【導讀】博世傳感器（Bosch Sensortec）在前不久的慕尼黑上海電子展上發(fā)布了幾款傳感器新品，其中有一款顆粒物傳感器——據說(shuō)達到了全球最小，市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品比這顆傳感器大了450倍，還是挺讓人驚艷的。
借著(zhù)博世發(fā)布的這幾款新品的契機，加上我們還特別在慕展上專(zhuān)訪(fǎng)了Bosch Sensortec全球戰略及市場(chǎng)負責人Sebastien Therond先生，我們來(lái)談?wù)凚osch Sensortec的市場(chǎng)布局，及消費類(lèi)傳感器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
Bosch Sensortec全球戰略及市場(chǎng)負責人 Sebastien Therond
博世MEMS傳感器是什么水平？
其實(shí)在Bosch Sensortec亞太區總裁王宏宇先生于媒體發(fā)布會(huì )呈現Bosch Sensortec當前的市場(chǎng)地位時(shí)，我們還是有些意外的。至少在消費電子和移動(dòng)設備領(lǐng)域，Bosch Sensortec這兩年都超過(guò)了意法半導體和TDK，成為MEMS領(lǐng)域年度營(yíng)收最高的企業(yè)——而且是從2019年往后就如此的。
其實(shí)從整個(gè)博世（Bosch）集團的財報，基本看不到Bosch Sensortec的信息，僅在業(yè)務(wù)板塊介紹的“Mobility Solutions”之下的汽車(chē)電子，能夠看到提及Bosch Sensortec GmbH。我們翻看了博世幾年的財報，Bosch Sensortec的財務(wù)核算應該是放在了Mobility Solutions下面，而不是Consumer Goods中的。
這家公司，Bosch Sensortec所用的know-how主要來(lái)自汽車(chē)微系統技術(shù)，以此為基礎開(kāi)發(fā)消費電子設備上的傳感器。這應該就是該運營(yíng)主體上級單位是汽車(chē)的原因。而Mobility Solutions就是博世旗下最大的盈利業(yè)務(wù)，，占到整個(gè)集團總營(yíng)收的將近六成。
王宏宇在介紹中也提到了博世傳感器（Bosch Sensortec）是2005年成立的，“當時(shí)我們看到可以將車(chē)用技術(shù)應用到消費類(lèi)，也正是因為消費類(lèi)MEMS市場(chǎng)的發(fā)展?！倍┦缹τ贛EMS傳感器的研發(fā)最初可以追溯到1995年，“當時(shí)比較核心的技術(shù)是深反應離子刻蝕（Deep Reaction Ion Etching，也被業(yè)內稱(chēng)為Bosch process），這個(gè)工藝現在也被MEMS行業(yè)廣泛應用?！?/p>
目前Bosch Sensortec提供的傳感器產(chǎn)品，主要包含有四類(lèi)，分別是運動(dòng)傳感器和智能傳感器系統、環(huán)境傳感器、聲學(xué)微系統、顯示解決方案。應用到包括智能手機、耳穿戴設備（所謂的hearables）、可穿戴設備、AR/VR眼鏡及頭盔、筆記本和平板電腦、機器人與無(wú)人機、游戲和電視，以及物聯(lián)網(wǎng)/白色家電/智能家居。
Sebastien說(shuō)，Bosch Sensortec目前最強的是運動(dòng)傳感器（motion sensor），包括慣性傳感器、壓力傳感器（尤其liquid resistant-防液體壓力傳感器）；另外，“我們在氣體傳感方面也很強”。
“聲學(xué)對我們而言是個(gè)新的領(lǐng)域”——Bosch去年收購了MEMS揚聲器廠(chǎng)商Arioso Systems，這對Bosch而言，應該是非常重要的一步——“我們通過(guò)收購獲得了很棒的技術(shù)，產(chǎn)品現在還沒(méi)有上市”，Sebastien在采訪(fǎng)中反復提到了MEMS揚聲器產(chǎn)品，言及Arioso的技術(shù)很獨特，在傳感器尺寸、功耗方面很出色，未來(lái)大概可以期待一下；此外，王宏宇還提到“顯示解決方案”“正在構建”，主要是應用到VR市場(chǎng)上。
