比螞蟻還小！博世再掀MEMS技術(shù)革新，小型化、AI傳感器新品亮相

IDC的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2026年全球物聯(lián)網(wǎng)支出將超過1萬億美元，且每臺(tái)新上線的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都會(huì)連接4個(gè)新傳感器。這也意味著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)下有一個(gè)龐大的傳感器市場(chǎng)?？梢钥吹胶苊黠@的趨勢(shì)，越來越多消費(fèi)電子設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都在追求小型化，這也在一定程度上，驅(qū)使傳感器的小型化。

Bosch Sensortec是傳感器行業(yè)的領(lǐng)先者。在CES 2024上，Bosch Sensortec推出兩款新型加速度傳感器，全新發(fā)布穿戴用全球最小MEMS 加速計(jì)—— BMA530 和 BMA580，此外發(fā)布了全身運(yùn)動(dòng)追蹤平臺(tái)Smart Connected Sensors（SCS）。上述新品解決方案在4月15日的新品發(fā)布會(huì)首次亮相國內(nèi)。

作為全球最小的MEMS 加速計(jì)，BMA530 和 BMA580有哪些技術(shù)亮點(diǎn)，Bosch Sensortec在傳感器小型化上有哪些新的進(jìn)展？AI技術(shù)襲來，AI+傳感器又有哪些新的可能？

小型化技術(shù)引領(lǐng)傳感器迭代方向

Bosch Sensortec的BMA530和BMA580尺寸僅為1.2 x 0.8 x 0.55 mm3，面向智能手表、TWS耳機(jī)、AR/VR等可穿戴設(shè)備。其中BMA530通過計(jì)步器跟蹤活動(dòng)，BMA580通過骨傳導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的語音活動(dòng)監(jiān)測(cè)功能。

BMA530和BMA580最大的特點(diǎn)之一是尺寸，Bosch Sensortec將它做到了比螞蟻還小，“1.2 x 0.8 x 0.55 mm3的尺寸是一般家蟻的四分之一大小”，Bosch Sensortec 亞太區(qū)總裁王宏宇在新聞發(fā)布會(huì)上表示。

圖：BMA530、BMA580

和上一代相比，BMA530和BMA580的尺寸降低了70%，可以說是最薄、最小的加速度傳感器?！拔覀儾]有在減小尺寸時(shí)降低傳感器的性能，反而提供了編程的功能，可以讓終端用戶更容易實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)追蹤、手勢(shì)識(shí)別等功能”。

Bosch Sensortec是如何縮小傳感器的尺寸的呢？這要?dú)w功于創(chuàng)新晶圓級(jí)芯片尺寸封裝（WLCSP）。隨著芯片小型化的發(fā)展，WLCSP逐漸被得到大規(guī)模地應(yīng)用。

Bosch Sensortec在小型化的技術(shù)探索上不只是BMA530和BMA580，還推出了世界上最小的顆粒物（PM2.5）傳感器 BMV080，尺寸僅為4.2x3.5x3mm3，在準(zhǔn)確測(cè)量PM2.5濃度時(shí)，體積還比同類產(chǎn)品小了450倍，面向超小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

圖：BMV080

傳統(tǒng)上的PM2.5檢測(cè)顆粒的模組內(nèi)置了風(fēng)扇，風(fēng)扇的作用是要把空氣卷進(jìn)激光束，將空氣樣本引入傳感器的檢測(cè)區(qū)域，利用顆粒物反射或阻擋激光光線的特性，借助光電二極管加以檢測(cè)和測(cè)量，因此體積也會(huì)比較大。而BMV080采用VCSEL的設(shè)計(jì)方式，加上算法的支持，可以直接測(cè)量空氣中的PM2.5濃度。

AI+傳感器，賦能終端設(shè)備智能感知功能

除了小型化，AI+傳感器也成為發(fā)展趨勢(shì)之一。AI技術(shù)的加持能夠帶來更加精準(zhǔn)的感知、更高效的分析系統(tǒng)等。Bosch Sensortec 全球應(yīng)用工程總監(jiān)Frank表示，公司不是單純追尋市場(chǎng)上的趨勢(shì)，而是在推動(dòng)趨勢(shì)的發(fā)展。

