博世三大感測器新品如何解決用戶痛點

原標題：博世三大感測器新品如何解決用戶痛點

什麼樣的芯能夠帶領我們走進未來的智能世界呢？

在剛剛落下帷幕的2018年慕尼黑上海電子展上，全球領先的MEMS感測器供應商Bosch Sensortec面向中國市場正式發布三款重磅產品，其中包括兼具低功耗和高性能完美適用於可穿戴設備的加速度計BMA400、適用於AR/VR的高性能慣性測量單元（IMU）BMI085和用於物聯網中虛擬用戶界面的互動式投影模塊。

會上，Bosch Sensortec亞太區總裁Leopold Beer先生和MEMS產品領域全球負責人Ralf Schellin先生向筆者介紹了近年來博世的發展情況，三款全新產品，以及在博世的理解中，什麼樣的芯能夠帶領我們走進未來的智能世界。

智能時代的感測器

作為物理世界和數字世界之間的介面，感測器和換能器已經從技術上的波瀾不驚轉變成為汽車安全、安防、醫療保健、物聯網（IoT）和人工智慧（AI）等應用賦能的前沿技術。

因此，它們在尺寸、功耗和靈敏度等基本物理和電氣性能方面經歷了革命性改變，同時引發了感測器集成方面的新思想——範圍從感測器融合到應用在類似霧計算的架構中的基於AI的感測器處理演算法的生成。

Bosch Sensortec亞太區總裁Leopold Beer表示：「全球MEMS市場目前大概有50億美元規模，主要應用於除了汽車之外，還有手機、消費類、工業等領域。目前智能手機中用到了大量感測器如陀螺儀、壓力感測器、溫濕度感測器等，但是未來MEMS感測器增長的方向不止是手機，其他消費領域如可穿戴設備、AR/VR、智能眼鏡等領域也是博世未來重點的投資方向。」

為了適應這一發展，博世近年來也飛速發展，據了解，2017年，博世共擁有40萬員工，遍布60多個不同的國家，分屬在四大不同的事業部，分別為汽車以及智能交通技術部門，工業技術、能源建築以及消費品。

在Leopold Beer看來，即便是在消費電子市場，博世也是全球最大的MEMS感測器提供廠商。他表示，博世已經準備好在多個領域裡擴展產品應用，為使用設計者提供更合適的解決方案。

「2007年，智能手機大量發力，感測器已經遍布到所有的手機當中，從一開始的加速度感測器到陀螺儀、壓力感測器、濕度溫度感測器都是博世成長主要的因素。但是我們看到未來的方向不只是手機，消費類電子設備，包括AR、VR、智能眼鏡、智能工業技術、機器人，未來會有很多不同的發展方向，這些方向都需要更好的解決方案甚至是系統級的準備，博世未來會針對這些去做更多的投資。」Leopold Beer強調。

那麼博世在產品方面又是如何踐行自己的諾言的呢？

圖2：Bosch Sensortec GmbH 亞太區總裁Leopold Beer

BMA400：克服可穿戴設計痛點

2017年可穿戴市場出現了許多令人興奮的產品如新型智能手錶、科技型服裝以及健身活動追蹤器。

IDC公布的有關全球可穿戴設備的調查報告顯示，2017年可穿戴設備的出貨量達11540萬台，比2016年的10460萬台增加了10.3%。整個可穿戴設備市場的出貨量將從今年的1.132億件增加到2021年的約2.223億件。

但是，隨著智能手機的尺寸和重量不斷增加，用戶運動時攜帶非常不便，更小尺寸的集成了運動檢測性能的可穿戴設備應用而生。

由於「永不斷訊」功能的要求，可穿戴設備需要頻繁充電，這就需要一個低功耗的解決方案讓電池續航能力更強。

同時，為了更好的適應消費者的需求，手環的功能也在不斷豐富，除了計步功能，還增加了時尚和設計的元素。

此外，可穿戴設備也會衍生出更多元化的產品，包括手錶、耳環到珠寶、服飾等。

為了滿足可穿戴設備提出的需求，BMA400應運而生。

據介紹，這款加速度感測器所需耗電量僅為現有加速度計的十分之一，內置的計數器功耗僅有4μA，而且還內置了一個智能電源管理系統，可以根據使用環境的變化啟動到不同的模式，整體功耗將得到很好的控制，能前所未有的延長可穿戴設備（如健身帶、智能服裝、腕錶和活動追蹤器）所配電池的使用壽命。

Ralf Schellin表示，「BMA400的整體功耗與一般現有的加速度感測器相比，只需要10個百分點的功耗，相當於以前在智能手錶一天充電一次的情況下，現在只要10天充電一次，大大改變了使用者的使用習慣。」

通常加速度計的低功耗和高性能不可兼得，而BMA400在設計時已經同時把這兩個要求設計在產品中。

BMA400是專門為可穿戴設備設計的目前為止無可比擬的產品，除了兼具低功耗和高性能的特點，它的體積只有2.0 x 2.0 x 0.95mm3，可以設計到很微小的手錶、耳環甚至眼鏡當中，得益於其緊湊型的封裝，BMA400可以被集成至其他可穿戴設備中，助力含有時尚元素的可穿戴設備的推廣。

