作為智能時(shí)代的重要基礎(chǔ)元件，MEMS傳感器需求近些年迅猛增長(zhǎng)。有數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)到2019年將超過(guò)100億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為11.2%。其中，消費(fèi)類(lèi)成為MEMS傳感器的重要市場(chǎng)。而Yole Developpement研究報(bào)告預(yù)測(cè)，全球消費(fèi)電子MEMS傳感器市場(chǎng)到2018年將達(dá)到64億美元。
在剛剛落下帷幕的2018年慕尼黑上海電子展上，全球領(lǐng)先的MEMS傳感器供應(yīng)商Bosch Sensortec面向中國(guó)市場(chǎng)正式發(fā)布三款重磅產(chǎn)品，其中包括兼具低功耗和高性能完美適用于可穿戴設(shè)備的加速度計(jì)BMA400、適用于AR/VR的高性能慣性測(cè)量單元（IMU）BMI085和用于物聯(lián)網(wǎng)中虛擬用戶(hù)界面的交互式投影模塊，進(jìn)一步將其在消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)的領(lǐng)地?cái)U(kuò)展至更大疆域。
圖1：2018慕尼黑上海電子展博世展臺(tái)
圖2：Bosch Sensortec GmbH 亞太區(qū)總裁Leopold Beer
Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁Leopold Beer在展會(huì)同期舉辦的Bosch“萬(wàn)象更芯，智享未來(lái)”新聞發(fā)布會(huì)上表示：“全球MEMS市場(chǎng)目前大概有50億美元規(guī)模，主要應(yīng)用于除了汽車(chē)之外，還有手機(jī)、消費(fèi)類(lèi)、工業(yè)等領(lǐng)域。目前智能手機(jī)中用到了大量傳感器如陀螺儀、壓力傳感器、溫濕度傳感器等，但是未來(lái)MEMS傳感器增長(zhǎng)的方向不止是手機(jī)，其他消費(fèi)領(lǐng)域如可穿戴設(shè)備、AR/VR、智能眼鏡等領(lǐng)域也是博世未來(lái)重點(diǎn)的投資方向?！?/p>
圖3：Bosch Sensortec調(diào)整戰(zhàn)略，正在擴(kuò)大消費(fèi)類(lèi)目標(biāo)市場(chǎng)領(lǐng)地
克服可穿戴設(shè)計(jì)痛點(diǎn)，超低功耗與高性能結(jié)合傳感器成剛需
2017年可穿戴市場(chǎng)出現(xiàn)了許多令人興奮的產(chǎn)品如新型智能手表、科技型服裝以及健身活動(dòng)追蹤器。IDC公布的有關(guān)全球可穿戴設(shè)備的調(diào)查報(bào)告顯示，2017年可穿戴設(shè)備的出貨量達(dá)11540萬(wàn)臺(tái)，比2016年的10460萬(wàn)臺(tái)增加了10.3%。整個(gè)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的出貨量將從今年的1.132億件增加到2021年的約2.223億件。
智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等IoT的細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)有所成果，但是沒(méi)有大規(guī)模普及。Bosch Sensortec微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)產(chǎn)品領(lǐng)域總負(fù)責(zé)人Ralf Schellin在發(fā)布會(huì)上表示：“因?yàn)镮oT的應(yīng)用太碎片化，我認(rèn)為不會(huì)有殺手級(jí)的應(yīng)用爆發(fā)，但是智能家居和個(gè)人健康相關(guān)的應(yīng)用會(huì)在比較早期體現(xiàn)出價(jià)值，尤其是這兩個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合，通過(guò)可穿戴產(chǎn)品獲取個(gè)人身體健康，再與智能家居的整合，它的價(jià)值會(huì)很容易呈現(xiàn)出來(lái)?！?/p>
