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智能传感器要什么“哲学” 看了就知道?

http://www.ec.hc360.com2017年06月14日11:24 来源:智慧产品圈T|T

    如果说智能传感器的哲学是“和谐”,你会怎么看?

    在第三届MEMS创新技术应用对接会暨中国半导体行业协会MEMS分会市场年会上,麦姆斯咨询有限公司总经理王懿如此论述说,“和谐是指最大自然对人类发展规律的认识,也是追求美好事物或处理事物的价值观和方法论。在传感器的研发生产过程中人类对传感器有了更高的追求,希望实现各种智能化功能,通过将传感器、MCU和执行器,以及相关软件和算法融合形成了智能传感器。其最大价值是将传感器的信号检测功能与MCU的信号处理功能有机融合在一起,类似于AI的作用。以硬件代表阳,软件代表阴,这两个交织在一起就化为万物。”

智能传感器

    低端现状待改观2019年自给率达三成

    在业界认同的颠覆性技术中,除3D打印、纳米材料、下一代机器人以及人工智能之外,智能传感器也“榜上有名”。如今人类正经历第四次工业革命,本质是从自动化到智能化,基于大数据、物联网融合的系统将在生产中大规模使用,而其中最重要的是智能传感器。

    智能传感器要化成万物,必须明了“安化安不化,安与之相靡,必与之莫多。”从市场来看,2015年全球传感器规模为250亿美元,中国市场需求约为82亿美元,而能够自产自用的份额只占12%,88%依靠进口,智能传感器大多数处于低端的现状亟待改观。

    从现状来分析,王懿表示,中国智能传感器产业组织模式以专业化分工明确的虚拟IDM模式为主;中国一批企业具备了一定的规模和技术实力,自主研发能力提升,设计、封装、制造等环节产生了一批创新成果;核心制造技术滞后,创新产品少,产品结构不合理;中国智能传感器设计公司主要采用国外仿真工具,核心制造装备几乎全部依赖进口;中国智能传感器科研成果转化率及产业发展后劲不足,综合实力较低。

智能传感器

    因而,2017-2019年《智能传感器产业三年行动指南》提出了三方面的目标,即产业规模快速壮大、创新能力显著增强、生态体系基本完善,将通过四大任务来推进,一是补齐设计、制造关键环节的短版,推进智能传感器向中高端升级。二是面向消费电子、汽车电子、工业控制、健康医疗等重点行业领域,开展智能传感器应用示范。三是建设智能传感器创新中心,进一步完善技术研发、标准、知识产权、检测及公共服务能力。四是合理规划布局,进一步完善产业链。

    目标是到2019年,中国市场需求总量为137亿美元,国内企业的产值预计达到37亿美元,占27%,相比2015年的12%要翻一倍。

    应用多点开花需求不断“翻新”

    要实现翻番的目标,着眼于市场和需求走势显然成重要“使命”。汽车ADAS的视觉传感器、中远程雷达、超声波等,满足智慧家庭的节能、安防需求的传感器,机器人、AR/VR领域的人机交互等不一而足。而从消费电子到汽车电子,从工业控制到健康医疗,传感器也需要不断“进化”才能“成全”。

    深圳狗尾草智能科技有限公司COO严汉明从服务机器人的角度阐述了对传感器的需求与理解。他指出,传感器在机器人的应用包含语音识别、计算机视觉、SLAM、方位传感器等,传感器如何越来越智能、算法如何越来越高效、数据如何越来越整合,实现更高效的人机交互,并结合机器人的本体技术,助力未来服务机器人从人工干预变成无人工干预、从半自动变成全自动,是未来的主攻方向。

智能传感器

    上海工研院系统集成的副总裁李宏介绍了智能传感器在智慧家庭场景中的应用以及需求的变化。他表示,智慧家庭中应用的传感器在不断升级换代。

    李宏举例说,智能门锁最近发展快速,它有无线通信的要求,如果用蓝牙芯片功耗比较大,因而需要更智能的温度接近传感器,当人体靠近门锁一定范围时可激活,并从低功耗的模式激活到工作模式,实现与手机和其他终端快速交互。此外温度传感器还可应用在灯具、空调等领域。还有在门锁安全方面,最需要关注的是门锁本身的物理安全性,解决方法是安装报警传感器,这需要远程的无线通信能力以及低功耗。在智能水表中,也会有更多传感器和无线应用,基于MEMS的流量传感器将于今年下半年或明年初应用。再比如定位应用,在平面层基于蓝牙可实现定位,但在不同的楼层需要做辅助的高度定位,那么基于气压的高度传感器可助力楼层式的定位,实现在具体场景下的应用。

    王懿强调,在切入过程中,一定不要跟风,否则与巨头比拼只会“死”得更难看。此外,一定要找新的应用。他提及,上海一家企业做光学传感器,由于竞争激烈,毛利可能也就20%,但后来与某手机厂商做了深入的沟通后,开发了一款传感器,在小孩玩游戏看电子书之际越看越近时就会自动锁掉,只有家长才可解开,这款就卖得很好,也因此毛利率提升了50%到60%。

    破解价格困境唯创新不止

    从市场需求回归到本源,还不得不直面传感器市场的“困境”。王懿提到,在传感器市场爆发之后,带来了出货量的增长,由于技术的提升,以及对手的杀价,导致价格下跌,因而利润萎缩,企业难以盈利,发展艰难。王懿举例说,MEMS价格下降的趋势非常严酷,基本可能五六年前1美元的MEMS,到现在只有原来1/10的价格,价格的迅速下跌让业界难以承受。

    虽然很难,但也要“知难而上”,毕竟传感器是未来物联网、大数据的“承载体”,重要的是找到突破口。

智能传感器

    王懿表示,一是共享制造。如博世,其汽车MEMS应用基本占到MEMS总营收的一半以上。做消费电子MEMS应用是因其是IDM,要填饱智能化产能,必须上量。通过消费电子应用可快速提升技术能力,不断改进工艺,再反哺汽车类产品。通过共享制造,让汽车MEMS高附加值品类提高利润。二是改进工艺,比如采用CMOS工艺,与竞争对手相比可短时间内降低成本较低,提升竞争力。三是提升价值,如将更多传感器集成,或将软件算法集成等。

    “从根本上来说,还是要着力创新,创新才是提升价值的本源。”王懿进一步指出,“这有三种方式,一是微创型,即在设计或制造环节进行改进;二是颠覆性创新,从原理上进行突破,比如谐振式传感器。三是从材料上进行创新,比如压电式新型智能传感器。”

    他例举了几个产品实例,如压电麦克风通过颠覆性的创新,提升了产品价值;国内两家做MEMS扬声器的企业预计在2017年或2018年之后量产,其优势是实现更高性能、更多集成、更低成本;还有MEMS光学图像传感器,将惯性传感器和执行器集成,集成度更高,稳定性更好,并且精度更高。

    “传感器创新的融合之道是更多的传感器+软件,未来最大的挑战将是软件,而软件的最大载体是算法,在这方面还应不断加强。”王懿最后指出。

责任编辑:马兰

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