5%、0.5%和0.4%。
氣體傳感器企業(yè)主要集中在美國(guó)、日本和歐洲地區(qū)，主要包括：城市技術(shù)、費(fèi)加羅、安費(fèi)諾、博世、盛思銳、艾邁斯半導(dǎo)體等。國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)水平上整體仍處于追趕階段，研究和產(chǎn)業(yè)化相對(duì)成熟的領(lǐng)域主要是半導(dǎo)體和催化燃燒氣體傳感器，這兩類(lèi)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高，并具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在電化學(xué)和紅外氣體傳感器領(lǐng)域起步晚，缺乏系統(tǒng)深入的研究，相較廠商影響力較弱。國(guó)內(nèi)氣體傳感器代表企業(yè)主要有：漢威科技(旗下煒盛電子)、四方光電、攀藤科技、慧聞科技、睿感(sciosense)、戴維萊傳感、武漢微納、合肥微納等。
未來(lái)，各種氣體檢測(cè)原理都會(huì)被用于環(huán)境中多種污染物的檢測(cè)和評(píng)估。mems和絲網(wǎng)印刷技術(shù)為氣體傳感器的小型化打開(kāi)了大門(mén)，使這些微型化氣體傳感器能夠集成進(jìn)入智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品。與此同時(shí)，氣體傳感器也將在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色，采暖、通風(fēng)和空調(diào)(hvac)系統(tǒng)、空氣凈化器、智能窗戶、汽車(chē)、醫(yī)療器械、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、石油化工產(chǎn)業(yè)及其他應(yīng)用都將采用氣體傳感器來(lái)改善人們的生活品質(zhì)。根據(jù)yole預(yù)測(cè)，氣體傳感器市場(chǎng)規(guī)模到2022年將增長(zhǎng)至10億美元，2018年~2023年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為7.3%。
tdk推出一款可以直接準(zhǔn)確檢測(cè)家居、汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療保健和其他應(yīng)用中co2濃度的小型化超低功耗mems傳感器tce-11101。tce-11101內(nèi)部集成asic提供自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)上報(bào)，以及i2c接口用于數(shù)據(jù)輸出和器件配置。這使它可以非常容易地集成到幾乎任何應(yīng)用中，它的低功耗優(yōu)勢(shì)，也使它可以在電池供電的設(shè)備中使用。
tdk invensense新興業(yè)務(wù)部門(mén)高級(jí)總監(jiān)sreeni rao博士評(píng)價(jià)稱(chēng)：“tce-11101融合了tdk*的新材料技術(shù)、mems工藝、人工智能算法，提供了一個(gè)體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)傳感器(5mm x 5mm x 1mm)、耗電量小于1mw并能精確測(cè)量co2氣體濃度的解決方案，提供了非常寬的檢測(cè)范圍(400 ppm到50000 ppm)。tce-11101大大擴(kuò)展了在各種新應(yīng)用和現(xiàn)有應(yīng)用中的co2檢測(cè)用例。”
武漢微納傳感技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)注于mems氣體感測(cè)解決方案，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的*。武漢微納營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)李佳楓在接受麥姆斯咨詢采訪時(shí)表示：“mems氣體傳感器小型化、集成化、智能化、低成本的優(yōu)勢(shì)，更適合智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、可穿戴/手機(jī)、安防、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、汽車(chē)電子需求，實(shí)現(xiàn)有害氣體預(yù)警偵測(cè)及節(jié)能減排。武漢微納mems氣體傳感器在一致性、重復(fù)性、*穩(wěn)定性達(dá)到*的同時(shí)，持續(xù)投入小型化、智能化開(kāi)發(fā)，2021年將量產(chǎn)業(yè)界更小尺寸封裝(2.5mm x 2.5mm x 1mm)的mems氣體傳感器。”
4、運(yùn)動(dòng)傳感器高度集成化和組合化，人工智能提高產(chǎn)品附加值
運(yùn)動(dòng)傳感器是一類(lèi)將物體運(yùn)動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的器件，以加速度計(jì)、陀螺儀、高度計(jì)、磁力計(jì)為代表的mems運(yùn)動(dòng)傳感器已經(jīng)無(wú)處不在。在mems和傳感器呈現(xiàn)多項(xiàng)功能高度集成化和組合化趨勢(shì)下，運(yùn)動(dòng)傳感器也不例外。如今，分立式運(yùn)動(dòng)傳感器，尤其是消費(fèi)類(lèi)單軸、3軸加速度計(jì)和磁力計(jì)，市場(chǎng)已經(jīng)趨于飽和、價(jià)格不斷侵蝕，而6軸、7軸、9軸甚至以上(3軸加速度計(jì)+3軸陀螺儀+3軸磁力計(jì)+氣壓/溫濕度傳感器)組合式運(yùn)動(dòng)傳感器市場(chǎng)逐漸興起。
組合式傳感器擁有一些分立式傳感器*的優(yōu)勢(shì)，例如：采用同一顆asic處理信號(hào)，并將多個(gè)傳感器芯片封裝在一起，可降低成本；如果兩種傳感器芯片工藝相同或相近，可以做成單芯片，*減小傳感器尺寸；將濾波、數(shù)據(jù)融合和人工智能等算法集成，提高產(chǎn)品附加值。