圖4：Bosch Sensortec微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)產(chǎn)品領(lǐng)域總負(fù)責(zé)人Ralf Schellin
智能手機(jī)的尺寸和重量不斷增加，用戶(hù)運(yùn)動(dòng)時(shí)攜帶非常不便，更小尺寸的集成了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)性能的可穿戴設(shè)備應(yīng)用而生。由于“永不斷訊”功能的要求，可穿戴設(shè)備需要頻繁充電，這就需要一個(gè)低功耗的解決方案讓電池續(xù)航能力更強(qiáng)。同時(shí)，為了更好的適應(yīng)消費(fèi)者的需求，手環(huán)的功能也在不斷豐富，除了計(jì)步功能，還增加了時(shí)尚和設(shè)計(jì)的元素。此外，可穿戴設(shè)備也會(huì)衍生出更多元化的產(chǎn)品，包括手表、耳環(huán)到珠寶、服飾等。
圖5：兼具超低功耗和高性能的加速度計(jì)BMA400實(shí)物圖
通常加速度計(jì)的低功耗和高性能不可兼得，而B(niǎo)MA400在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)同時(shí)把這兩個(gè)要求設(shè)計(jì)在產(chǎn)品中。Ralf Schellin強(qiáng)調(diào)：“BMA400憑借其步進(jìn)式計(jì)數(shù)器僅4μA的超低耗電量，搭配其智能電源管理功能，能大幅度延長(zhǎng)可穿戴設(shè)備電池的使用壽命?！?/p>
圖6.Bosch Sensortec 旗下的BMA400如何解決用戶(hù)痛點(diǎn)
BMA400是專(zhuān)門(mén)為可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)的目前為止無(wú)可比擬的產(chǎn)品，除了兼具低功耗和高性能的特點(diǎn)，它的體積只有2.0 x 2.0 x 0.95mm3，可以設(shè)計(jì)到很微小的手表、耳環(huán)甚至眼鏡當(dāng)中，得益于其緊湊型的封裝，BMA400可以被集成至其他可穿戴設(shè)備中，助力含有時(shí)尚元素的可穿戴設(shè)備的推廣。
除了用于可穿戴設(shè)備，BMA400獨(dú)一無(wú)二的超低功耗和高性能的結(jié)合，還能激發(fā)開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì)出更多IoT相關(guān)的應(yīng)用，甚至養(yǎng)殖業(yè)、橋梁震動(dòng)檢測(cè)等無(wú)法經(jīng)常更換電池的IoT應(yīng)用場(chǎng)景。
突破技術(shù)瓶頸，AR/VR高端市場(chǎng)前景廣闊
據(jù)Digitimes Research預(yù)計(jì)，從2017年到2022年AR與VR頭戴式設(shè)備的全球出貨量年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到41.6%，更高端的AR/VR設(shè)備的銷(xiāo)量是這片市場(chǎng)能不能進(jìn)一步擴(kuò)大的關(guān)鍵。
Ralf Schellin指出：“低價(jià)位的頭戴式顯示器未來(lái)兩年會(huì)獲得更多的市場(chǎng)份額，但是我們可以看到更多的獨(dú)立式的高性能頭盔會(huì)長(zhǎng)期獲得市場(chǎng)的份額，AR、VR的應(yīng)用也會(huì)快速增長(zhǎng)。”
作為BMI055的下一代產(chǎn)品，BMI085是一款專(zhuān)為虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高性能慣性測(cè)量單元。針對(duì)AR/VR設(shè)備最容易出現(xiàn)的暈眩問(wèn)題，BMI085結(jié)合了極低漂移陀螺儀和低噪聲加速度計(jì)，可顯著減少令人不適的暈動(dòng)病效應(yīng)，其對(duì)頭部運(yùn)動(dòng)的超精確瞬時(shí)檢測(cè)將時(shí)間延遲縮短至幾乎不可察覺(jué)的最小值。此外，BMI085具有堅(jiān)如磐石般的溫度穩(wěn)定性，能夠提供令人印象深刻的低溫度系數(shù)補(bǔ)償（TCO），通常小于0.2 mg/K，且溫度系數(shù)靈敏度（TCS）可達(dá)0.002％/K。陀螺儀的偏置不穩(wěn)定性通常低于2°/h。
圖7：高性能慣性測(cè)量單元BMI085實(shí)物圖
