如何跨越传感器的“边界”?| 智慧产品圈

原创 李映 2017-12-20
标签 传感器 IC

  每一次新的产业浪潮,带来的都是新一轮的技术“红利”。随着数字化和物联网时代的到来,面临的不仅是将更多智能传感器嵌入更多设备的问题,更需要打破传感器的界限,提供更好体验甚至创造前所未有的应用。也因而,传感器“站”在了历史的新“拐点”。据预计,传感器和MEMS市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元,复合年增长率为12%。

  打破“边界”

  作为“先锋”的传感器节点业已遍布工业、汽车、医疗、楼宇、照明、服装甚至食品包装中,因而不断升级传感器更微型化、超低功耗、连接网络的能力和满足应用能力的要求。

  因而,现有的传感器成为拓展“边界”的载体。麦姆斯咨询指出,智能传感器节点通常由三个独立技术层组成:核心传感器层、集成层、系统技术层,总体朝向一是系统化,即不但包括模数部分,同时包含逻辑计算,未来还要包含天线和无线收发单元;其二是多功能化,比如一个集成传感器模块可以同时感测温度、湿度、压力等多种变量;其三是阵列化。新的边界也由此产生。

  而传感器的“边界”或是一种技术的边界,如更高集成、更低功耗。如楼氏电子(Knowles)推出了新款智能麦克风IA-610,它将MEMS麦克风和先进的DSP整合在一个封装中,可使客户实现定制化或完整的解决方案。麦姆斯咨询认为,未来传感器厂商之间的差异将取决于传感器的功能性和智能化。

  或是一种市场的边界。诚如ams(艾迈斯)公司 CEO Alexander Everke所言,如果客户提出了一些新需求,艾迈斯就会尽办解决开发相应的传感器。如艾迈斯为iPhone X定制开发的新型XYZ颜色传感器,可“看到”光的颜色,模仿人眼对红、绿、蓝“三色”光受体的响应曲线,使得iPhone X可利用该传感器感知环境,进而调整显示颜色和亮度。

  还有一种是需求的边界,有的传感器需要融合硬件与算法的解决方案,有的需要传感器的核心器件,有的甚至需要连接云,因而传感器厂商需灵活应对。

  不断突破的“边界”效应不仅带来了传感器的“成长”,如3D传感器、环境传感器、毫米波雷达传感器等,也拓宽了应用的边界,如工业4.0、医疗、无人驾驶等,传感器注定翻开“不平凡”的篇章。

  应用“策略”

  在这种推波助澜的演变中,传感器应用市场也需要“因利制权”。

  消费级历来是兵家必争之地,虽然需求巨大,但更小更轻薄的需求、价格战的拼杀也极具挑战性。一方面要不断“升级”,如未来5年增长将扩至7倍的音频传感器强调ANC(主动降噪)性能优异、超低功耗和低成本。另一方面,与其在旧有“领地”中厮杀,不如在新兴需求中“解渴”,比如3D传感器。

  据麦姆斯咨询指出,3D传感器的出货量在2017年起飞,逐步进入智能手机中,未来也将在计算机、可穿戴设备和汽车中获得广泛应用。对于3D传感器业务,Alexander Everke亦寄与厚望。他预计,到2022年3D传感器市场预计将增长到60亿美元,应用涵盖AR/VR、手势识别、人脸扫描和3D建模、游戏等。

  光学传感器也“生逢其时”,据预计年化增长率为15%。Alexander Everke分析说,由于其在工业物联网(IoT)、照明、食品检验均有应用,需要颜色、光传感器、接近传感器/模块完整的产品线和全套解决方案,同时要注重创新。艾迈斯最新三刺激颜色传感器AS7264N采用长期稳定且高度准确的纳米光学干涉滤波器技术,具备六大颜色通道,可检测蓝光,并将价格拉低至5美元,促进其在照明设备、显示器和智能楼宇自动化中的广泛应用。

  同时,环境传感器业已成为先进传感技术的重要应用,预测包括气体传感器和化学传感器等未来5年的复合年增长率为16%,在移动、家庭/建筑自动化、工业物联网等新兴应用都可大显身手。“这方面需要单芯片的CMOS多传感器解决方案,用于气体、相对湿度和温度传感等。” Alexander Everke提到。

  值得注意的是,工业、医疗、自动驾驶业已成为传感器的新驱动力。图像传感器的驱动力来自机器视觉和医疗诊断,自动驾驶和机器人领域的毫米波雷达传感器也风头正劲。ST对此表示,对于汽车和工业领域而言,MEMS 传感器的精度包括噪声、稳定性和误差等为重大挑战,要在设计和测试校准方面进行诸多改进,同时为使MEMS 传感器符合自动驾驶的需求,ST也着力推动 ADAS与传感器数据的整合。

  整合“大考”

  传统市场的升级和新兴市场的需求对传感器厂商的“综合”实力成一大考验。一方面要靠产品“说话”,不断创新和融合,包括横向的多传感器集成、纵向的多模块集成,以及与软件算法融合的完整方案。

  Alexander Everke指出,传感器未来呈现整合的趋势,如图像和光谱传感器、音频和环境传感器等,如果不能提供产品,那么开发组合型传感器是不可能的。在软件方面,如果客户要对气体进行监测,就需要对气体、温度、湿度进行校准,而这些校准和监测的软件都需要提供。Alexander Everke强调,在这方面艾迈斯均有核心技术,提供精准的算法和传感器融合解决方案,同时提供应用软件满足差异化需求。

  另一方面要保证产能供应。Alexander Everke表示,艾迈斯奥地利负责晶圆,奥地利和菲律宾提供测试,而扩产的新加坡集中于高端光学封装。此外,艾迈斯还和TSMC、UMC和Global Foundries以及Hana,Amkor ASE都有紧密合作,保证了产能供应。

  中国传感器业相比IC业发展还稍显滞后,但国内AI、无人驾驶等新应用产业热浪“袭人”,机会难容错过。此时,收购不失为明智之举。艾迈斯2016年的营收为5.49亿欧元,而2017年前三季度营收就达到了5.935亿欧元,预计全年营收将超十亿欧元。这源于其聚焦于传感器而将其他非传感器业务悉数剥离的战略,通过一系列收购,包括Heptagon、TAOS、Applied Sensor、NXP旗下CMOS 传感器业务、CMOSIS等均纳入囊中,并专注在光学、环境、图像、音频四大传感领域,构建了强劲的“护城河”。

  传感器已迎来最好的时代,但“边界”仍须创新突破,唯有做好“万全准备”才能成功立足。
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  参展联系

  思锐达传媒会展事业部总经理

  李力:13480177203(微信同号)

  timl@siridamedia.com

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