根據(jù)yole預(yù)測(cè)，2019~2025年期間，分立式加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)的復(fù)合年增長(zhǎng)率分別為1%、-0.2%和1%，增長(zhǎng)幾乎停滯甚至陷入負(fù)增長(zhǎng)，而組合式運(yùn)動(dòng)傳感器的復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)4.1%，市場(chǎng)規(guī)模到2025年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至11.8億美元。
據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，2020年12月，博世子公司bosch sensortec發(fā)布了*自學(xué)習(xí)人工智能傳感器：bhi260ap。這是一款革命性的自學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)傳感器，*用于可穿戴和耳穿戴設(shè)備的自學(xué)習(xí)人工智能傳感器，其獨(dú)特的自學(xué)習(xí)和個(gè)性化功能，使用戶能夠通過(guò)定制化健身活動(dòng)輕松訓(xùn)練設(shè)備。一體化解決方案不僅降低了開(kāi)發(fā)時(shí)間、成本和復(fù)雜性，重要的是，還通過(guò)自動(dòng)追蹤降低了功耗。
這款傳感器使可穿戴和耳穿戴設(shè)備制造商能夠通過(guò)傳感器中的自學(xué)習(xí)人工智能軟件，提供高度個(gè)性化的健身追蹤。它能識(shí)別和適應(yīng)各種動(dòng)作，并學(xué)習(xí)任何基于重復(fù)、循環(huán)動(dòng)作的新健身活動(dòng)。因此，用戶既是培訓(xùn)人員，也是學(xué)員。
“自學(xué)習(xí)人工智能傳感器將改變用戶與健身設(shè)備的互動(dòng)方式，從單純的單向方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛?dòng)的訓(xùn)練方式。”bosch sensortec*執(zhí)行官stefan finkbeiner博士說(shuō)，“這種新型傳感器結(jié)合了bosch sensortec在智能運(yùn)動(dòng)傳感器方面的*經(jīng)驗(yàn)，以及我們?cè)趧?chuàng)新軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的強(qiáng)大能力。”
美新半導(dǎo)體產(chǎn)品、市場(chǎng)及銷(xiāo)售副總裁盧牮在接受麥姆斯咨詢采訪時(shí)表示：“多年以來(lái)，高靈敏度、高精度、低漂移等硬件指標(biāo)一直是傳感器行業(yè)必備要素，被整個(gè)行業(yè)孜孜以求；隨著物聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越普及，我們看到多傳感器融合越來(lái)越成為重要方向，并且隨著設(shè)備的造型越來(lái)越輕巧，在極低能耗下的always on越來(lái)越成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。美新半導(dǎo)體曾經(jīng)在各個(gè)時(shí)期推出過(guò)多款行業(yè)的超低功耗超小尺寸的產(chǎn)品，我們將繼續(xù)堅(jiān)持這些特色。”
對(duì)于2021年運(yùn)動(dòng)傳感器新產(chǎn)品計(jì)劃，盧牮介紹稱(chēng)：“美新半導(dǎo)體將在2021年第2季度推出mc3500系列加速度計(jì)，在秉承美新半導(dǎo)體一貫的超低功耗超小尺寸的特色優(yōu)勢(shì)下，結(jié)合強(qiáng)大的算法功能，無(wú)論其功能還是功耗都將超越的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其嗅探模式下小于0.4 μa的功耗，更將always on發(fā)揮到*。此外，憑借*挑戰(zhàn)的0.7 mm的超薄厚度，能夠確?？纱┐髟O(shè)備的造型輕巧美觀。
2020年，美新半導(dǎo)體的amr地磁產(chǎn)品線成長(zhǎng)很快，已經(jīng)是主要的供應(yīng)商之一，2021年第3季度將推出下一代產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)功耗、功能接口進(jìn)行升級(jí)。未來(lái)我們還將突破6軸慣性傳感器，不斷加強(qiáng)算法能力和子系統(tǒng)領(lǐng)域的投入。在產(chǎn)業(yè)形態(tài)上，美新將堅(jiān)持idm策略，進(jìn)一步做強(qiáng)封測(cè)和*組裝能力，進(jìn)一步依托無(wú)錫和紹興工廠把磁傳感器和加速度產(chǎn)品線做大做強(qiáng)。”
蘇州明皜傳感科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)陸曉青在接受麥姆斯咨詢采訪時(shí)表示：“mems傳感器終將朝著微型化、高集成度的方向發(fā)展。一線供應(yīng)商已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)級(jí)9軸慣性傳感器封裝，并且在逐步向“9+”軸方向演進(jìn)，如9軸慣性傳感器與氣體、氣壓、溫濕度傳感器集成產(chǎn)品，相比之下，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商目前多為6軸產(chǎn)品，且封裝尺寸較產(chǎn)品還存在不小差距。面對(duì)未來(lái)室內(nèi)外導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛和個(gè)人穿戴設(shè)備等對(duì)慣性傳感器的高精度、小尺寸、低功耗、多功能的需求，明皜傳感即將推出一款主打超低功耗的3軸加速度計(jì)，并正在布局一款6軸慣性傳感器。”
原標(biāo)題：2021年，mems傳感器的下一輪技術(shù)變革進(jìn)行時(shí)