电子发烧友App
本文通过对部分厂商和业内人士的采访，探讨了汽车、手机与平板电脑、工业等领域的传感器发展趋势。
据中国电子信息产业发展研究院预测，未来五年国内传感器市场年复合增长31%。汽车、物流、矿业探勘、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快。其中，消费性产品与汽车行业对传感器的需求量最大。总体来看，中国传感器市场前景广阔。
汽车传感器
ADI亚太区微机电产品市场和应用经理赵延辉：以MEMS为代表的智能传感器技术得到了快速的发展。MEMS技术在未来发展的重点主要表现在以下几个方面。
1.微型化的同时降低功耗。将会出现微米甚至纳米级别的微型器件，同时降低功耗。
2.微型化的同时提高精度，将MEMS加速度计做到石英加速度计的噪声特性，保证MEMS陀螺仪小体积的同时获得光纤陀螺仪的零偏稳定性，且可提供远优于光纤陀螺仪的抗冲击特性。
3.集成化及智能化趋势，即MEMS与IC的集成制造技术及多参量MEMS传感器的集成制造技术得到发展，以及在集成化基础上使得信号检测具有一定的自 动化。这些趋势要求半导体厂商提供更高精度、稳定性更好、更智能的高集成度MEMS传感器模块。基于此，ADI继续将重点放在开发MEMS传感器的核心技 术，以提供最好的工业级加速度计和陀螺仪。同时，ADI还将继续提供更多高集成度的MEMS传感器，以适应不同市场的需求。
第三方公司的调研报告显示，安全类汽车半导体部件的增长速度在汽车电子里是位于前列的。
在汽车主动安全领域，侧翻与稳定性控制（ESC）是对当今主流安全系统的全新改进。需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来 感测车身姿态。同时，由于这样的传感器往往安装在振动比较恶劣的位置，所以需要传感器具有很高的振动冲击抵御性。这是对MEMS传感器的一个挑战。ADI 新一代的用于气囊加速度传感器ADXL185/ADXL189/ADXL188/ADXL288， 用于ESC和Rollover/Roll stability的角速度传感器 ADXRS800在内部集成了众多的系统功能，比如自测、信号带宽设定、门限触发、对振动的优良抵御性等等。同时，数字化的接口，以及极高的集成度，能帮 助客户降低系统成本。
英飞凌科技（中国）有限公司中国区汽车电子事业部市场总监杜曦：英飞凌产品的 特点是在传感器、微处理器及功率驱动都有全面的半导体产品开发及制造工艺技术。基于英飞凌的硅MEMS技术、SiP、SoC及先进的封装技术，其传感器产 品包括无线传感与控制，如RKE、 24G/77G雷达芯片；CMOS图像芯片；磁电效应传感器，如位置传感器、速度传感器、压力传感器及TPMS传感器等。
为了满足汽车行业在ISO26262对功能安全的要求，英飞凌推出了角度/位置传感器的双核版本，在1mm厚的封装里集成两个同样的传感器，用于冗余设 计，以配合客户应用系统产品的软硬件设计以达到最高到ASIL D功能安全等级，每一个核的传感器有自己独立的引脚，可进行独立供电和信号处理；两个核放在同一垂直平面，能很好地检测水平位置的角度变化。
英飞凌的胎压监测（TPMS）传感器芯片集成了微处理器，信号处理及无线发射传输功能，采用单片式封装，免于客户的二次校验，简化了客户的设计，很容易和客户设计集成。
物联网传感器
瑞士盛思锐（Sensirion）大中华区总经理李锦华：未 来，不仅是传感器的生产和比重会增加，而且在云端的传感数据和物联网的集成都会呈爆炸性的增长。这将对人类生活的各方面和每一个行业产生巨大的影响；同时 也意味着人们对健康、舒适和能源效率等领域有了更高的要求。因此，盛思锐的策略并不是局限于单一的市场环境。另外，传感器，尤其是环境监测传感器，除了高 精度的要求外，还必须思考如何将传感器向更加小型化、低功耗和一体化推进。