“在MEMS行業(yè)里，可能博世是唯一一家在消費類(lèi)和汽車(chē)市場(chǎng)表現都很好的企業(yè)——正是因為我們有這兩個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)經(jīng)驗，可以形成互補?！蓖鹾暧钫f(shuō)。
“這包含兩方面。其一，我們在不同的垂直領(lǐng)域與客戶(hù)廣泛合作，將我們的解決方案帶到市場(chǎng)，基于我們的傳感器和不同使用場(chǎng)景去適配?！盨ebastien在談到不同領(lǐng)域的傳感器相互借鑒時(shí)說(shuō)，“博世的其他業(yè)務(wù)部門(mén)也在使用我們的傳感器。尤其是消費和汽車(chē)業(yè)務(wù)之間，我們在傳感器方面有很深入的合作?！?/p>
“原本針對汽車(chē)安全相關(guān)的系統，如氣囊、ABS、ESP等，我們開(kāi)發(fā)了MEMS傳感器。而2005年Bosch Sensortec的成立就是為了將技術(shù)帶到消費市場(chǎng)。此后消費市場(chǎng)發(fā)展迅猛，有時(shí)我們會(huì )反過(guò)來(lái)把消費領(lǐng)域的創(chuàng )新帶到汽車(chē)上。所以博世能夠從不同市場(chǎng)中受益，這也幫助我們Bosch Sensortec進(jìn)一步提升產(chǎn)品，并應用到不同的用例上?！盨ebastien說(shuō)。
王宏宇也談到：“底層MEMS設計、工藝、生產(chǎn)，這個(gè)團隊是同一個(gè)團隊”，“基礎技術(shù)、生產(chǎn)工藝是共用的；汽車(chē)和消費類(lèi)傳感器是不分開(kāi)的”?！跋M類(lèi)產(chǎn)品可以給汽車(chē)貢獻的是量”，比如手機出貨量相較汽車(chē)是高出很多的，“這些量回饋到技術(shù)的完善和提高”，“包括晶圓廠(chǎng)的運營(yíng)質(zhì)量，和量都有很大的關(guān)系”。
后期消費類(lèi)MEMS傳感器開(kāi)始“反哺”汽車(chē)領(lǐng)域，比如基于消費市場(chǎng)更早出現高集成度的趨勢，“汽車(chē)也有這樣的趨勢，就像以前只有兩軸陀螺儀，現在自動(dòng)駕駛需要六軸傳感器——這些我們已經(jīng)在消費產(chǎn)品中做好了準備”；另外還有汽車(chē)不同的電子元器件越來(lái)越有低功耗需求，“我們在消費類(lèi)產(chǎn)品上已經(jīng)積累了很多低功耗設計的經(jīng)驗?！?/p>
所以Sebastien總結Bosch在消費電子與移動(dòng)設備領(lǐng)域MEMS市場(chǎng)成為第一有兩個(gè)要素，其一是同時(shí)立足于消費與汽車(chē)市場(chǎng)，我們“在兩個(gè)不同的市場(chǎng)都有很好的理解，都能做出創(chuàng )新”；其次則在于“和競爭對手相比，Bosch Sensortec專(zhuān)注在傳感器上，而不在其他類(lèi)別的產(chǎn)品上”，“這是我們的核心能力”，則“在傳感器層級，我們能夠真正理解所有客戶(hù)的使用場(chǎng)景”，因此也就能夠“持續提升性能、縮減尺寸與功耗，提供更好的解決方案”。
從新產(chǎn)品談MEMS傳感器的發(fā)展趨勢
王宏宇在發(fā)布會(huì )答記者問(wèn)環(huán)節提到了傳感器發(fā)展的三大趨勢，更高的集成度、尺寸變小、走向低功耗。這幾點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)還是十分理所應當；我們認為，大概還可以加上AI或智能——不過(guò)這可能也是走向更高集成度或低功耗的表現。這次發(fā)布的幾款傳感器產(chǎn)品，多少也能夠體現這幾個(gè)趨勢。
4款新品中最吸引我們目光的是在博世宣傳中、比競品小450倍的BMV080顆粒物傳感器，博世稱(chēng)其為“全球最小的顆粒物傳感器”。這類(lèi)傳感器的主要作用是空氣質(zhì)量檢測，如測量PM2.5；所以應用場(chǎng)景涵蓋了空氣凈化器、智能溫控器等。Sebastien說(shuō)，由于其尺寸格外小，所以就可以用到可穿戴設備里，比如說(shuō)智能眼鏡——用于本地檢測空氣質(zhì)量，給用戶(hù)提供信息，了解周遭環(huán)境情況。
