5G帶領我們進入了萬物互聯(lián)、萬物感知的新時代。所有設備連入網(wǎng)之后需要越來越多的傳感器去感知世界，把數(shù)據(jù)上傳到5G網(wǎng)絡。為了實現(xiàn)這個構想，傳感器技術也在不斷創(chuàng)新，擁有更低的功耗、更小的封裝，同時還需要擁有AI智能和嵌入式功能。

作為躬耕于傳感器技術多年的資深專家，意法半導體如何看待傳感器技術發(fā)展的熱點與應用趨勢？來聽聽《電子產(chǎn)品世界》（EEPW）與意法半導體亞太區(qū)AMS MEMS & 圖像傳感器市場及應用副總裁、智能手機創(chuàng)新中心負責人Davide BRUNO關于傳感器技術的深入對話。

Q：您認為目前傳感器市場的發(fā)展現(xiàn)狀如何？部分市場預測不看好未來一兩年的消費電子市場，您認為這會對傳感器廠商帶來沖擊嗎？

A：當前，電子產(chǎn)品尤其是消費電子市場，在經(jīng)歷多年的強勁增長后開始出現(xiàn)放緩的趨勢。在傳感器市場上，我們開發(fā)了可以實現(xiàn)新的用例和滿足客戶要求的新技術、解決方案和產(chǎn)品。通過與市場上主要設計公司的密切合作，意法半導體加強了在汽車、消費和工業(yè)傳感器市場的領先地位，成為引領新產(chǎn)品和新技術開發(fā)的公司之一。

任何可能發(fā)生的需求放緩都不太可能延緩我們今后幾年對于 MEMS 和圖形傳感器產(chǎn)品的發(fā)展計劃。

Q：萬物互聯(lián)時代，任何一臺終端設備都可以被看作是一個小型系統(tǒng)，對于功耗的追求也就越來越嚴格，其中低功耗傳感器就十分重要了。您認為低功耗傳感器技術未來的發(fā)展趨勢有哪些？帶有能量收集功能的傳感器未來如何發(fā)展？

A：高能效、低功耗是電子產(chǎn)品可持續(xù)增長的基礎，能源利用合理化至關重要。電子元器件和傳感器將在其中發(fā)揮重要作用。這不僅關乎功耗，還關乎用戶體驗。更高性能和更低功耗將讓越來越多的應用市場爆發(fā)。以智能眼鏡為例，電池續(xù)航一整天是可穿戴市場增長的一個關鍵要求。

ST已經(jīng)擁有業(yè)界數(shù)一數(shù)二的低功耗傳感器，自本世紀初推出初代MEMS運動傳感器以來，我們一直將低功耗視為產(chǎn)品的重要特性和差異化優(yōu)勢。

能量收集正在引起業(yè)界關注，我們正在做相關的研發(fā)。從設備運行的環(huán)境中收集能量有多種方法，我們?nèi)匀恍柙谀芰渴占约霸O備應用能效方面開發(fā)最新技術，確保復雜設備(智能眼鏡、物聯(lián)網(wǎng)設備等)能夠續(xù)航一整天。

Q：可穿戴設備的火熱帶動了傳感器領域的競爭，在可穿戴設備中集成越來越多的功能，這對傳感器來說意味著什么？

A：你說的沒錯，我們身邊到處都是可穿戴設備，并且還在尋找新的有價值的應用場景，提高使用便利性、安全性和信息可達性/互聯(lián)性，其中包括智能手表、耳機、智能指環(huán)等產(chǎn)品。傳感器性能的改進有助于可穿戴市場蓬勃發(fā)展。

ST一直在尋找新的方式來改善個人的生活體驗，這是我們的使命。我們在運動傳感器中引入了 QVAR 等技術，這項技術讓可穿戴設備廠商可以通過創(chuàng)新方法，使終端設備與周圍環(huán)境實現(xiàn)交互。例如，智能手表可以識別手勢，耳機可以無縫確定用戶是否在佩戴耳機。毫無疑問，我們傳感器帶來的新性能和新特性，正在加速可穿戴技術和應用不斷爆發(fā)。

Q：在各類可穿戴特別是可穿戴醫(yī)療設備中，傳感器的精度對數(shù)據(jù)采集準確度影響巨大，對醫(yī)療可穿戴用傳感器的降噪、信號采集和補償?shù)染戎笜擞痔岢瞿男┮螅课磥磲t(yī)療傳感器的技術要求又有哪些？

