5G帶領(lǐng)我們進(jìn)入了萬物互聯(lián)、萬物感知的新時(shí)代。所有設(shè)備連入網(wǎng)之后需要越來越多的傳感器去感知世界，把數(shù)據(jù)上傳到5G網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)構(gòu)想，傳感器技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，擁有更低的功耗、更小的封裝，同時(shí)還需要擁有AI智能和嵌入式功能。

作為躬耕于傳感器技術(shù)多年的資深專家，意法半導(dǎo)體如何看待傳感器技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)與應(yīng)用趨勢(shì)？來聽聽《電子產(chǎn)品世界》（EEPW）與意法半導(dǎo)體亞太區(qū)AMS MEMS & 圖像傳感器市場及應(yīng)用副總裁、智能手機(jī)創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人Davide BRUNO關(guān)于傳感器技術(shù)的深入對(duì)話。

Q：您認(rèn)為目前傳感器市場的發(fā)展現(xiàn)狀如何？部分市場預(yù)測不看好未來一兩年的消費(fèi)電子市場，您認(rèn)為這會(huì)對(duì)傳感器廠商帶來沖擊嗎？

A：當(dāng)前，電子產(chǎn)品尤其是消費(fèi)電子市場，在經(jīng)歷多年的強(qiáng)勁增長后開始出現(xiàn)放緩的趨勢(shì)。在傳感器市場上，我們開發(fā)了可以實(shí)現(xiàn)新的用例和滿足客戶要求的新技術(shù)、解決方案和產(chǎn)品。通過與市場上主要設(shè)計(jì)公司的密切合作，意法半導(dǎo)體加強(qiáng)了在汽車、消費(fèi)和工業(yè)傳感器市場的領(lǐng)先地位，成為引領(lǐng)新產(chǎn)品和新技術(shù)開發(fā)的公司之一。

任何可能發(fā)生的需求放緩都不太可能延緩我們今后幾年對(duì)于 MEMS 和圖形傳感器產(chǎn)品的發(fā)展計(jì)劃。

Q：萬物互聯(lián)時(shí)代，任何一臺(tái)終端設(shè)備都可以被看作是一個(gè)小型系統(tǒng)，對(duì)于功耗的追求也就越來越嚴(yán)格，其中低功耗傳感器就十分重要了。您認(rèn)為低功耗傳感器技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)有哪些？帶有能量收集功能的傳感器未來如何發(fā)展？

A：高能效、低功耗是電子產(chǎn)品可持續(xù)增長的基礎(chǔ)，能源利用合理化至關(guān)重要。電子元器件和傳感器將在其中發(fā)揮重要作用。這不僅關(guān)乎功耗，還關(guān)乎用戶體驗(yàn)。更高性能和更低功耗將讓越來越多的應(yīng)用市場爆發(fā)。以智能眼鏡為例，電池續(xù)航一整天是可穿戴市場增長的一個(gè)關(guān)鍵要求。

ST已經(jīng)擁有業(yè)界數(shù)一數(shù)二的低功耗傳感器，自本世紀(jì)初推出初代MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器以來，我們一直將低功耗視為產(chǎn)品的重要特性和差異化優(yōu)勢(shì)。

能量收集正在引起業(yè)界關(guān)注，我們正在做相關(guān)的研發(fā)。從設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境中收集能量有多種方法，我們?nèi)匀恍柙谀芰渴占约霸O(shè)備應(yīng)用能效方面開發(fā)最新技術(shù)，確保復(fù)雜設(shè)備(智能眼鏡、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等)能夠續(xù)航一整天。

Q：可穿戴設(shè)備的火熱帶動(dòng)了傳感器領(lǐng)域的競爭，在可穿戴設(shè)備中集成越來越多的功能，這對(duì)傳感器來說意味著什么？

A：你說的沒錯(cuò)，我們身邊到處都是可穿戴設(shè)備，并且還在尋找新的有價(jià)值的應(yīng)用場景，提高使用便利性、安全性和信息可達(dá)性/互聯(lián)性，其中包括智能手表、耳機(jī)、智能指環(huán)等產(chǎn)品。傳感器性能的改進(jìn)有助于可穿戴市場蓬勃發(fā)展。

ST一直在尋找新的方式來改善個(gè)人的生活體驗(yàn)，這是我們的使命。我們?cè)谶\(yùn)動(dòng)傳感器中引入了 QVAR 等技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)讓可穿戴設(shè)備廠商可以通過創(chuàng)新方法，使終端設(shè)備與周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)交互。例如，智能手表可以識(shí)別手勢(shì)，耳機(jī)可以無縫確定用戶是否在佩戴耳機(jī)。毫無疑問，我們傳感器帶來的新性能和新特性，正在加速可穿戴技術(shù)和應(yīng)用不斷爆發(fā)。

Q：在各類可穿戴特別是可穿戴醫(yī)療設(shè)備中，傳感器的精度對(duì)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度影響巨大，對(duì)醫(yī)療可穿戴用傳感器的降噪、信號(hào)采集和補(bǔ)償?shù)染戎笜?biāo)又提出哪些要求？未來醫(yī)療傳感器的技術(shù)要求又有哪些？

A：醫(yī)療保健應(yīng)用情況非常復(fù)雜。健康設(shè)備的準(zhǔn)確度非常重要，尤其是盡可能避免準(zhǔn)確度隨著時(shí)間和溫度變化。我們的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)路線圖包含了消費(fèi)級(jí)健康市場所需的全部功能，并且會(huì)繼續(xù)根據(jù)客戶的需要發(fā)布新產(chǎn)品。