有關(guān)尺寸做小，Sebastien解釋說(shuō)主要是因為這款傳感器采用了光學(xué)方法，“傳感器內部有兩個(gè)二極管，一個(gè)發(fā)射激光，另一個(gè)檢測顆粒物的反射；如此就能測量顆粒物濃度”；用光學(xué)組件也就避免了傳統方法的大尺寸。因此BMV080傳感器的結構中沒(méi)有風(fēng)扇，也就不會(huì )產(chǎn)生噪音；無(wú)風(fēng)扇也就沒(méi)有積塵，故免維護，測量精度長(cháng)時(shí)間保持同一水準。
據說(shuō)這種采用光學(xué)檢測方法的無(wú)風(fēng)扇設計在整個(gè)行業(yè)里是“獨一無(wú)二”的；而且博世的宣傳資料中也強調其“高性能”，有著(zhù)精準的測量水平。猜測這顆傳感器的成本應該會(huì )比傳統方案更高，Sebastien提到未來(lái)基于產(chǎn)品用量的增加，成本會(huì )對應得向現有技術(shù)看齊；而且“考慮設備整體成本，小尺寸是有利于節省潛在材料成本的，所以我們認為還是很有吸引力”。
而這次發(fā)布的“可編程AI傳感器BHI360/BHI380”則應該是能夠體現“低功耗”和“更高集成度”趨勢的傳感器。這款新品本身是IMU——慣性傳感器，或者叫運動(dòng)傳感器；這里“可編程”與“AI”主要體現在其中集成了“一顆較小的微控制器”，“在傳感器上就能處理數據”，因此能減少系統功耗。
Sebastien認為，為傳感器加入數據處理和AI能力，“第一能降低功耗”，“因為不需要去調用功耗更高的AP”；“第二在數據隱私方面有很大優(yōu)勢，因為不需要和云做交互”；此外，“用AI去識別特定的信號，提升了傳感器的數據質(zhì)量，甚至讓傳感器在應用中的角色變得更重要”；最后，在傳感器融合（sensor fusion）的趨勢下，不同傳感器信號借助于邊緣AI，開(kāi)拓了全新的應用場(chǎng)景。
有關(guān)“AI”在這顆傳感器上的具體應用，Sebastien舉了識別運動(dòng)類(lèi)型、行為方式、特定姿勢的例子，即模型在學(xué)習某種特定的運動(dòng)模式以后，就能做出識別?！氨热珉哦^肌訓練”，“可穿戴設備因此就能給用戶(hù)提供更有價(jià)值、有關(guān)訓練類(lèi)型的信息”。
在這顆傳感器的開(kāi)發(fā)上，博世會(huì )向客戶(hù)提供AI模型——應當是個(gè)預訓練模型?；诓┦捞峁┑摹白詫W(xué)習AI算法”，“我們把模型基礎先做好，交給客戶(hù)，客戶(hù)可以根據自己的需要做二次開(kāi)發(fā)，傳感器則在某種程度上提升了智能性?！蓖鹾暧钫劦?。
這兩款傳感器的應用范圍涵蓋耳穿戴設備、可穿戴設備、智能手機、平板、智能家居等；Sebastien概括其特性在尺寸小、功耗低。在更具體的應用上，比如空間音頻的頭部定位——這也是我們與Sebastien對話(huà)中，他提到TWS耳機接下來(lái)的發(fā)展方向；還有前文提到的姿勢檢測、運動(dòng)識別等。
還有兩款新發(fā)布的傳感器，分別是防水壓力傳感器BMP585和基于隧道磁阻的磁力計BMM350。
如Sebastien所說(shuō)，壓力傳感器是Bosch Sensortec的強項，BMP585這類(lèi)產(chǎn)品不止是防水，還能防包括某些腐蝕性液體；超低功耗、精度高——可在水下精準檢測厘米級高度變化。王宏宇在發(fā)布會(huì )上談到，這款產(chǎn)品“可以用于非常精準的導航”，另外還有測量身體位置變化，“比如俯臥撐、引體向上——身體在動(dòng)的時(shí)候，傳感器可以測出壓力差”，也就實(shí)現了更好的身體跟蹤，可應用于運動(dòng)健康。
