從光學(xué)到AI傳感進(jìn)階：美芯晟打造智能時代產(chǎn)業(yè)感知新生態(tài)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）作為一種基于光學(xué)原理進(jìn)行測量的傳感器，光學(xué)傳感器主要通過感受光線并將其轉(zhuǎn)化為電信號來工作。其中，環(huán)境光傳感器（ALS）主要用于感應(yīng)光照強(qiáng)度，用以調(diào)整手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子面板亮度、自動開啟汽車頭燈、調(diào)節(jié)顯示儀表盤亮度以及輔助安防監(jiān)控等場景，接近傳感器（PS）能將檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號，常用紅外LED、VCSEL、EEL作為發(fā)光元件，并由感光元件接收返回的光信號進(jìn)行分析確定物體的距離，二者可以搭配使用。

當(dāng)前光學(xué)傳感器在汽車、工業(yè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，同時隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器有望向著AI傳感進(jìn)化。



光學(xué)傳感器市場增長潛力巨大

在日常生活中，光學(xué)傳感器幾乎隨處可見。比如在智能手機(jī)中，隨著外部光線的明暗，依靠光學(xué)傳感器幫助手機(jī)自動調(diào)節(jié)屏幕亮度。在汽車的ADAS中，光學(xué)傳感器如激光雷達(dá)、攝像頭和紅外傳感器被用來支持車道保持輔助、自適應(yīng)巡航控制、自動緊急剎車等功能。

工業(yè)制造中，光學(xué)傳感器可用于確保產(chǎn)品的尺寸、形狀、顏色等方面符合標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)機(jī)器人也能利用光學(xué)傳感器獲取視覺信息，以便執(zhí)行精確的任務(wù)，如拾取放置物品、焊接、噴漆等。

據(jù)Mordor Intelligence機(jī)構(gòu)報告顯示，從2019年到2029年，全球光傳感器市場預(yù)計復(fù)合年增長率將達(dá)到9.1%。

而Fortune Business Insights數(shù)據(jù)則更為樂觀，其報告顯示，2023年全球光學(xué)傳感器市場規(guī)模為195.2億美元。預(yù)計該市場將從2024年的215.1億美元增長到2032年的512.1億美元，預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為11.5%。

推動光傳感器市場的因素包括光傳感器功能在智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的日益普及。此外，汽車行業(yè)、智能家居和戶外照明的進(jìn)步預(yù)計將推動光傳感器市場的增長。智慧城市的發(fā)展對傳感器的需求增加以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的激增預(yù)計也將推動光傳感器市場的增長。

如果按應(yīng)用來分析，光學(xué)傳感分為距離測量、光檢測和3D測繪，其中距離測量領(lǐng)域預(yù)計在未來幾年將以更高的復(fù)合年增長率擴(kuò)張。這些傳感器可以快速測量距離，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)收集和分析，這對于動態(tài)環(huán)境和應(yīng)用至關(guān)重要。

國產(chǎn)光學(xué)傳感器發(fā)展迅速

在全球市場中，歐美日企業(yè)目前仍然處于領(lǐng)先地位，如日本濱松光子學(xué)（Hamamatsu Photonics）產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療等高端領(lǐng)域；美國安森美為眾多智能手機(jī)等消費(fèi)電子品牌的重要供應(yīng)商；德國SICK在工業(yè)自動化光學(xué)傳感器領(lǐng)域有很高的知名度，其產(chǎn)品精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)，在全球工業(yè)生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用。

在汽車電子中，美國的安波福、德國的博世等，為汽車自動駕駛系統(tǒng)提供高精度的光學(xué)傳感器。此外還有如ST、TI、羅姆、ADI、Vishay等，依靠強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，在全球光學(xué)傳感器領(lǐng)域中占有重要份額。

而近幾年，國內(nèi)企業(yè)發(fā)展迅速，開始逐步搶占市場份額。以美芯晟為例，作為國內(nèi)領(lǐng)先的模擬及數(shù)?；旌?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/137/" target="_blank">芯片設(shè)計企業(yè)之一，在光學(xué)傳感器領(lǐng)域，美芯晟憑借自身強(qiáng)大綜合實(shí)力，自主研發(fā)多項核心技術(shù)，成功構(gòu)建了全面產(chǎn)品線，并進(jìn)一步沿著集成化、智能化、微型化和自適應(yīng)、低功耗的技術(shù)路徑進(jìn)行更新升級。

