智能芯片将引領時代新思潮

在剛剛落下(xià)帷幕的2018年慕尼黑上海電(diàn)子展上，全球領先的MEMS傳感器供應商(shāng)Bosch Sensortec面向中(zhōng)國市場正式發布三款重磅産品，其中(zhōng)包括兼具低功耗和高性能完美适用于可穿戴設備的加速度計BMA400、适用于AR/VR的高性能慣性測量單元（IMU）BMI085和用于物(wù)聯網中(zhōng)虛拟用戶界面的交互式投影模塊。

會上，Bosch Sensortec亞太區總裁Leopold Beer先生(shēng)和MEMS産品領域全球負責人Ralf Schellin先生(shēng)向筆者介紹了近年來博世的發展情況，三款全新産品，以及在博世的理解中(zhōng)，什麽樣的芯能夠帶領我(wǒ)(wǒ)們走進未來的智能世界。

智能時代的傳感器

作爲物(wù)理世界和數字世界之間的接口，傳感器和換能器已經從技術上的波瀾不驚轉變成爲汽車(chē)安全、安防、醫療保健、物(wù)聯網（IoT）和人工(gōng)智能（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(wù)理和電(diàn)氣性能方面經曆了革命性改變，同時引發了傳感器集成方面的新思想——範圍從傳感器融合到應用在類似霧計算的架構中(zhōng)的基于AI的傳感器處理算法的生(shēng)成。

Bosch Sensortec亞太區總裁Leopold Beer表示：“全球MEMS市場目前大(dà)概有50億美元規模，主要應用于除了汽車(chē)之外(wài)，還有手機、消費(fèi)類、工(gōng)業等領域。目前智能手機中(zhōng)用到了大(dà)量傳感器如陀螺儀、壓力傳感器、溫濕度傳感器等，但是未來MEMS傳感器增長的方向不止是手機，其他消費(fèi)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(zī)方向。”

爲了适應這一(yī)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(yuán)工(gōng)，遍布60多個不同的國家，分(fēn)屬在四大(dà)不同的事業部，分(fēn)别爲汽車(chē)以及智能交通技術部門，工(gōng)業技術、能源建築以及消費(fèi)品。

在Leopold Beer看來，即便是在消費(fèi)電(diàn)子市場，博世也是全球最大(dà)的MEMS傳感器提供廠商(shāng)。他表示，博世已經準備好在多個領域裏擴展産品應用，爲使用設計者提供更合适的解決方案。

“2007年，智能手機大(dà)量發力，傳感器已經遍布到所有的手機當中(zhōng)，從一(yī)開(kāi)始的加速度傳感器到陀螺儀、壓力傳感器、濕度溫度傳感器都是博世成長主要的因素。但是我(wǒ)(wǒ)們看到未來的方向不隻是手機，消費(fèi)類電(diàn)子設備，包括AR、VR、智能眼鏡、智能工(gōng)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(qù)做更多的投資(zī)。”Leopold Beer強調。

那麽博世在産品方面又(yòu)是如何踐行自己的諾言的呢？

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産品如新型智能手表、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将從今年的1.132億件增加到2021年的約2.223億件。

但是，随着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(xiǎo)尺寸的集成了運動檢測性能的可穿戴設備應用而生(shēng)。

由于“永不斷訊”功能的要求，可穿戴設備需要頻(pín)繁充電(diàn)，這就需要一(yī)個低功耗的解決方案讓電(diàn)池續航能力更強。

同時，爲了更好的适應消費(fèi)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(wài)，可穿戴設備也會衍生(shēng)出更多元化的産品，包括手表、耳環到珠寶、服飾等。

爲了滿足可穿戴設備提出的需求，BMA400應運而生(shēng)。

據介紹，這款加速度傳感器所需耗電(diàn)量僅爲現有加速度計的十分(fēn)之一(yī)，内置的計數器功耗僅有4μA，而且還内置了一(yī)個智能電(diàn)源管理系統，可以根據使用環境的變化啓動到不同的模式，整體(tǐ)功耗将得到很好的控制，能前所未有的延長可穿戴設備（如健身帶、智能服裝、腕表和活動追蹤器）所配電(diàn)池的使用壽命。

Ralf Schellin表示，“BMA400的整體(tǐ)功耗與一(yī)般現有的加速度傳感器相比，隻需要10個百分(fēn)點的功耗，相當于以前在智能手表一(yī)天充電(diàn)一(yī)次的情況下(xià)，現在隻要10天充電(diàn)一(yī)次，大(dà)大(dà)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産品中(zhōng)。