盛思锐多年来专注于研发和生产温湿度传感器、气体和液体流量传感器和 差压传感器。并且是全球首家采用晶圆级芯片封装的温湿度传感器生产厂家。盛思锐的传感器是基于其创新性的CMOSens？核心专利技术，将敏感元件与信号 处理电路一起集成在一个微小的CMOS硅芯片上。这一技术与先进的半导体技术相结合，将微传感器结构设计在特殊研发的已经获得专利的半导体元件上。此传感 器芯片可以对所需的物理量如相对湿度、温度、或质量流量进行精确可靠的测量。
盛思锐推出了里程碑式的晶圆级芯片封装温湿度传感器 SHTW1，该产品不仅具备数字式温湿度传感器的常规功能，其超小尺寸（1.3 x 0.7 x 0.5mm）以及1.8V的供电和超低功耗的特性使其为可穿戴设备和移动设备上的应用铺平了道路，从而使环境监测融入我们的生活。
到目前为止，盛思锐也是唯一一家可同时提供高端传感器硬件、驱动、软件解决方案、应用程序以及云服务等一体化方案的生产厂家。
Microchip家电解决方案部高级经理兼云支持项目组组长Mike Ballard：目前，我们能看到许多领域的应用传感器的需求，例如烟雾/一氧化碳探测、能耗测量、用户界面以及脉搏血氧仪等医疗检测应用。
近年来，Microchip针对物联网市场提供免费的软件协议栈，也在Bluetooth？和Wi-Fi？等核心技术方面做了一些战略性的收购，在 IoT市场占据重要地位。公司现有的8位、16位和32位PIC？单片机能很好地适用于这一市场，在当今众多IoT产品中均能找到它们的身影。
举例来说，Microchip提供实现IoT功能的嵌入式Wi-Fi？和Bluetooth？模块，它们可与190余款采用超低功耗（XLP）技术的 PIC？ MCU配合使用。这些XLP MCU提供低至9 nA的休眠电流和低至30 μA/MHz的运行电流，其低功耗外设结合多种低功耗模式，可构建长时间电池供电的IoT节点。这些均满足了IoT应用的低功耗需求。
飞思卡尔Sensor及消费类电子产品市场推广经理高小龙：根据MEMS传感器的设计原理及技术参数的不同，飞思卡尔将传感器主要分为五类：加速度传感器、电子罗盘、气压计、陀螺仪、触摸传感器。
飞思卡尔的创新产品有：
● MMA9555： MCU+LOW-G 二合一的智能传感器，内部集成计步器、睡眠监控和手势识别算法；
● FXAS21002：超低功耗陀螺仪（~2.6mA （Active），1.5mA（Ready），2mA （Standby） 。
可用于如下案例。
● 智能手环： 基于FXLC95000 （MCU+LOW-G二合一）的智能手环参考设计，除了支持计步器、睡眠监控和手势识别外，还将集成飞思卡尔 SENSOR FUSION算法支持更多的传感器应用。
● 空中鼠标： 基于FSL MCU+SENSOR的空中鼠标参考设计，支持蓝牙通讯及各种传感器应用。
光传感器
Intersil公司高级营销经理Naresh Shetty：无源和有源光传感器（如环境、RGB及接近传感器）将在帮助显着提高IoT（物联网）的效率和改善整体用户体验方面发挥重要作用。
理想IoT传感器的特征是在系统中占用空间小，可隐藏并可最大限度方便整合进任何产品。极低功耗：工作模式下为μW级，睡眠模式下为nW级。只有使用针对特定应用优化的光传感器才能得到最佳特性组合，只应当整合需要的功能，以最大限度降低实现成本。
Intersil的光传感器用于智能手机、可穿戴设备、汽车、工业及家庭自动化。其传感器系列包括RGB传感器：这些传感器可用作环境光传感器，来测量 光的强度，另外还提供相关色温参数。Intersil的传感器系列还包括用于检测物体的接近传感器和用于监测光强的单独环境光传感器。所有这些光传感器均 可改善用户体验和帮助实现最终产品的新特性。
例如，将光传感器嵌入移动电话和可穿戴设备会使这些设备更加智能和高效。在这些终端设备 中，光传感器的主要功能是改善整体系统电源效率和改善用户体验。但是，带有嵌入式传感器的智能手机能够轻易变成可提供脉搏血氧饱和度监测功能的健康监测系 统或用于测量空气中是否存在危险气体的气体监测仪，或者通过充分使用光传感器功能而变成游戏控制台。
在汽车领域，光传感器能够增强驾驶员辅助功能，使已的有安全功能更加有效。它们能够在车辆行驶中有选择地提供信息娱乐系统访问权限，并根据环境光条件改变背光亮度。
