傳感器“三波浪潮”后 邊緣AI成新趨勢
文章來源:21世紀經(jīng)濟報道
隨著終端消費市場復(fù)蘇,汽車電氣化、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能均將帶動MEMS產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇。
MEMS(微機電系統(tǒng))是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,將傳統(tǒng)傳感器的機械部件微型化后,通過三維堆疊技術(shù),例如三維硅穿孔TSV等技術(shù)把器件固定在硅晶圓(wafer)上,最后根據(jù)不同的應(yīng)用場合采用特殊定制的封裝形式,最終切割組裝而成的硅基傳感器。
近期,博世發(fā)布號稱全球的最小MEMS加速計--BMA530和BMA580,使其易于集成在緊湊型設(shè)備中。BMA530 通過計步器跟蹤活動,適用于可穿戴設(shè)備;BMA580 則通過骨傳導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)語音活動監(jiān)測功能,實現(xiàn)更多耳穿戴創(chuàng)新應(yīng)用。
根據(jù)民生證券統(tǒng)計,全球前十大MEMS廠商占比達到57.94%,市場較為分散。其中博世以14.2%的份額占比位列第一,其次為博通和威訊聯(lián)合,占比分別為9.8%和5.6%,而國產(chǎn)廠商歌爾微以3.9%的市場份額位列第六。
MEMS傳感器,是MEMS中的核心元件。國外廠商由于起步較早,占據(jù)了全球主要的市場份額。MEMS傳感器行業(yè)屬性為國內(nèi)企業(yè)追趕提供了契機,個別廠商在全球排名中位次不斷提升,印證國內(nèi)廠商有潛力與國際老牌廠商同臺競技。
中信證券認為,未來,在自主可控疊加政策助力下,國內(nèi)MEMS廠商有望突圍,未來成長可期。
傳感器的“三波浪潮”
MEMS傳感器涵蓋慣性傳感器、壓力傳感器、聲學(xué)傳感器、環(huán)境傳感器等細分領(lǐng)域。其應(yīng)用范圍廣闊,消費電子、汽車、工業(yè)是MEMS行業(yè)最大的三個細分市場,市場規(guī)模較為可觀。
尤其是當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下,移動設(shè)備中大量使用各類MEMS傳感器。近年來涌現(xiàn)出的智能家居和可穿戴設(shè)備等新興應(yīng)用領(lǐng)域也廣泛使用了MEMS傳感器產(chǎn)品,如智能手表安裝了MEMS加速度計、陀螺儀、微型麥克風(fēng)和脈搏傳感器。
Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁王宏宇在接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示,汽車電子化浪潮之下,傳感器迎來了第一波浪潮,第二波則是智能手機推動MEMS傳感器呈現(xiàn)多品類、多功能一體化的發(fā)展態(tài)勢,第三波將是物聯(lián)網(wǎng),帶動了MEMS傳感器單品放量、軟硬協(xié)同化發(fā)展。他還透露,截至2023年底,博世MEMS傳感器累計出貨量已經(jīng)達到180億顆。
根據(jù)Yole Group報告,消費市場仍然是MEMS市場中最大的細分領(lǐng)域。在這一細分市場中,新興的可穿戴應(yīng)用將抵消最近智能手機需求量的下滑,以4%的年復(fù)合增長率從76億美元增長到94億美元。
IDC預(yù)測,2026年全球物聯(lián)網(wǎng)支出將超過1萬億美元,與此同時,其對于傳感技術(shù)的升級也產(chǎn)生了更高要求。不過值得注意的是,盡管物聯(lián)網(wǎng)市場總量巨大,但存在實際應(yīng)用場景碎片化等挑戰(zhàn)。
AI融合傳感器
隨著技術(shù)進步,市場對傳感器的期待并不僅僅滿足于將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號,而是寄希望于集成更多的算法和功能。
王宏宇認為,從傳感器發(fā)展歷史來看,第一波是通過物理世界感知原始數(shù)據(jù);第二波,傳感器進行簡單處理運算,實現(xiàn)既定功能,當(dāng)前正處于這一階段。未來的傳感器要有智能體加持,實現(xiàn)AI on edge(邊緣智能)。
傳感器在實現(xiàn)邊緣智能的同時,也有助于進一步減少設(shè)備功耗,來延長電池的日常使用時間。數(shù)據(jù)得以實時響應(yīng),速度更快,用戶無需將數(shù)據(jù)上傳云端,再反饋到設(shè)備端,直接在器件中響應(yīng)。
如今,邊緣AI算法也可以集成到小小的傳感器產(chǎn)品中,因為處理器功耗已經(jīng)非常低,處理能力也可以實現(xiàn)AI算法的運行。
據(jù)了解,國內(nèi)外多家傳感器公司正積極探索AI應(yīng)用。比如,賽微電子便在投資者互動平臺上回復(fù),公司在MEMS硅光芯片工藝制造方面具備技術(shù)優(yōu)勢,同時正計劃加大與AI相關(guān)MEMS器件的工藝開發(fā)投入,以支持未來的更多需求。
博世推出的氣體傳感器BME688,可同步檢測氣體、溫度、壓力和濕度四項數(shù)據(jù),這也是首個具有人工智能功能的氣體傳感器。“可把傳感器看成是人工智能的‘鼻子’,識別特定的‘氣體’,做出預(yù)警。”Bosch Sensortec 應(yīng)用工程總監(jiān)Ruschmeier Frank說道。
不過,Ruschmeier Frank同樣表示,因為MEMS傳感器尺寸非常小,性能會受到一定限制,傳感器中融合AI功能仍比較困難。但是客戶可以借助工具進行產(chǎn)品開發(fā),融入機器學(xué)習(xí)模型,實現(xiàn)AI功能。
“并非說所有傳感器都要智能,但為了提升用戶體驗,傳感器需要有計算能力和思考能力,這也是博世一直在做的。”王宏宇表示。
另外,王宏宇也談到,量子傳感器潛力巨大,博世已有專業(yè)團隊正在進行相應(yīng)布局,至于將量子技術(shù)運用到消費產(chǎn)品上,仍然需要時間。
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