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智能穿戴产业的拓展依托MEMS技术的发展

2018年02月07日 17:06 次阅读

有人说,下一波推动电子产业快速增长的机会是物联网,而物联网的市场发展将在很大程度上依赖于包括MEMS在内的传感器技术。

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

“MEMS powered”创新无处不在

MEMS传感器经历了从汽车延伸到手机的快速成长,现在正在拓展智能穿戴,再到IoT和工业4.0,成长空间巨大。而其中,中国手机和智能穿戴等消费电子厂家采用的MEMS传感器越来越多。“有数据表明,他们所占全球MEMS的市场份额,已经从2011年的9%提升到2015年的30%。”Neil指出。

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

健康监测、运动监测、贵重物品跟踪……各种应用场景在生活中无处不在

“曾经有一个火灾报道,两个消防员进入火场之后因为找不到回来的路而牺牲了。如果有一个集成MEMS惯性传感器的电子设备可以在室内实现自动导航,自动记录你的运动轨迹从而指导你按照这个轨迹安全返回,就不会有这样的悲剧发生。”Neil以一个真实的消防悲剧故事开启了MEMS创新应用的分享。事实上,MEMS在导航中的应用已经远不是什么黑科技,包括陀螺仪、加速度传感器等ADI公司的MEMS惯性传感器在机器人导航、安全跟踪等类似应用中获得采访,但相关的创新应用机会依然很多有待开发。

MEMS对于生活中可能接触到的应用而言,近年来大家耳熟能详的应该是在监控监测方面的应用,特别是手环和智能手表等可穿戴产品。“实际上可穿戴产品市场还有大量不一样的监测应用,这些创新应用正在层出不穷涌现。”Neil指出,并罗列了多个应用案例:用于执行任务过程的爆炸冲击检测的士兵安全头盔;在跆拳道和拳击运动员以及冰球等类似身体对抗很激烈的一些比赛以及训练中可以通过在衣服等装备中采用MEMS传感器,实现对抗中各种力度和方位数据监测,达到智能训练的目的;实现箭速、飞行动力学和弓性能等信息分析的高精度箭术运动……

“同样对于可穿戴,我们还可以更广泛地应用到奶牛、宠物以及贵重物品的监测上,这些是我们平常大家接触不是特别多的,但是所有这些点都会是MEMS潜在的增长点。”Neil表示,“万物互联的潜在市场远大于我们今天所说的手机或者我们大家现在所了解的可穿戴,有可能家里面所有的家电、所有的门窗都要放一个MEMS传感器。比如说我一推门进来,家里面的媒体产品打开,晚上起来还可以自动把夜灯打开,这个市场需求非常大。”

低功耗、小尺寸、高精度,让创新应用成为可能

近年来,ADI公司的MEMS产品获得包括Withings、中国小米、卡西欧等众多全球领先用户的采纳。“为什么ADI在这些产品里面赢得了市场份额,或者说在我们的售价相对比较高的时候选择ADI的MEMS传感器?总结主要有三点:第一是功耗;第二是精度;第三是尺寸,正是这三点优势帮我们赢得了市场。”Neil指出。

可穿戴产品用户通常最大的痛点便是需要频繁充电,这也是小米定义其手环之初就准备解决的痛点。它的产品在测试的时候,就是说如果不考虑振子频繁振动的情况下,持续使用时间可以达到三个月,所以保守的说可以达到用户一个月不用充电,工作功耗低至1.8uA 的ADXL362轻松帮助小米实现了其超低功耗的设计,而这款产品在2015年实现了约1200万的出货量,一举使小米成为全球第二大手环制造商。“像有客户给每一个奶牛的脖子上都戴一个MEMS传感器进行奶牛监测,有客户通过了薄膜切断型燃气表来实现五级以上的地震自动切断以防止二次灾害的发生……这头奶牛直到死掉,或者燃气表下一次更新换代之前都不需要换电池,否则人力成本和时间成本太高了。”Neil指出。

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

小米官方微博--为什么小米手环使用ADI公司的ADXL362加速度计?

“经常有人戴智能手环坐飞机国际旅行,在飞机上不可能有很大的运动量,但你一下飞机手环就显示你走了数千步。这个与实际情况出入很大的计步结果是如何出来的?这就是由于传感器精度问题造成的。”对于MEMS传感器的精度问题,Neil给出了一个常见的计步严重偏差的例子,“这是加速度计的采样频率不够,导致将飞机高频振动计算成规律的低频运动,也可能是传感器对高频滤波处理不当,导致传感器不能实现对高频信号干扰滤除”。

第三个重要的性能指标是尺寸。“这个很容易理解了,比如说头盔上佩戴的和装在护栏上的,这也是国内的一个项目,装在护栏上,如果车辆碰撞了都知道哪一块出现碰撞,这都需要尺寸非常小,所以对尺寸上也是有很高的要求。”Neil指出。事实上,MEMS近年来在很多创新应用中,对产品尺寸都有非常苛刻的要求,例如珠宝等奢侈品的安全跟踪、便携导航功能需要的陀螺仪、磁力计MEMS,甚至我们的信用卡里面都有机会用到MEMS,这些都要求MEMS够小、够薄。

