MEMS 传感器正走向传感融合 |
| MEMS 在消费电子领域遇到的挑战来自技术和市场。Yole developpement 认为，MEMS在消费电子中的技术挑战包括传感器性能/精度、传感器不可见/小体积设备，市场挑战是指传感器能提供个人/可定制对象的解决方案，并能为消费电子产品带来可感知的价值。 以传感用户的移动位置信息为例，可穿戴设备需要感知四个自由度的线性加速度、旋转、重力、电子罗盘、计步器、活动监测与终端、运动探测等信息，涉及 MEMS 加速度计、MEMS 陀螺仪、MEMS地磁计以及微控制器和软件。因此将多种 MEMS 传感器进行功能集成是满足用户需求的重要发展方向 用户需要全套传感器解决方案。从数据维度看，单品类传感器从单轴向三轴集成，数据采集从一维向多维转变，比如单轴加速度计向三轴加速度计演变；从传感器融合角度看，用户的单项需求采集需要多种传感器配合才能实现，比如惯性传感单元组合倾向于集成加速度计、陀螺仪、地磁计等 MEMS 传感器。 2、传感融合是传感器融合为一体的关键技术 传感器融合应用的趋势是：从数据采集到多维度数据整合再演进到应用场景解读，从低精度传感器向高精度传感器演进，从离散传感器向智能传感器演变。 移动设备中常见的三类传感器的融合趋势：惯性类传感器将加速度计、陀螺仪、地磁计集成，形成9 轴惯性测量单元；环境类传感器将气体/微粒传感器、压力传感器、温/湿度传感器、麦克风集成在一起，组成环境传感组合；光学类传感器将可见光传感器、接近光/环境光、3D 视觉传感器、多频谱光传感器一体化集成，形成光学传感组合 
移动设备需要态势感知。传感器融合要求节点具备智能，智能传感器需要意识到用户的身份、位置、时间、活动。多种传感器融合是获取精确数据的前提，通过 MCU 对数据进行预处理能够最小化通信活动，占用的总线带宽最小化，从而获得更加精确的数据，实现高效的系统。根据 Semico Research 的研究，基于系统的传感融合将从 2012 年的 4 亿增长到 2016 年的 25 亿个。 传感器集成趋势：从离散器件向传感与数据处理一体化集成的智能传感器发展。MCU或板上系统将 MEMS 传感器所需的模数转换接口电路、信号处理电路、数据输出电路集成，系统级封装（SiP）或片上系统（SoC）再将 MCU 与 MEMS 传感器一体化集成，形成智能传感器节点。 3、传感器价值提升正从硬件走向软硬结合的系统集成 长期来看，MEMS 传感器的平均价格趋于下降。根据 Yole developpement 的研究，MEMS 传感器在 2000 年至 2007 年之间的平均价格以-6%的复合增速下降，其中，由于2007 年智能手机的快速增长带动 MEMS 传感器规模化放量，MEMS 传感器的平均价格在2007 年至 2013 年间以-13%的复合增速下降。 随着多功能传感器占比的提升以及传感器系统集成度的增加，MEMS 传感器的平均价格下降趋势有望减缓。在传感器融合的背景下，多种传感器的数据需要经过校准与处理，再通过算法模型对数据进行解读，比如运动监测数据与室内导航数据结合从而实现传感器对用户活动状态和地理位置的态势感知，传感器的应用价值随着软硬协同化发展得到提升。 |
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