我们的工作环境也很有可能通过使用更智能的设备得到改善。许多研究的结果表明，蓝色激励想象力、黄色激发创造力、红色影响身体、绿色让人平静。但仅仅选 择光的颜色是不够的。比颜色更重要的是光的饱和度和强度。高饱和度、明亮的颜色有刺激性，而柔和、暗淡的颜色有镇静作用——不妨想象这样一个世界：互连设 备能够监测人的情绪状态并通过改变光照条件来使人的精神平衡，从而提高工作者工作效率。将RGB传感器整合进照明系统有助于实现这种思想前卫的工作场所。
CMOS图像传感器
东芝：当前的图像传感器市场主要是面向智能手机和数码相机，销售规模将近8000亿日元。未来的增长因素预计将包括汽车应用，以及为现有应用带来更高的性能水平的相关技术。
随着智能手机和平板电脑趋于薄型化、轻盈化和精致复杂化，半导体厂商需要不断地缩小CMOS图像传感器尺寸和提高分辨率。但是，降低CMOS 图像传感器的像素间距会导致入射光强度的降低，进而导致灵敏度下降而不能满足要求。背面照射（BSI）传感器通过器件背面的光电二极管来直接捕捉通过微透 镜和滤色片之后的入射光，避免了传统的正面照射（FSI）传感器中布线层对光的反射。所以，BSI 图像传感器能比 FSI 图像传感器能收集更多的光，从而具备更好的灵敏度。东芝已开发成功1.12μm像素系列BSI图像传感器，从1080p，8M，13M到20M分辨率。
东芝独有的CNR彩色降噪技术有效地提高了信噪比，而又不会降低清晰度，已在8M ？” 的T4K35和13M 1/3.07”的T4K37上实际应用并量产。
HDR（高动态范围）是一种通过扩大浅色调和深色调的范围来自然拍摄高对比度场景的功能。东芝已经开发出了适用于视频和静态图像的单帧HDR技术。采用 隔行曝光，同时拍摄隔行曝光时间不同的照片，然后将其合成为一个单一的HDR图像，有效地抑制了多帧HDR易产生的图像模糊和伪彩色，从而实现了平滑清晰 的视频录像。
由于录制高速视频需要在较短的时间内曝光，往往会导致图像曝光不足。为此，东芝最新开发了“明亮模式”（Bright Mode）技术。通过采用隔行视频输出，“明亮模式”可以使曝光时间增加一倍；“明亮模式”还采用电荷像素组合功能，可以使输出的每个像素的电荷翻倍。这 两项技术使图像的亮度达到未采用“明亮模式”的CMOS传感器的四倍。另一方面，在保持录制图像亮度不变的情况下，“明亮模式”可使录制视频帧率达到未采 用“明亮模式”的CMOS传感器的两倍，该技术可以实现相当于240fps（业界最高帧率）的全高清视频录制，并可实现高质量的、流畅的慢动作回放，为用 户带来新的体验。其代表产品为T4K82，具有13M像素、1/3.07英寸光学格式的高速CMOS图像传感器。
人机界面交互
Synaptics（新思）国际智能显示屏事业部高级副总裁兼总经理 Kevin Barber：因触控技术和指纹识别正好迎合了安全和易用的需求趋势，正在成为智能手机的标配，如基于指纹识别的移动支付就将带来巨大商业前景。
Synaptics拥有多种人机界面解决方案技术积累。触屏方面，ClearPad系列和TouchPad系列解决方案支持从入门级手机到旗舰高端智能 手机、平板电脑和笔记本电脑设备的触摸屏解决方案。指纹识别技术方面，Natural ID指纹传感器技术可实现智能手机、平板电脑和笔记本电脑的身份验证、移动支付和触控导航。
随着移动支付业务兴起，Synaptics于去年10月收购了全球生物指纹身份验证解决方案的领先供应商Validity，通过此次收购，Synaptics成为高速增长的生物识别市场的重要一员，可为用户提供一种全新的人机交互方式。
奥地利微电子公司中国区总经理张建臣：我 们创新的模拟传感器解决方案有几个具体案例：1.智能手势识别功能为智能手机、平板电脑和笔记本电脑的用户界面控制提供理想之选。2.环境光/接近传感器 实现了显示屏亮度的自动调节，并在必要时关闭显示屏以最大程度地降低对电池寿命的影响。3.独特的放大器技术大幅度减小天线尺寸，实现从电话到可穿戴设备 NFC支付的可靠性和安全性。
工商网监
评论