智能感知的市场与发展

  作者:王莹 王金旺 时间:2016-09-28来源:电子产品世界

编者按:本文针对智能感知在智能汽车、智能家居、可穿戴设备、智能工业等物联网中的MCU、连接方案及传感器的应用与发展,邀请相关厂商进行了深入探讨和分析。

传感器

  艾迈斯灵活的传感器平台解决方案

  因为传感器能持续准确地模拟人类感官,因而在许多场合(智能手机、可穿戴设备、车联网等)都可以使用。许多新型设备将能够无缝整合云设备和传感器。在传感器领域,我们相信下一个大事件将是灵活的传感器平台解决方案,某些类型的传感器将能够根据不同的应用进行个性化设置。

  从消费产品来看,一些趋势将会持续存在。比如,每部智能手机都需要接近传感器、环境光传感器和麦克风。但是,对于一些传感器,需要了解其是否会长期被消费者使用,例如生物传感器和环境传感器(气体、压力、湿度、温度等)。将生物传感器的应用从提供健身功能延伸至医学领域是另一发展趋势,这些传感器能够把重要的健康数据远距离传递到医生手中,用来监测病人是否需要及时的医疗救治。生物传感器将会影响很多国家的健康状况和相关的医疗救治费用。

  另外一个新型应用是高端面扫和线扫CMOS图像传感器以及突破性的微型CIS照相机模块,他们将为机器视觉、医疗、视频、交通应用等提供创新型解决方案。

  在智能家居领域,我们将看到住宅和办公室中灯光布置的改变。我们已经开始开发能够调节LED灯色温和亮度的传感器。传感器能够感应使用者何时进入房间,并根据个人偏好改变灯光设置。智能家居也将包含更多传感器来检测空气质量和用户的活动。这些传感器将连接到传感器中心进行数据处理,然后传感器中心发出指令来调整每一间房间的设置。这些传感器必须具备易于操作的使用者界面,让使用者能充分利用传感器的功能。

  新型应用的一个案例是基于超声波传感器开发热量、水、气体测量计。这些传感器更为精准,可以检测到更加微小的泄露,并可通过无线传输向使用者提供反馈,因此能够更好地利用宝贵的自然资源。

  艾迈斯半导体提供一系列智能传感器解决方案,包括适用于医疗/个人健康的传感器解决方案,适用于手机、HABA/物联网和汽车市场的智能环境传感器解决方案,可实现感知、理解和通讯的自主物联网智能照明平台,适用于下一代光学传感器技术光谱传感器等。

  森萨塔:看好中国胎压监测等汽车、工业传感器市场

  2020年预计汽车传感器会达到250亿美元的市场规模,中国市场会达到55亿美元的市场规模,任何一个厂家不可能独占。森萨塔(Sensata)以车用传感器为主,与工业领域不同,汽车业对产品的耐久性、精度和可靠性要求都很高,安装后很少进行更换。

  安全性和舒适性也是汽车的卖点,安全法规的要求,排放的要求,节油的需求等,这也都是有国家标准的。这些都需要传感器的支撑才能实现。

  现在中国市场上胎压传感器只有约20%的装车率,预计到2020年城市法规出台后会达到90%。另外,在中国的十三五规划中,汽车要达到欧VI排放标准,为此也需要传感器的支撑。

  汽车领域的标准化程度更高,比如一年生产千万以上的同款胎压传感器,都需要是一样的品质和性能,对一致性和耐久性要求高。工业传感器(例如电梯、水泵应用上)可能一年上万个就算很多了,且每个客户对电压性能和参数的要求也不同,定制化程度很高。这是工业传感器的特点。

  胎压监测传感器是森萨塔的一个重点,其在全球的市场占有率达50%以上,胎压监测在欧美已经是标配,已经100%安装了,而胎压监测最重要的元器件之一是传感器。森萨塔的胎压传感器在全球有50%以上的市场占有率。森萨塔的特点是自己设计和制造。

  UST车用温度传感器等环境监测产品

  在汽车产业中,环保问题如今已备受关注。为了减少排放,汽车会有相关的尾气净化装置,而如果汽车尾气温度过低,尾气透析仪里的催化剂就不起作用,无法对其进行净化,颗粒物等该分解的不能分解。只有温度在一定的区间范围内,催化剂起作用,才能将氮氧化物转化为氮气和水。

  UST公司的PD200是用于解决这一问题的产品,一般放在尾气排气筒,检测尾气的温度是否达标,然后再继续控制尾气透析仪的执行。实际上,当中国执行国IV标准之后,该产品才会大量生产。

  中国市场对PD200需求量非常大,一年就需要上千万套。因为UST在德国有25年的生产经验,生产非常严格。相比之下,中国制造还处于相对落后的位置。在这样的情况下,UST与山西润玖汽车配件科技公司建立了长期战略合作关系,用UST的芯片在运城生产高温传感器,用于汽车行业。德国生产前端的芯片产品,然后将芯片运往山西,由润玖生产。