BMA400是專門爲可穿戴設備設計的目前爲止無可比拟的産品，除了兼具低功耗和高性能的特點，它的體(tǐ)積隻有2.0 x 2.0 x 0.95mm³，可以設計到很微小(xiǎo)的手表、耳環甚至眼鏡當中(zhōng)，得益于其緊湊型的封裝，BMA400可以被集成至其他可穿戴設備中(zhōng)，助力含有時尚元素的可穿戴設備的推廣。

此外(wài)，除了用于可穿戴設備，BMA400獨一(yī)無二的超低功耗和高性能的結合，還能激發開(kāi)發者設計出更多IoT相關的應用，甚至養殖業、橋梁震動檢測等無法經常更換電(diàn)池的IoT應用場景。

BMI085：進軍AR/VR高端市場

增強現實（AR）和虛拟現實（VR）是一(yī)個多年來一(yī)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(tǐ)驗阻礙了其推廣，例如較爲嚴重的延遲、不穩定性和噪音會造成眩暈，進而導緻惡心和其他各種令用戶感到不适的症狀。

即使如此，各知(zhī)名品牌的AR/VR産品仍然争相上市，使得該領域的前景開(kāi)始呈現動态發展。

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将達到41.6%，更高端的AR/VR設備的銷量是這片市場能不能進一(yī)步擴大(dà)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(wǒ)(wǒ)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。”

“作爲BMI055的下(xià)一(yī)代産品，BMI085是一(yī)款專爲虛拟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，專門針對于AR、VR做了數據上的優化。”Ralf Schellin表示。

“高性能增強現實/虛拟現實應用需要極其敏感、精确、堅固和響應迅速的運動傳感器。借助博世BMI085，用戶可以在令人興奮的虛拟和增強現實世界中(zhōng)享受更逼真和愉快的體(tǐ)驗，而不會産生(shēng)負面的身體(tǐ)反應。”

交互投影模塊将IoT應用推向更高水平

世界上傳感器、設備和物(wù)聯網應用比比皆是，但我(wǒ)(wǒ)們堅信，我(wǒ)(wǒ)們與技術交互的方式正在經曆一(yī)場沉默的革命。在即将到來的十年中(zhōng)，我(wǒ)(wǒ)們預見到交互式激光投影将從根本上改變我(wǒ)(wǒ)們現在的用戶界面概念，以及我(wǒ)(wǒ)們與世界展開(kāi)技術交互的方式。令人興奮的是，交互式投影現在已經不僅僅出現在電(diàn)影屏幕中(zhōng)。

Leopold Beer表示，智能手機的觸控屏給消費(fèi)者創造了一(yī)種非常有創造性的交互方式，但是同時也限制了我(wǒ)(wǒ)們的交互方式。因爲不管幹什麽我(wǒ)(wǒ)們都需要在一(yī)個屏幕上去(qù)操作。

“我(wǒ)(wǒ)們需要一(yī)個具有魔力的顯示與交互方式。”Ralf Schellin說道。基于這種考慮，博世Sensortec推出了交互投影模塊，該産品具有四大(dà)特點：

1、采用RGB激光作爲投射光源。向不同距離(lí)的物(wù)體(tǐ)進行投射時，可自動對焦，即畫面永遠都是清晰的。此外(wài)，同樣得益于激光光源，BLM050還可以向曲面等非平面物(wù)體(tǐ)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(wài)光源，再整合一(yī)個感應反射光的傳感器，就可以檢測用戶手指是在觸碰畫面的哪一(yī)個部分(fēn)，進而讓用戶可以在投射的畫面上完成觸控操作。

3、體(tǐ)積小(xiǎo)，易于集成。BML050采用了兩個非常小(xiǎo)的MEMS鏡片，其整個體(tǐ)積非常小(xiǎo)，可以集成到平闆電(diàn)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，最主要的能耗主要産生(shēng)自激光光源，設備制造商(shāng)可以根據自身産品的實際情況選擇不同流明（亮度）的激光源來控制能耗。

“交互式投影模塊體(tǐ)積小(xiǎo)，解決了顯示屏大(dà)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。交互式投影模塊可通過MOEMS技術實現免對焦激光投影，并可靈活地将任何表面轉變爲尤爲直觀和具有視覺吸引力的虛拟用戶界面（UI），非常适合與家用電(diàn)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交互式投影模塊的出現，有望推動物(wù)聯網各細分(fēn)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， “未來使用場景将會越來越多，更多的使用者将會接受它的價值。三年以後，可能會迎來一(yī)個大(dà)量爆發期。”