IoT與AI結(jié)合，交互投影模塊將IoT應(yīng)用推向更高水平
IDC研究數(shù)據(jù)表明，全球物聯(lián)網(wǎng)(IoT)支出金額預(yù)估將以14.6%的年增長(zhǎng)率增至2018年的7,725億美元，2020年將突破1兆美元整數(shù)關(guān)卡，2021年進(jìn)一步升至1.1兆美元，2017-2021年平均復(fù)合年增率(CAGR)預(yù)計(jì)為14.4%。未來(lái)更多的應(yīng)用場(chǎng)景如智能音箱、語(yǔ)音控制等對(duì)低功耗和緊湊解決方案及可視化用戶(hù)界面需求也將越來(lái)越多。盡管如此，IoT的發(fā)展仍然受到多方面的限制：大屏顯示、移動(dòng)設(shè)備需要頻繁充電、線(xiàn)上購(gòu)物語(yǔ)音控制不足以應(yīng)對(duì)所有場(chǎng)景等。
圖8：Bosch Sensortec互動(dòng)投影模塊，用以實(shí)現(xiàn)虛擬用戶(hù)界面
“交互式投影模塊體積小，解決了顯示屏大的痛點(diǎn)。且具有超低功耗性能，界面在投影的時(shí)候移動(dòng)，不投影時(shí)不需要移動(dòng)。交互式投影模塊可通過(guò)MOEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)免對(duì)焦激光投影，并可靈活地將任何表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛葹橹庇^和具有視覺(jué)吸引力的虛擬用戶(hù)界面（UI），非常適合與家用電器、智能揚(yáng)聲器、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、可穿戴設(shè)備等配合使用。”Bosch Sensortec GmbH 亞太區(qū)總裁Leopold Beer表示，“相對(duì)于DLP、LCOS技術(shù)，MOEMS激光掃描技術(shù)是通過(guò)激光直接打到要成像的地方，所以不需要鏡片的對(duì)焦環(huán)來(lái)對(duì)焦，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。”
Bosch Sensortec交互式投影模塊的出現(xiàn)，有望推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)各細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用達(dá)到更高水平。Leopold Beer非?？春媒换ネ队皯?yīng)用的發(fā)展， “未來(lái)使用場(chǎng)景將會(huì)越來(lái)越多，更多的使用者將會(huì)接受它的價(jià)值。三年以后，可能會(huì)迎來(lái)一個(gè)大量爆發(fā)期?！?/p>
MEMS傳感器發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)
隨著終端產(chǎn)品對(duì)微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，傳感器也正向更小、更快、更靈活等方向發(fā)展。Ralf Schellin最后總結(jié)道，未來(lái)傳感器將會(huì)有三大發(fā)展趨勢(shì)：
第一、傳感器和傳感器之間的整合。
第二、傳感器和MCU以及算法的整合。
第三、整合之后的連接，比如通過(guò)藍(lán)牙把傳感器和處理器整合在一起，提供獨(dú)立的模塊給IoT客戶(hù)使用。
這次新推出的三款產(chǎn)品符合上述發(fā)展趨勢(shì)，可真正滿(mǎn)足新的市場(chǎng)需求：智能運(yùn)動(dòng)傳感器BMA400可增長(zhǎng)可穿戴設(shè)備10倍的電池壽命；高性能IMU BMI085可實(shí)現(xiàn)逼真的增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)；互動(dòng)投影模組為新興IoT應(yīng)用提供靈活的人機(jī)界面。作為MEMS傳感器行業(yè)的領(lǐng)先廠(chǎng)商，Bosch Sensortec希望通過(guò)不斷創(chuàng)新的技術(shù)，推動(dòng)下游應(yīng)用的發(fā)展，致力于為智能手機(jī)、電腦、可穿戴和IoT設(shè)備等領(lǐng)域提供世界最先進(jìn)的傳感解決方案。