就在2021年，Bosch Sensortec率先推出了首款人工智能四合一氣體傳感器BME688，能夠監(jiān)測(cè)溫度、氣壓、濕度、氣體。這是Bosch Sensortec首個(gè)具備人工智能功能的氣體傳感器，并且提供BME AI-Studio軟件工具。BME688配合BME AI-Studio可以加速客戶開發(fā)。

BME688可以應(yīng)用在檢測(cè)口腔異味、森林野火、食物新鮮程度、尿布狀態(tài)等特定需求。以檢測(cè)食物是否變質(zhì)產(chǎn)生異味為例，食物變質(zhì)中的細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生VSCs，需要對(duì)氣體采樣，建立不同的組合分類。再將其應(yīng)用到BME AI-Studio中的人工智能模型開發(fā)中，訓(xùn)練BME688。此外，BME AI-Studio還會(huì)根據(jù)傳感器的工作情況，優(yōu)化功耗。

我們認(rèn)為未來傳感器一定會(huì)有智能的功能在上面，除了強(qiáng)勁的大腦，還要把智慧的能力慢慢補(bǔ)充到端，這就變成了分布式的智能支持。王宏宇表示，或許不是所有的傳感器都需要智能， 但為了提升更好的用戶體驗(yàn)，我們認(rèn)為傳感器會(huì)具備一定的計(jì)算能力、一定的思考能力。這也是Bosch Sensortec在研究的方向。

2024年，Bosch Sensortec推出智能化新品：全身運(yùn)動(dòng)追蹤平臺(tái)SCS，為可穿戴設(shè)備行業(yè)帶來傳感體驗(yàn)的升級(jí)。根據(jù)介紹，SCS具備軟硬件融合多傳感器（內(nèi)置BHI380、BMP581、BMM350）；集成AI及藍(lán)牙低功耗技術(shù)，提供定性身體反饋，并且?guī)椭蛻舢a(chǎn)品實(shí)現(xiàn)快速上市。平臺(tái)可應(yīng)用在可穿戴設(shè)備、耳穿戴設(shè)備、AR/VR頭戴式設(shè)備等。

值得一提的是，該平臺(tái)通過Bosch Sensortec的傳感器將多達(dá)八個(gè)節(jié)點(diǎn)智能互聯(lián)，結(jié)合定性和定量的動(dòng)作反饋，為用戶提供全身運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)包括健身、康復(fù)、游戲等創(chuàng)新應(yīng)用，擔(dān)任起私人人工智能反饋教練的角色。

圖：全身運(yùn)動(dòng)追蹤平臺(tái)SCS演示效果

如何讓SCS發(fā)揮強(qiáng)大的智能傳感，靠的是集成的可編程AI傳感器BHI360、BHI380。這兩款傳感器具備三大優(yōu)勢(shì)，一是小型化、易集成；二是低功耗，適用于高端算法和簡單手勢(shì)識(shí)別； 三是帶有可編程的IMU，可定制。BHI380還具備行人導(dǎo)航、AI健身跟蹤和游泳姿態(tài)分析的功能。

小結(jié)：

近年來，不管是汽車還是物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)，傳感器在各個(gè)細(xì)分應(yīng)用行業(yè)都實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。王宏宇認(rèn)為，MEMS 會(huì)是寬廣的 AIoT 的市場(chǎng)，第二個(gè) 100 億市場(chǎng)將在不遠(yuǎn)的將來到來。

從迭代方向來看，MEMS在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的小型化迭代一直在進(jìn)行著，而Bosch Sensortec通過率先推出BMA530 和 BMA580兩款MEMS 加速計(jì)再一次引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能化對(duì)傳感器帶來更高的要求，Bosch Sensortec通過AI技術(shù)的加持為終端設(shè)備的智能化感知帶來了更多可能性。