【導(dǎo)讀】從信息技術(shù)的發(fā)展進程看,過去20年,我們先后經(jīng)過計算時代和通信時代,進入到現(xiàn)在的感知時代以及智能時代。前兩個時代的發(fā)展遵循摩爾定律,感知時代則可以稱為超越摩爾。傳感器是超越摩爾的關(guān)鍵技術(shù),在感知時代和物聯(lián)網(wǎng)時代將為業(yè)界帶來歷史性的機遇。
傳感器人氣越來越旺,很重要的原因是受市場的驅(qū)動。日前,在傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大會2017(Sensor China)上,中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)(SIA)聯(lián)盟秘書長楊瀟就探討了傳感器領(lǐng)域的最新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國市場跟全球主流市場相比有自己的特色,這與我國的人口密度、大規(guī)模城市化分不開。那么,在這樣一個背景下,我國的傳感器市場又能否玩出中國特色,實現(xiàn)彎道超車?
楊瀟指出,從信息技術(shù)的發(fā)展進程看,過去20年,我們先后經(jīng)過計算時代和通信時代,進入到現(xiàn)在的感知時代以及智能時代。前兩個時代的發(fā)展遵循摩爾定律,感知時代則可以稱為超越摩爾。傳感器是超越摩爾的關(guān)鍵技術(shù),在感知時代和物聯(lián)網(wǎng)時代將為業(yè)界帶來歷史性的機遇。
傳感器的應(yīng)用非常廣泛,手機和汽車(特別是自動駕駛)是其應(yīng)用的兩大平臺。中國是全球最大的手機和汽車市場,然而目前傳感器產(chǎn)品還主要依賴于進口。此外,可穿戴是物聯(lián)網(wǎng)的開始。隨著可穿戴設(shè)備的普及,其將為物聯(lián)網(wǎng)奠定很好的海量信息采集基礎(chǔ)。
汽車電子 傳統(tǒng)的汽車傳感器已有很多。圍繞ADAS或者無人駕駛的新興傳感器以前并不存在。比如,谷歌無人車上的ADAS系統(tǒng)里就包括各種傳感器。最近特斯拉推出的智能駕駛系統(tǒng)Autopilot 2.0里的核心器件包括8個攝像頭圖像傳感器、12個超聲波雷達傳感器和1個前向探測長距77GHz毫米波雷達(最大識別距離250米)。另外,激光雷達技術(shù)雖然還不是很成熟,但很快會有突破。
智能手機 智能手機是讓傳感器能夠普及到大量市場的最重要的平臺。最早,iPhone在07年第一個用了加速度計傳感器。iPhone把傳感器作為主要的創(chuàng)新應(yīng)用功能,每一代iPhone的傳感器種類和應(yīng)用不斷地增加?,F(xiàn)在的iPhone8又增加了紅外傳感器和3D圖像傳感器——數(shù)量在增加,功能也不斷增加,傳感器融合也不斷增加。華為后來者趕超,從一開始對傳感器就非常重視。最近華為的麒麟970,除了原來的傳感器之外,還增加了3D雙圖像傳感器和傳感器融合AI NPU。NPU主要用作傳感器的信息處理,包括三個方面:圖像人臉識別、語音識別,以及場景(包括運動手勢)識別。NPU里的AI主要涉及傳感器數(shù)據(jù)的處理和算法。隨著傳感器數(shù)量、種類和信息量的逐漸增多,傳感器融合是今后的發(fā)展趨勢。
可穿戴 可穿戴市場已經(jīng)出現(xiàn)好幾年,但現(xiàn)在成長還在找痛點。對于傳感器而言,可穿戴與智能手機的最大不同在于,前者主要功能(或唯一功能)就是傳感器,而在后者當(dāng)中傳感器是提供輔助功能??纱┐魇箓鞲衅鲬?yīng)用普及。同時其提供App和云連接,讓傳感器無所不在。無線傳感網(wǎng)促使物聯(lián)網(wǎng)真正興起。
智能家居 智能音箱和掃地機器人是智能家居當(dāng)中兩個很有代表性的產(chǎn)品。以這兩類產(chǎn)品為例,Amazon Echo的硬件核心是6+1遠場麥克風(fēng)陣列,然后是聲音處理以及后臺AI。語音識別對聲學(xué)傳感器的要求越來越高——要求性能到68dB以上,因此要有新的材料和工藝來提高傳感器的性能。小米掃地機器人因應(yīng)各種場景使用的傳感器非常多,傳感器造就了智能化。
中國特色傳感器新興應(yīng)用 對于有些應(yīng)用,中國市場與全球主流市場相比很特別。共享單車就是一個例子——只有在中國它才能這么大規(guī)模的興起,這和我們的人口密度、大規(guī)模城市化分不開。共享單車里的硬件核心是智能車鎖,其中包括位置傳感器、加速度傳感器等等傳感器。此外,共享單車管理還包括電子圍欄、車輛管理、虛擬車位等。這對中國企業(yè)來說是很好的機會。我們結(jié)合中國本地的市場需求也可以做定制化和優(yōu)化。
阿里的無人超市靠傳感器來實現(xiàn)人機交互,包括位置傳感器、視覺傳感器、指紋傳感器、壓力傳感器等等,這也是很有中國特色。
另外,最近習(xí)總書記提出要振興中醫(yī)。中醫(yī)幾千年來一直靠經(jīng)驗老中醫(yī)傳承,現(xiàn)在習(xí)總給科技部提出要求,要把中醫(yī)信息化和智能化。在這里面,傳感器可以扮演關(guān)鍵角色。中醫(yī)中的望聞問切,望可以靠圖像傳感器或者紅外傳感器;聞有生學(xué)傳感器、氣體傳感器;問有揚聲器、語音識別、專家?guī)臁I;切即把脈,可以用三個傳感器測壓力(對應(yīng)三根手指),用超聲波傳感器測脈象圖譜。因此,這也是很有中國特色的新興應(yīng)用。
這些例子說明感知時代現(xiàn)在真正到來了。從半導(dǎo)體的技術(shù)路線看,數(shù)字器件繼續(xù)按摩爾定律發(fā)展;超越摩爾的多元技術(shù)中,傳感器市場則包括很多種類,其在半導(dǎo)體里的增長相對很高,特別是新興傳感器的增速接近10%。傳感器的需求由應(yīng)用來驅(qū)動,其需求正越來越大。由于傳感器、功率半導(dǎo)體、光電等器件并不需要最先進的10nm工藝,因此擺在傳感器廠商面前的是一個新的機會,即傳感器的微技術(shù)融合創(chuàng)新。在這個領(lǐng)域我國有一定基礎(chǔ),主要還是采用8寸0.18um的工藝,做新材料、新工藝、新集成的創(chuàng)新,這就叫彎道超車。
本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計。
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