此外，除了用於可穿戴設備，BMA400獨一無二的超低功耗和高性能的結合，還能激發開發者設計出更多IoT相關的應用，甚至養殖業、橋樑震動檢測等無法經常更換電池的IoT應用場景。

BMI085：進軍AR/VR高端市場

增強現實（AR）和虛擬現實（VR）是一個多年來一直持續發展的市場。雖然必要的技術已穩步推進，但乏善可陳的用戶體驗阻礙了其推廣，例如較為嚴重的延遲、不穩定性和噪音會造成眩暈，進而導致噁心和其他各種令用戶感到不適的癥狀。

即使如此，各知名品牌的AR/VR產品仍然爭相上市，使得該領域的前景開始呈現動態發展。

據Digitimes Research預計，從2017年到2022年AR與VR頭戴式設備的全球出貨量年均複合增長率將達到41.6%，更高端的AR/VR設備的銷量是這片市場能不能進一步擴大的關鍵。

Ralf Schellin指出：「低價位的頭戴式顯示器未來兩年會獲得更多的市場份額，但是我們可以看到更多的獨立式的高性能頭盔會長期獲得市場的份額，AR、VR的應用也會快速增長。」

「作為BMI055的下一代產品，BMI085是一款專為虛擬和增強現實應用而設計的高性能慣性測量單元。主要訴求是高性能的表現，專門針對於AR、VR做了數據上的優化。」Ralf Schellin表示。

「高性能增強現實/虛擬現實應用需要極其敏感、精確、堅固和響應迅速的運動感測器。藉助博世BMI085，用戶可以在令人興奮的虛擬和增強現實世界中享受更逼真和愉快的體驗，而不會產生負面的身體反應。」

交互投影模塊將IoT應用推向更高水平

世界上感測器、設備和物聯網應用比比皆是，但我們堅信，我們與技術交互的方式正在經歷一場沉默的革命。在即將到來的十年中，我們預見到互動式激光投影將從根本上改變我們現在的用戶界面概念，以及我們與世界展開技術交互的方式。令人興奮的是，互動式投影現在已經不僅僅出現在電影屏幕中。

Leopold Beer表示，智能手機的觸控屏給消費者創造了一種非常有創造性的交互方式，但是同時也限制了我們的交互方式。因為不管幹什麼我們都需要在一個屏幕上去操作。

「我們需要一個具有魔力的顯示與交互方式。」Ralf Schellin說道。基於這種考慮，博世Sensortec推出了交互投影模塊，該產品具有四大特點：

1、採用RGB激光作為投射光源。向不同距離的物體進行投射時，可自動對焦，即畫面永遠都是清晰的。此外，同樣得益於激光光源，BLM050還可以向曲面等非平面物體上投射畫面。

2、可以在投射的畫面上進行觸控操作。通過在光源上加入紅外光源，再整合一個感應反射光的感測器，就可以檢測用戶手指是在觸碰畫面的哪一個部分，進而讓用戶可以在投射的畫面上完成觸控操作。

3、體積小，易於集成。BML050採用了兩個非常小的MEMS鏡片，其整個體積非常小，可以集成到平板電腦、機器人甚至是可穿戴設備上面。

4、能耗較低。據博世方面介紹，BML050的MEMS微鏡能耗很低，最主要的能耗主要產生自激光光源，設備製造商可以根據自身產品的實際情況選擇不同流明（亮度）的激光源來控制能耗。

「互動式投影模塊體積小，解決了顯示屏大的痛點。且具有超低功耗性能，界面在投影的時候移動，不投影時不需要移動。互動式投影模塊可通過MOEMS技術實現免對焦激光投影，並可靈活地將任何錶面轉變為尤為直觀和具有視覺吸引力的虛擬用戶界面（UI），非常適合與家用電器、智能揚聲器、增強現實眼鏡、可穿戴設備等配合使用。」Leopold Beer表示。

Bosch Sensortec互動式投影模塊的出現，有望推動物聯網各細分領域的應用達到更高水平。Leopold Beer非常看好交互投影應用的發展， 「未來使用場景將會越來越多，更多的使用者將會接受它的價值。三年以後，可能會迎來一個大量爆發期。」

圖4：Bosch Sensortec微機電系統(MEMS)產品領域總負責人Ralf Schellin

MEMS感測器的發展趨勢

隨著終端產品對微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化的要求，感測器也正向更小、更快、更靈活等方向發展。Ralf Schellin最後總結道，未來感測器將會有三大發展趨勢：

第一、感測器和感測器之間的整合。

第二、感測器和MCU以及演算法的整合。

第三、整合之後的連接，比如通過藍牙把感測器和處理器整合在一起，提供獨立的模塊給IoT客戶使用。

這次新推出的三款產品符合上述發展趨勢，可真正滿足新的市場需求：智能運動感測器BMA400可增長可穿戴設備10倍的電池壽命；高性能IMU BMI085可實現逼真的增強和虛擬現實體驗；互動投影模組為新興IoT應用提供靈活的人機界面。

作為MEMS感測器行業的領先廠商，Bosch Sensortec希望通過不斷創新的技術，推動下游應用的發展，致力於為智能手機、電腦、可穿戴和IoT設備等領域提供世界最先進的感測解決方案。

文/半導體行業觀察 劉燚

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