醫(yī)療應(yīng)用的情況則大不相同，具體應(yīng)用有具體要求。在這個(gè)領(lǐng)域，我們有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和技術(shù)，可以根據(jù)客戶要求為終端應(yīng)用開發(fā)定制解決方案。

Q：您認(rèn)為傳感器在小型化、精準(zhǔn)化以及低功耗之間如何平衡？貴司在傳感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，根據(jù)應(yīng)用場合的不同會(huì)有哪些考慮？

A：小型化、精準(zhǔn)化和功耗之間的最佳平衡點(diǎn)在哪里取決于不同的目標(biāo)市場。汽車應(yīng)用需要高精準(zhǔn)度、低失調(diào)和低漂移，而消費(fèi)級(jí)穿戴應(yīng)用對(duì)小型化和輕量化要求更多，例如TWS真無線耳機(jī)。面對(duì)不同應(yīng)用的不同需求，ST能夠提供完美匹配終端應(yīng)用要求的產(chǎn)品。

Q：隨著人工智能的應(yīng)用越來越廣泛，傳感器也越來越多的開始與人工智能應(yīng)用融合，貴公司怎么看待這樣的智能化傳感器的趨勢(shì)，您認(rèn)為結(jié)合智能化應(yīng)用的傳感器主要的技術(shù)需求又有哪些特點(diǎn)？

A：如今，幾乎每個(gè)細(xì)分市場都在嵌入人工智能。除人工智能外，這些應(yīng)用還有一個(gè)共同點(diǎn)：都需要用各種傳感器從現(xiàn)實(shí)世界收集數(shù)據(jù)，交給人工智能處理分析。

ST有許多人工智能實(shí)現(xiàn)方案。首先是智能傳感器，這類傳感器通過機(jī)器學(xué)習(xí)核心和有限狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)過程，可以與 MCU 和 MPU處理器配合使用，并且算力還能執(zhí)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理算法，能夠更好地實(shí)現(xiàn)日益復(fù)雜的應(yīng)用場景。此外，這些人工智能傳感器還有一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)，就是它們能夠顯著降低系統(tǒng)級(jí)功耗，因?yàn)樗鼈兛梢苑謸?dān)一些通常由MCU和系統(tǒng)處理的任務(wù)。

ST是最早試水傳感器與人工智能融合應(yīng)用的半導(dǎo)體企業(yè)之一。目前我們已經(jīng)擁有一個(gè)定義明確的產(chǎn)品線，今年，我們將推出有更多人工智能功能的新產(chǎn)品。人工智能與傳感器的融合度將越來越高，以降低主應(yīng)用處理器的工作負(fù)荷，或減少發(fā)送到云端進(jìn)行后期處理的數(shù)據(jù)量。這相當(dāng)于在傳感器上實(shí)施能源可持續(xù)性計(jì)劃：讓系統(tǒng)更智能/更高效。

在線上虛擬和線下現(xiàn)實(shí)世界融合的Onlife時(shí)代，智能處理過程正在下移到網(wǎng)絡(luò)邊緣的傳感器中，這意味互聯(lián)設(shè)備可以無縫感知、處理和執(zhí)行，完美融合線上線下兩個(gè)世界，而不會(huì)影響用戶體驗(yàn)。

人工智能分布在節(jié)點(diǎn)中，讓互聯(lián)設(shè)備更省電，數(shù)據(jù)隱私性更強(qiáng)，通過降低帶寬需求和減少數(shù)據(jù)傳輸量，讓決策響應(yīng)更快。整個(gè)2022年，意法半導(dǎo)體一直在為客戶提供內(nèi)置嵌入式智能傳感器處理單元 (ISPU)的新一代 MEMS 傳感器。經(jīng)過優(yōu)化的ISPU利用信號(hào)處理和人工智能技術(shù)分析運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。ISPU在邊緣節(jié)點(diǎn)上處理數(shù)據(jù)，無需喚醒系統(tǒng)，然后將數(shù)據(jù)送到 MCU 和網(wǎng)關(guān)/云端。

▲ST 的新慣性模塊可在傳感器上訓(xùn)練人工智能模型

Q：目前的傳感器已經(jīng)越來越多以功能模塊的形式出現(xiàn)，融合了包括MCU、無線傳輸?shù)绕骷膫鞲衅髂K越來越受歡迎，您認(rèn)為未來這類帶傳感器功能的模塊主要會(huì)在哪些應(yīng)用領(lǐng)域更受歡迎，對(duì)傳感器技術(shù)又有哪些影響？又會(huì)催生哪些全新的應(yīng)用？

A：在許多應(yīng)用中，客戶認(rèn)為模塊是最佳的解決方案。例如，手機(jī)的攝像頭模組就是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，從電子元器件到鏡頭，包含多個(gè)復(fù)雜的組件。從模塊化方法受益的應(yīng)用例子非常多，智能眼鏡、計(jì)算機(jī)視覺、AR/XR 和可穿戴設(shè)備只是其中的一小部分。模塊還有助于解決安全標(biāo)準(zhǔn)要求高的問題， 激光雷達(dá)就是一個(gè)很好的例子。

模塊化方法和傳感技術(shù)相結(jié)合將有助于為終端客戶提供更智能、更耐用、更緊湊的解決方案。

審核編輯 ：李倩