A：醫(yī)療保健應用情況非常復雜。健康設備的準確度非常重要，尤其是盡可能避免準確度隨著時間和溫度變化。我們的產(chǎn)品技術開發(fā)路線圖包含了消費級健康市場所需的全部功能，并且會繼續(xù)根據(jù)客戶的需要發(fā)布新產(chǎn)品。

醫(yī)療應用的情況則大不相同，具體應用有具體要求。在這個領域，我們有豐富的研發(fā)經(jīng)驗、知識和技術，可以根據(jù)客戶要求為終端應用開發(fā)定制解決方案。

Q：您認為傳感器在小型化、精準化以及低功耗之間如何平衡？貴司在傳感器產(chǎn)品設計中，根據(jù)應用場合的不同會有哪些考慮？

A：小型化、精準化和功耗之間的最佳平衡點在哪里取決于不同的目標市場。汽車應用需要高精準度、低失調(diào)和低漂移，而消費級穿戴應用對小型化和輕量化要求更多，例如TWS真無線耳機。面對不同應用的不同需求，ST能夠提供完美匹配終端應用要求的產(chǎn)品。

Q：隨著人工智能的應用越來越廣泛，傳感器也越來越多的開始與人工智能應用融合，貴公司怎么看待這樣的智能化傳感器的趨勢，您認為結合智能化應用的傳感器主要的技術需求又有哪些特點？

A：如今，幾乎每個細分市場都在嵌入人工智能。除人工智能外，這些應用還有一個共同點：都需要用各種傳感器從現(xiàn)實世界收集數(shù)據(jù)，交給人工智能處理分析。

ST有許多人工智能實現(xiàn)方案。首先是智能傳感器，這類傳感器通過機器學習核心和有限狀態(tài)機來實現(xiàn)機器學習過程，可以與 MCU 和 MPU處理器配合使用，并且算力還能執(zhí)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡的推理算法，能夠更好地實現(xiàn)日益復雜的應用場景。此外，這些人工智能傳感器還有一個巨大優(yōu)勢，就是它們能夠顯著降低系統(tǒng)級功耗，因為它們可以分擔一些通常由MCU和系統(tǒng)處理的任務。

ST是最早試水傳感器與人工智能融合應用的半導體企業(yè)之一。目前我們已經(jīng)擁有一個定義明確的產(chǎn)品線，今年，我們將推出有更多人工智能功能的新產(chǎn)品。人工智能與傳感器的融合度將越來越高，以降低主應用處理器的工作負荷，或減少發(fā)送到云端進行后期處理的數(shù)據(jù)量。這相當于在傳感器上實施能源可持續(xù)性計劃：讓系統(tǒng)更智能/更高效。

在線上虛擬和線下現(xiàn)實世界融合的Onlife時代，智能處理過程正在下移到網(wǎng)絡邊緣的傳感器中，這意味互聯(lián)設備可以無縫感知、處理和執(zhí)行，完美融合線上線下兩個世界，而不會影響用戶體驗。

人工智能分布在節(jié)點中，讓互聯(lián)設備更省電，數(shù)據(jù)隱私性更強，通過降低帶寬需求和減少數(shù)據(jù)傳輸量，讓決策響應更快。整個2022年，意法半導體一直在為客戶提供內(nèi)置嵌入式智能傳感器處理單元 (ISPU)的新一代 MEMS 傳感器。經(jīng)過優(yōu)化的ISPU利用信號處理和人工智能技術分析運動數(shù)據(jù)。ISPU在邊緣節(jié)點上處理數(shù)據(jù)，無需喚醒系統(tǒng)，然后將數(shù)據(jù)送到 MCU 和網(wǎng)關/云端。

▲ST 的新慣性模塊可在傳感器上訓練人工智能模型

Q：目前的傳感器已經(jīng)越來越多以功能模塊的形式出現(xiàn)，融合了包括MCU、無線傳輸?shù)绕骷膫鞲衅髂K越來越受歡迎，您認為未來這類帶傳感器功能的模塊主要會在哪些應用領域更受歡迎，對傳感器技術又有哪些影響？又會催生哪些全新的應用？

A：在許多應用中，客戶認為模塊是最佳的解決方案。例如，手機的攝像頭模組就是一個復雜的系統(tǒng)，從電子元器件到鏡頭，包含多個復雜的組件。從模塊化方法受益的應用例子非常多，智能眼鏡、計算機視覺、AR/XR 和可穿戴設備只是其中的一小部分。模塊還有助于解決安全標準要求高的問題， 激光雷達就是一個很好的例子。

模塊化方法和傳感技術相結合將有助于為終端客戶提供更智能、更耐用、更緊湊的解決方案。

審核編輯 ：李倩