同時，美芯晟加速推進(jìn)“電源管理+信號鏈”雙驅(qū)動戰(zhàn)略落地，并在光學(xué)傳感器領(lǐng)域競爭力持續(xù)提升。隨著光學(xué)傳感產(chǎn)品線的不斷突破，美芯晟的產(chǎn)品布局不斷完善，光學(xué)傳感器作為公司近年來增速最快的業(yè)務(wù)，加速發(fā)力成為新的增長曲線。

當(dāng)前，美芯晟的光學(xué)傳感器產(chǎn)品陣容已涵蓋環(huán)境光檢測、接近探測、色溫分析、閃爍光檢測、光學(xué)表冠、激光測距及健康監(jiān)測等七大系列傳感器芯片，并在智能手機(jī)、智能手表、TWS耳機(jī)以及掃地機(jī)器人、AR眼鏡、無人機(jī)等多個領(lǐng)域展開應(yīng)用。

技術(shù)上，美芯晟研發(fā)團(tuán)隊結(jié)合現(xiàn)有的低功耗處理算法和數(shù)模結(jié)合的降噪技術(shù)，通過自研的光電工藝和鍍膜技術(shù)，在高靈敏度、高精度、寬動態(tài)范圍等核心技術(shù)領(lǐng)域取得較大突破。

比如在手機(jī)領(lǐng)域，美芯晟憑借持續(xù)創(chuàng)新，開發(fā)了閃爍光傳感器、激光測距傳感器、屏下色溫和接近傳感器以及窄縫環(huán)境光和接近傳感器四個產(chǎn)品系列，已覆蓋后置攝像頭應(yīng)用、OLED屏幕應(yīng)用、LCD屏幕應(yīng)用等在內(nèi)的多樣化場景，并接連進(jìn)入多個國內(nèi)外知名手機(jī)品牌客戶。

值得一提的是在智能手表領(lǐng)域，美芯晟布局了光學(xué)表冠傳感器、環(huán)境光傳感器以及健康監(jiān)測傳感器三大產(chǎn)品系列。其中光學(xué)表冠傳感器是業(yè)內(nèi)首款同時集成旋轉(zhuǎn)檢測和按鍵檢測功能的光學(xué)追蹤傳感器，集成超高速圖像傳感器、運(yùn)動圖像處理算法、VCSEL驅(qū)動、按鍵識別等模塊，具有收發(fā)一體、高集成度，高精度、超低功耗，便捷產(chǎn)測，功能豐富等特點(diǎn)。


這款傳感器主要為智能手表、VR頭顯、AR眼鏡、頭戴耳機(jī)、移動相機(jī)等智能設(shè)備提供旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度和按鍵檢測，并在智能家居領(lǐng)域，為智能旋鈕提供切換菜單、調(diào)節(jié)溫度和亮度等應(yīng)用功能，為用戶帶來更便捷的操作體驗(yàn)，提升設(shè)備交互性能。

布局DTOF與邁向智能傳感

光學(xué)測距是光學(xué)傳感器中非常重要的一項技術(shù)，它在多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。DTOF便是其中常用的一種，原理是通過向被測物體發(fā)射光脈沖，然后測量反射光脈沖和發(fā)射光脈沖之間的時間間隔，從而計算出目標(biāo)物體的距離。

因此DTOF具備精度高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、測量范圍廣、功耗低、集成度高等特點(diǎn)，由于DTOF技術(shù)在多領(lǐng)域重要性和應(yīng)用潛力凸顯，美芯晟推出全集成DTOF傳感器MT3801，并正在多元化布局ToF技術(shù)與產(chǎn)品，全面開發(fā)面向可穿戴設(shè)備、低空經(jīng)濟(jì)設(shè)備、車載ADAS、機(jī)器人等領(lǐng)域的ToF產(chǎn)品矩陣。