  目前,UST正与山西润玖进行的下一步合作是车用空气质量传感器,用于检测车外的空气质量。当外界空气质量变差、对人体有害时,汽车会主动关闭外循环。这个功能在欧洲几乎80%以上的车上都有。

  现在做空气质量检测的产品较多,UST和润玖的产品特点是检测精度高,并且可以检测的气体种类更多,比如甲烷、二氧化碳等。它也可以移植到空气净化器里,而且还有防盗的功能。无论是商店、库房,只要有人进来,气体有变化,就可以检测、预警。

  做传感器:消费类相当于拿工资,汽车和工业才是奖金

  由于压力传感器细分市场多、批量小,因此,定制化的封装较多,客户也比较分散。不像消费类的市场那么透明。

  敏芯能提供的产品,从MEMS芯片到汽车后装市场的芯片、模组和PCBA(成品线路板),诸如水压、汽车的冷媒、机油、空压机等,还有VR(虚拟现实)用5kP PCBA产品,客户再根据其需求做二次封装。此外,还有测量洗衣机液位、一次性血压计、按摩椅上测气压需要用的传感器件。

  在汽车方面,敏芯目前主要做后装的进气管、燃油蒸汽等产品,5kP,还有汽车冷媒传感器、机油压力传感器等。汽车领域能衍生出很多应用,只是封装形式不同。现在汽车上除了高量程的敏芯做不到,“其他核心技术敏芯都有了”,包括传感器、芯片设计、封装和测试都已经掌握,可以根据客户的需求来做定制应用。

  由于现在是政策法规强制要求,汽车冷媒近期需求量会较大。过去压缩机用压力开关,只要测高低就行了。现在为了提高能效,要清晰地知道压缩机里制冷剂的压力。胎压监测系统,敏芯也感兴趣做。这也是因为法规会强制执行。只要生意足够大,胎压监测并不难做。

  * 从消费类向汽车类做

  为何现在敏芯对汽车市场感兴趣?“这是企业选择的过程。”比如敏芯做消费类产品,量大,进入门槛也较低,那敏芯倾向于先做消费类。因为汽车的门槛比较高,研制出新产品得等三年左右才能见销售。如果要做高壁垒的产品,就要有耐心等,这对一家初创公司来说太痛苦了。因此,现在敏芯还没有到这个阶段,预计2017年,胎压监测系统的量上来了,敏芯就会触碰这部分。即在合适的时候做合适的事情。现在国内的技术越来越强,很多产品不是技术达不到,而是时机还没到。

  因为质量提高是一个累积的过程。所以在汽车领域,敏芯先在后装市场做,因为后装市场能发现问题,风险控制得住。累积了以后,就可以做前装。

  而消费电子一定要做。因为消费电子行业相当于工资,汽车、工业等相当于奖金。消费电子虽然利润很低,投入很大,但可以用这么大的量来整合产业链。有了产业链之后,客户才愿意配合你做一些小批量的东西,这就是产业链复用,你的成本控制才会比较好,否则直接做汽车或医疗产品,看似毛利率很高,但其实净利并不高,因为你的产业链和各种成本就摊掉了。

  * 两大挑战

  现阶段,最大的挑战是marketing(市场行销)。因为敏芯做替代性的产品,产业链已经做得较好,技术积累的也差不多了,替代性的产品只要按部就班地去做就行了,没有第一代产品的技术风险。当你要做世界上全新的东西时,那marketing一定要做到很好。

  另一个瓶颈就是细分市场的渠道。因为细分市场不透明,渠道要一点点地去磨时间。敏芯现在这个规模,如果硬磨一个小市场不太合算,所以今后敏芯会逐渐尝试跟别人合作,或是收购一些细分市场的渠道。所以有些公司在技术上并不一定有很大的价值,但它的渠道,以及对这个产品的理解还是很有价值的,这样也很不错。

  * 未来方向

  消费类的特点就要什么都能做,它以后不是靠技术,而是靠规模、生态链/产业链来压制人,没人可以去招惹。目前,敏芯对产业链掌握得比较好,这是敏芯的核心竞争力。

  现在有种趋势,多种传感器集成在一起,即系统集成,需要做算法。敏芯看好工业、高端类的算法。但不太看好消费类算法,因为消费类的算法迟早会免费。

  参考文献:

  [1]王莹,孙俊杰,叶雷.可穿戴传感器的特点与趋势[J].2014(10):11-14.

  [2]王莹.物联网时代,那些当红的传感器[J].2015(10):14-18.

  [3]王莹,叶木子.物联网时代,MEMS传感器发展面临更多挑战[J].2015(10):16-21.

  [4]Christopher Lohmeier,Tom Veik.基于智能电池传感器(IBS)的电池管理对未来汽车设计的成功至关重要[J].2015(10):42-46.

本文来源于中国科技期刊必威娱乐平台 2016年第9期第13页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

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关键词: 智能感知 智能汽车 智能工业 传感器 201610

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