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

基于ADI MEMS陀螺仪和MEMS 加速度计的大疆无人机

ADI,让MEMS超越一切可能

“作为最早进行MEMS研发的企业之一,ADI在相关技术研发上一直走在世界的前列,MEMS让创新超越一切可能,我们一直在让MEMS超越一切可能。”Neil指出。据悉,ADI公司在上世纪八十年代即开展了MEMS产品和技术的研发,2002年其MEMS产品出货量已达到一亿片!而三年前出货量已经超过10亿片。其多款MEMS产品在性能和功能在业界保持领先地位。

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

ADI创新MEMS产品线发展roadmap

“前面介绍过的在小米手环上获得应用的ADXL362,四年前推出时就是全球功耗最低的加速度计。而直到今天,它依然是该领域的最低功耗记录保持者。”Neil指出。事实上,类似的纪录保持者在ADI还不少,据Neil指出,该公司2011年发布的第一颗能够支持到175度高温的双轴iMEMS加速度计ADXL206,直到今天ADI还是唯一一家能够做到支持175度高温传感器的厂商。此外,ADXL375是同类最高带宽和最低功耗的3轴、200g数字MEMS加速度计;战术级10自由度传感器ADIS16488在重力加速度效应、温度系数和带宽等重要特性方面超过所有其它同类陀螺仪/IMU产品(改善最多可达100倍)……

MEMS产品与技术如何拓展智能穿戴产业

“无论是小米还是大疆的无人机,他们为什么选择ADI的产品?MEMS器件的高性能带来的安全和可靠性非常重要。”Neil指出。事实上,在市场竞争日益激烈、越来越强调产品“TIme to market”重要性的今天,除了在精度、尺寸和功耗这三大metric之外,很多厂商还有更深层的关注,即整体设计技术支持。“传统的传感器市场一般是传感器提供一个原始数据,而我们的传感器将越来越多的上层处理放到单芯片里面,包括数据的处理、算法的处理等。”Neil介绍。

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华灿光电重组方案经并购重组委审核获得有条件通过,该公司从今日起复牌。2016年10月,华灿光电披露拟...

发表于 2018-01-26 09:09 232次阅读
华灿光电收购美新半导体过会 国内首个MEMS领域...

基于MEMS工艺实现简易快速地制备不同的微阵列结...

当前以MEMS为基础的细胞微阵列芯片受到科研人员广泛重视。通过微加工技术在基底上构建微尺度的图形结构...

发表于 2018-01-25 12:28 653次阅读
基于MEMS工艺实现简易快速地制备不同的微阵列结...

MEMS产业向多传感器集成方向前进状况简析

智能时代,传感器作为感知特定环境的基石正变得越来越重要。当人们被各种各样的智能产品所包围的时候,无论...

发表于 2018-01-25 08:57 4245次阅读
MEMS产业向多传感器集成方向前进状况简析

哈佛大学推出MEMS微型机器人 可在拾取、包装甚...

哈佛大学过去开发的机器人Delta手臂通常用在组装生产线,其速度和灵巧度决定了工作空间需要足够大,如...

发表于 2018-01-22 11:45 1190次阅读
哈佛大学推出MEMS微型机器人 可在拾取、包装甚...

2018年无人驾驶汽车传感器创新技术展望(毫米波...

MEMS让无人驾驶汽车看到路面、阅读交通标志、检测物体、分类、感知速度/轨迹和其他车辆,随着自动驾驶...

发表于 2018-01-20 17:13 2607次阅读
2018年无人驾驶汽车传感器创新技术展望(毫米波...

意法半导体谈MEMS的发展 非常看好汽车和工业

在MEMS传感器的新闻发布会,ST谈论了MEMS的发展现状,ST做了20年的MEMS 传感器,优势是...

发表于 2018-01-19 16:14 348次阅读
意法半导体谈MEMS的发展 非常看好汽车和工业

我国工业传感面临的挑战和工业常用传感器分析

传感器技术发展迅速,探测精度提高、制作成本降低、芯片体积减小,应用非常广泛。传感器技术甚至已成我国工...

发表于 2018-01-19 09:47 290次阅读
我国工业传感面临的挑战和工业常用传感器分析

ADI:将异构制造的话题作为产业未来发展趋势的一...

ADI公司总裁兼首席执行官Vincent Roche在对2018年的技术趋势展望一文《这些创新将影响...

发表于 2018-01-18 11:29 1032次阅读
ADI:将异构制造的话题作为产业未来发展趋势的一...

意法半导体产品:消费应用将成首要市场,亟待突破成...

从2007年到2012年,MEMS市场的年复合增长率将达到14%。为了满足市场需求,MEMS企业和F...

发表于 2018-01-18 11:29 144次阅读
意法半导体产品:消费应用将成首要市场,亟待突破成...