而B(niǎo)MM350磁力計的特點(diǎn)是“非常小”，封裝尺寸在1.28x1.28x0.6mm，不僅適用于電動(dòng)車(chē)、兩輪車(chē)，也可用于可穿戴、耳穿戴設備，包括VR眼鏡等應用。王宏宇介紹說(shuō)BMM350在經(jīng)過(guò)重新設計以后，特定場(chǎng)景下功耗降到了過(guò)去的1/20；另外它在噪聲方面有優(yōu)勢，相較BMM150性能提高近70%，噪聲降到1/3，靈敏度提升將近4倍。將其用于A(yíng)R/VR頭戴設備的頭部定位、追蹤，基于系統更低的延遲，就能顯著(zhù)降低可能存在的眩暈感。
博世的中國市場(chǎng)和未來(lái)
上述四款產(chǎn)品大致上，應該能夠佐證博世眼中MEMS傳感器的發(fā)展趨勢。在這些趨勢和市場(chǎng)需求的帶動(dòng)下，即便當下正處在消費電子市場(chǎng)的低谷，Sebastien也仍舊認為今年下半年開(kāi)始，市場(chǎng)已經(jīng)釋放出恢復的信號；加上社會(huì )數字化、可持續發(fā)展與低碳大趨勢，以及IoT、自動(dòng)駕駛等在內的市場(chǎng)熱點(diǎn)，“這些都會(huì )驅動(dòng)傳感器中長(cháng)期的市場(chǎng)需求”。
Sebastien給出的數據是，根據研究機構預測，預計到2027年，全球AIoT市場(chǎng)規模達到837億美元，從統計年份到2027年的CAGR將近40%。近些年，博世2018年開(kāi)始建設德雷斯頓（Dresden）的12寸晶圓廠(chǎng)以后，2022年又開(kāi)始擴建羅伊特林根（Reutlingen）的晶圓廠(chǎng)；另外自本世紀初開(kāi)始相繼在哈特萬(wàn)（Hatvan）、羅伊特林根、蘇州、檳城建立成品測試中心，都表現出對于行業(yè)未來(lái)的信心。
而中國市場(chǎng)，“在未來(lái)智能設備發(fā)展上會(huì )扮演非常重要的角色”。Sebastien援引了國際電子商情的預測數據，中國當前已經(jīng)是全球最大的智能家居市場(chǎng)消費國。雖然我們不清楚中國市場(chǎng)當前在Bosch Sensortec營(yíng)收的占比是多少，不過(guò)從整個(gè)博世集團的角度來(lái)看，財報列出了中國區的營(yíng)收：2022年博世集團882.01億歐元，中國區的銷(xiāo)售額達到175.80億歐元，僅次于博世德國本土銷(xiāo)售額。
王宏宇說(shuō)，2022年博世在中國的研發(fā)費用達到了100億元人民幣，過(guò)去10年的累計投資是500億元。這還是比較能夠說(shuō)明博世對中國市場(chǎng)的態(tài)度的——當然這個(gè)數字應當不僅限于消費類(lèi)傳感器產(chǎn)品?！皣鴥葞讉€(gè)大品類(lèi)的廠(chǎng)家，都是我們常年的合作伙伴，未來(lái)合作還會(huì )繼續加強?！蓖鹾暧钫f(shuō)，“除了主芯片廠(chǎng)，我們也和更多生態(tài)伙伴開(kāi)展深入合作，把AIoT市場(chǎng)做大、做強?！钡湫偷暮献飨袷呛蜐櫤蛙浖餐蛟斓腄AYU200開(kāi)發(fā)板。
Sebastien在列舉傳感器應用場(chǎng)景的例子時(shí)提到和國內智能鞋公司“微隊”合作推出搭載BMI270慣性傳感器的足球鞋套件，用于記錄運動(dòng)員踢球的各種參數數據，以做更進(jìn)一步的分析?！皩τ诶斫飧鞣N未來(lái)的IoT新型應用場(chǎng)景，中國是很關(guān)鍵的市場(chǎng)?！盨ebastien說(shuō)，“我上次來(lái)中國是2018年，這次過(guò)來(lái)才幾天就看到很多東西都不一樣了?！薄皩ξ覀儊?lái)說(shuō)，理解這些改變，以及用戶(hù)的需要，市場(chǎng)上又有了什么樣的新方案，這都非常重要?！?/p>
“這是個(gè)巨大的市場(chǎng)”，“我們相信這個(gè)市場(chǎng)長(cháng)期對傳感器解決方案仍然有著(zhù)巨大需求。所以我們期望和中國客戶(hù)走得更近，與中國的合作伙伴共同擴展AIoT生態(tài)系統。因為我們相信，支持中國的發(fā)展，并且能夠成為創(chuàng )新的組成部分、給中國市場(chǎng)帶來(lái)所需的解決方案，這會(huì )是最佳方式?！?/p>
本文轉載自電子工程專(zhuān)輯，作者黃燁鋒
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