近年來,MEMS 傳感器發展迅速,由於消費類與移動電子產品的需求快速上漲,IHS調高對於MEMS市場成長的預測,預計到2018年整個MEMS市場將成長為130億美元。作為當今唯一一家在兩大——汽車與消費電子——市場佔有全方位生產、工程和商業優勢的MEMS公司。Bosch Sensortec既是世界領先的製造商,也是MEMS創新的先驅。根據IHS提供的數據,Bosch Sensortec在汽車及消費類MEMS領域目前排名均是全球第一。從產品來看,Bosch Sensortec的加速度計全球的份額是第一,氣壓計也是領先度非常高。地磁、指南針二合一的傳感器也是第一。

然而隨著智能手機以及消費電子領域的增長放緩,在IOT領域面臨細分化需求,未來MEMS傳感器應用及技術應該如何發展?

如何實現超低功耗與功能的差異化?

根據IHS提供的數據,2015年Bosch Sensortec(Bosch)依然排在全球MEMS市場的首位。

2015年Bosch Sensortec(Bosch)依然排在全球MEMS市場的首位

“在以前,整個MEMS傳感器的生態鍊是以手機市場導向的。手機市場的生態鏈非常成熟,由如穀歌、高通、MTK等廠商來引導。而且傳感器產品的定義也是圍繞這些生態鏈的驅​​動者結合在一起的。”Bosch Sensortec亞太區總裁百里博對國際電子商情記者表示,隨著手機市場的增長放緩,未來的增長點將集中在可穿戴和IOT領域。可穿戴現在已經建立了部分的生態系統,但可能還不成熟。IOT這個市場可能更豐富,但是也很分散,生態系統還沒有完全形成。

Bosch Sensortec亞太區總裁百里博

Bosch Sensortec亞太區總裁百里博

在消費電子領域,智能終端創新對MEMS傳感器的依賴程度逐漸加深,智能手機領導廠商如蘋果、三星等推出的新一代手機採用傳感器的種類越來越多。例如蘋果iPhone 6s在6增加壓力傳感器和心率傳感器之後又加入了3D touch。在心率監測方面,Bosch Sensortec正在和First beat合作,把它的心率算法(PPG)法​​運行到BHI產品裡面。通過First beat的算法,可以用運動傳感器來做補償心率的檢測。由於提高了心率檢測的準確率,因此對運動場景的應用意義更大。同時通過First beat的平台,可以進行簡單的身體狀況的分析,相當於擁有了私人教練。

與手機等消費類領域不同,IOT的開發主體變成了初創團隊。對於創客來說,他們一般有自己的想法,對於應用有很多創意,但可能在系統實現上不是專家,或者剛開始資源很少,所以對​​他們來說最重要的是提供一個即插即用的解決方案。這目前Bosch Sensortec也在跟Arduino等開發板廠商合作,對一些大學或機構免費提供開發板。“同時,我們跟全球主要的MCU廠商都有提供調好的解決方案,包括Intel、高通、MTK,這些方案都有Turnkey solution。這其實也是對創客最好的支持。既能實現超低功耗、又能實現功能的差異化。”

“對大部分的創客來說,中小公司或傳統企業想轉型做智能設備是沒有傳感器的經驗的。我們則提供完整的解決方案,根據客戶需要提供各種融合算法。我們原來有一個產品叫BMO055,它的特點是九軸傳感器+ARM的MCU儲器。它就把這些九軸的融合算法都在這裡實現了。”百里博同時,介紹了帶MCU的BHI160。由於BH160提供整合的傳感器及心率算法,因此創客團隊不需要再處理軟件授權的法律問題。此外BHI160的傳感器算法不需要通過AP處理,在HUB端就可以實現,功耗是傳統系統的二分之一到四分之一。

MEMS傳感器的生態主要集中在傳感器、終端、系統、云四個方面,Bosch Sensortec目前在整合許多專業的合作夥伴為客戶提供包括系統、雲服務等解決方案。“比如我們的算法合作方First beat就是專業的運動類的系統供應商,它的合作夥伴包括全球知名的運動公司,比如Nike、阿迪達斯、三星等。”

下一步創新方向是解決可穿戴面臨的問題

根據市場研究機構Yole Développement的報告顯示,受到智能手機和微流控應用驅動,新興MEMS未來6年復合年增長率高達53%,2018年將超過20億美元,佔整個MEMS市場規模的10%。YoleDéveloppement定義的新興MEMS包括:化學和輻射傳感器、掃描微鏡、矽基微流控、MEMS開關、觸摸屏、AOCMEMS、IDMEMS、能量收集器、微顯示器、超聲波MEMS、操縱桿、微型燃料電池。

對於MEMS市場的一個壞消息是,中國的消費類與移動電子產品銷售力道放緩,以及消費領域中的慣性與壓力傳感器市場持續成熟,所幸供應商持續投入MEMS掃描微鏡的消費與車用市場等新的銷售領域,積極掌握未來自動駕駛車帶來的3D相機、自適應頭燈以及MEMS自動對焦等新商機。追隨國際大廠的腳步,中國已經形成MEMS傳感器產業完整鏈條,包括慣性傳感器、矽麥克風、壓力、光學、紅外、氣體、微控流等產品線。創新平台的建設也將支持國內MEMS傳感器的發展。

針對中國的MEMS廠商,百里博表示,這些廠商的策略大部分是跟隨行業領導者做一些低成本的方案。“我們覺得這不是一個非常好的方式。因為這種策略其實就扼殺了創新,也很難實現自己的價值。所以我們建議中國的MEMS工廠需要改變策略,更專注於創新。”

針對細分的物聯網應用,Bosch Sensortec如何進行產品定義?

“20年前汽車市場推動了MEMS市場的創新。後來就是手機,現在這個行業的增長變慢,所以對傳感器創新的驅動變緩了。”百里博認為,雖然手機對功耗、​​尺寸的要求也很高,但相對可穿戴來說,它的要求就不是這麼高了。可穿戴雖然目前整體市場還不算成功,但Bosch Sensortec不會等到市場成功再做。

對於Bosch Sensortec來說,下一步創新的方向就是要解決可穿戴面臨的問題。可穿戴主要是考慮系統功耗,不僅是器件功耗更低,更重要是精度更高。“所以我們推出了BHV系列,這個產品有更高的精度,有更好的集成度,更低的系統功耗。提供一個端對端的解決方案,從器件到整體的算法,再到整個系統,包括到雲。”

百里博表示,Bosch Sensortec的產品線規劃主要從橫向及縱向兩個方向來看。從縱向來看,如今的MEMS傳感器正集成越來越多的功能,從加速度集成陀螺儀,再到地磁、處理器,算法,集成智能等。從橫向來看,許多MEMS廠商正在積極開拓新的種類。從運動到環境、氣壓,再到環境、溫濕度、氣體傳感器等。這些傳感器在智能家居、環境測量等領域具有廣泛應用前景。“我們不會去做單獨的濕度、溫度傳感器,我們覺得這些傳感器應該是要集成在一起,這樣對客戶來說開發會非常方便。”百里博透露,針對IOT市場,Bosch Sensortec會提供環境測量的單元,可以放到各種地方,把環境的變化信息完全的傳輸到用戶的控制端。

除了IOT領域,針對目前比較火的無人機、機器人等應用。百里博認為,針對機器人可能需要更多的新的傳感器的類型,涉及到機器人的姿態識別、信號處理。還有比如光學、雷達等,當然可能會結合環境等其它傳感器。不過總體來說這個市場由於目前量還不大,應用範圍不廣,所以目前出貨量有限。

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