没有物联网卡,智能穿戴设备会是怎样的?

发表于 2018-01-17 17:14 146次阅读
没有物联网卡,智能穿戴设备会是怎样的?

陀螺仪在火箭上怎么运用?原来它的原理是这么神奇

陀螺仪在很多地方都可以看得到。手机、工控装备等,随着物联网技术的发展,它的应用只会越来越多。陀螺仪是...

发表于 2018-01-17 16:06 2141次阅读
陀螺仪在火箭上怎么运用?原来它的原理是这么神奇

MEMS光开关控制原理解析

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微机电系统)是指将微型机...

发表于 2018-01-17 09:51 244次阅读
MEMS光开关控制原理解析

基于GTI的1x3波长复用/解复用器的系统级性能...

波分复用器和解复用器几乎是所有WDM系统和网络的主要组成部分。从传统意义上讲,多路复用/解复用器(d...

发表于 2018-01-17 09:48 134次阅读
基于GTI的1x3波长复用/解复用器的系统级性能...

ADI新产品为添新功能,应用MEMS陀螺仪和加速...

在ADI公司的一间会议室中,Howard Wisniowski用一只手拿起比纪念邮票稍大一点的演示板...

发表于 2018-01-17 09:47 226次阅读
ADI新产品为添新功能,应用MEMS陀螺仪和加速...

各种创新消费类产品的MEMS传感器应用设计

MEMS即微机电系统,是利用微米级立体结构实现感应和执行功能的一项关键技术。其中,微米级立体结构是利...

发表于 2018-01-17 09:46 163次阅读
各种创新消费类产品的MEMS传感器应用设计

美新半导体:三合一MEMS芯片实现更高性价比

美新半导体在世界上首次将传感器、模拟信号以及数字信号处理三者整合在一块芯片上,可以测量X,Y两个独立...

发表于 2018-01-17 09:42 213次阅读
美新半导体:三合一MEMS芯片实现更高性价比

基于MEMS技术的加速度传感器分析与应用

MEMS技术正在逐步走向民用和消费类市场,我们正处于“MEMS狂潮”的开端,ST将以其完善的生产基础...

发表于 2018-01-17 07:28 316次阅读
基于MEMS技术的加速度传感器分析与应用

基于MEMS技术的芯片ADXL202 的应用设计...

本文阐述了一种基于MEMS 技术的芯片ADXL202 的应用设计与集成。介绍了ADXL202 的测试...

发表于 2018-01-17 07:19 163次阅读
基于MEMS技术的芯片ADXL202 的应用设计...

基于新型三明治结构的MEMS微波功率传感器结构设...

本文提出了一种新型的三明治结构MEMS微波功率传感器结构,与传统传感器相比,新结构由于采用了垂直传热...

发表于 2018-01-17 05:31 198次阅读
基于新型三明治结构的MEMS微波功率传感器结构设...

基于数字式MEMS加速度传感器ADXL213的倾...

本文提出一种基于数字式MEMS(微电子机械系统)加速度传感器ADXL213的倾角测量装置,该装置采用...

发表于 2018-01-17 05:26 116次阅读
基于数字式MEMS加速度传感器ADXL213的倾...

一种适用于MEMS振荡器的制造工艺介绍与分析

对MEMS振荡器的已超过四十个年头,然而最近才走向商用化,其中最大的一个障碍是开发一种经济并足够纯净...

发表于 2018-01-17 03:41 220次阅读
一种适用于MEMS振荡器的制造工艺介绍与分析

物联网时代 智能穿戴设备的挑战与解决方案

发表于 2018-01-06 10:09 240次阅读
物联网时代 智能穿戴设备的挑战与解决方案

解析Nordic的最新蓝牙芯片nRF52832

发表于 2018-01-06 09:52 119次阅读
解析Nordic的最新蓝牙芯片nRF52832

TI低功耗蓝牙芯片CC2541特性点

发表于 2017-12-23 11:23 209次阅读
TI低功耗蓝牙芯片CC2541特性点

2018北京少儿智能产品展-双11-360儿童智能产品优惠开启

发表于 2017-11-27 11:17 301次阅读
2018北京少儿智能产品展-双11-360儿童智能产品优惠开启

智能手环必备

发表于 2017-11-15 23:25 237次阅读
智能手环必备

智能穿戴告诉你,无线充电才是大势所趋?

发表于 2017-11-15 10:46 1008次阅读
智能穿戴告诉你,无线充电才是大势所趋?

MEMS振动监控:从加速度到速度

发表于 2017-08-16 09:06 1058次阅读
MEMS振动监控:从加速度到速度

利用MEMS陀螺仪实现低噪声反馈控制设计

发表于 2017-08-12 15:38 944次阅读
利用MEMS陀螺仪实现低噪声反馈控制设计

【WaRP7试用体验】WaRP7智能穿戴开发板测评(1)

发表于 2017-08-07 20:04 623次阅读
【WaRP7试用体验】WaRP7智能穿戴开发板测评(1)