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。有數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)到2019年將超過100億美元，年復(fù)合增長率約為11.2%。其中，消費(fèi)類成為MEMS傳感器的重要市場。而Yole Developpement研究報(bào)告預(yù)測，全球消費(fèi)電子MEMS傳感器市場到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面向中國市場正式發(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的高性能慣性測量單元（IMU）BMI085和用于物聯(lián)網(wǎng)中虛擬用戶界面的交互式投影模塊，進(jìn)一步將其在消費(fèi)類市場的領(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“萬象更芯，智享未來”新聞發(fā)布會(huì)上表示：“全球MEMS市場目前大概有50億美元規(guī)模，主要應(yīng)用于除了汽車之外，還有手機(jī)、消費(fèi)類、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MEMS傳感器增長的方向不止是手機(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)域也是博世未來重點(diǎn)的投資方向。”
圖3：Bosch Sensortec調(diào)整戰(zhàn)略，正在擴(kuò)大消費(fèi)類目標(biāo)市場領(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)11540萬臺(tái)，比2016年的10460萬臺(tái)增加了10.3%。整個(gè)可穿戴設(shè)備市場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)測等IoT的細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)有所成果，但是沒有大規(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。”
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BMA400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，能大幅度延長可穿戴設(shè)備電池的使用壽命。”
圖6.Bosch Sensortec 旗下的BMA400如何解決用戶痛點(diǎn)
BMA400是專門為可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)的目前為止無可比擬的產(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)一無二的超低功耗和高性能的結(jié)合，還能激發(fā)開發(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)檢測等無法經(jīng)常更換電池的IoT應(yīng)用場景。
突破技術(shù)瓶頸，AR/VR高端市場前景廣闊
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)合增長率將達(dá)到41.6%，更高端的AR/VR設(shè)備的銷量是這片市場能不能進(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兩年會(huì)獲得更多的市場份額，但是我們可以看到更多的獨(dú)立式的高性能頭盔會(huì)長期獲得市場的份額，AR、VR的應(yīng)用也會(huì)快速增長。”
作為BMI055的下一代產(chǎn)品，BMI085是一款專為虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高性能慣性測量單元。針對AR/VR設(shè)備最容易出現(xiàn)的暈眩問題，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)，其對頭部運(yùn)動(dòng)的超精確瞬時(shí)檢測將時(shí)間延遲縮短至幾乎不可察覺的最小值。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%。未來更多的應(yīng)用場景如智能音箱、語音控制等對低功耗和緊湊解決方案及可視化用戶界面需求也將越來越多。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、線上購物語音控制不足以應(yīng)對所有場景等。
圖8：Bosch Sensortec互動(dòng)投影模塊，用以實(shí)現(xiàn)虛擬用戶界面
“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MOEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)免對焦激光投影，并可靈活地將任何表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛葹橹庇^和具有視覺吸引力的虛擬用戶界面（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，“相對于DLP、LCOS技術(shù)，MOEMS激光掃描技術(shù)是通過激光直接打到要成像的地方，所以不需要鏡片的對焦環(huán)來對焦，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對焦。”
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非常看好交互投影應(yīng)用的發(fā)展， “未來使用場景將會(huì)越來越多，更多的使用者將會(huì)接受它的價(jià)值。三年以后，可能會(huì)迎來一個(gè)大量爆發(fā)期。”
MEMS傳感器發(fā)展趨勢總結(jié)
隨著終端產(chǎn)品對微型化、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，未來傳感器將會(huì)有三大發(fā)展趨勢：
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客戶使用。
這次新推出的三款產(chǎn)品符合上述發(fā)展趨勢，可真正滿足新的市場需求：智能運(yùn)動(dòng)傳感器BMA400可增長可穿戴設(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)先廠商，Bosch Sensortec希望通過不斷創(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。