從產(chǎn)品規(guī)格來看，MT3801擁有全集成模組，含光源、濾光片等，OLGA12封裝，尺寸小，集成度高，提升EMI特性和抗陽光性，滿足精細(xì)化調(diào)試需求。內(nèi)置M0內(nèi)核支持算法開發(fā)調(diào)優(yōu)；精確測距，0.02m-5.00m誤差< 4%；集成溫度傳感器實(shí)時補(bǔ)償；芯片接口電壓兼容性好。

同時，該芯片支持多種低電壓，待機(jī)、測距、工作模式下電流低，滿足低功耗產(chǎn)品需求。能夠直接測量單光子飛行時間，幀率高，測距誤差小，溫度補(bǔ)償保證準(zhǔn)確性，符合智能感測領(lǐng)域要求。具備適應(yīng)多種復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的能力，并能滿足對測距精度要求嚴(yán)苛的產(chǎn)品需求。


該款產(chǎn)品可用于手機(jī)/Pad及其配件、掃地機(jī)、智能家居家電和工業(yè)控制領(lǐng)域，為眾多智能設(shè)備的距離測量和環(huán)境感知等功能提供支持。

此外，針對低空領(lǐng)域，美芯晟最新推出的激光測距DTOF傳感器適用于無人機(jī)的天花板與地面檢測，以及降落引導(dǎo)等應(yīng)用，可幫助無人機(jī)精準(zhǔn)定高、避障和防撞。該公司透露，將持續(xù)關(guān)注行業(yè)動向，充分發(fā)揮在激光和光學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，積極拓展新市場領(lǐng)域。

有意思的是，結(jié)合目前美芯晟所發(fā)布產(chǎn)品的路徑可以看到，其下一步布局正朝著AI sensor（智能傳感）邁進(jìn)。DTOF本身作為一種先進(jìn)的3D成像技術(shù)，可以為AI應(yīng)用提供高質(zhì)量的空間感知數(shù)據(jù)，這對于AR、VR、機(jī)器人導(dǎo)航等領(lǐng)域至關(guān)重要。

隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器在高能效比、低延時高速率、高精度高動態(tài)范圍、多模式復(fù)用等性能方面的需求變得更為嚴(yán)苛。公司緊跟AI技術(shù)發(fā)展趨勢和市場需求，針對AR/VR、AI手機(jī)、智能機(jī)器人以及ADAS智駕等領(lǐng)域，正積極地規(guī)劃和布局AI傳感器技術(shù)和產(chǎn)品，包括對像素級感算一體技術(shù)、多模式復(fù)用感知技術(shù)以及動態(tài)可重構(gòu)感測陣列等關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)品研發(fā)。

美芯晟一直強(qiáng)調(diào)其多元化的研發(fā)策略，致力于通過擴(kuò)展產(chǎn)品線來更精準(zhǔn)地契合市場需求和技術(shù)潮流。面對AI技術(shù)日益深入消費(fèi)電子產(chǎn)品和服務(wù)領(lǐng)域的趨勢，美芯晟積極把握這一變革機(jī)遇，將AI集成視為強(qiáng)化產(chǎn)品組合和提升用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵方向。

具體而言，美芯晟正加大力度，投入產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域，探索AI技術(shù)與現(xiàn)有及新產(chǎn)品線的深度融合，旨在推出更具智能化、高效能的解決方案。此舉不僅反映了公司對技術(shù)創(chuàng)新的承諾，也彰顯了其在快速變化的技術(shù)環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢的決心。通過不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，美芯晟力求為客戶提供更加智能、便捷的產(chǎn)品和服務(wù)，從而鞏固其在市場中的領(lǐng)先地位。

小結(jié)

隨著AI技術(shù)的爆發(fā)，以及汽車、工業(yè)、消費(fèi)電子的穩(wěn)步增長，傳感器的重要性在不斷增加。國內(nèi)外企業(yè)都在加大研發(fā)投入，追求更高精度、更快響應(yīng)速度、更低功耗等性能的提升。未來，也期待著如美芯晟等國內(nèi)傳感器企業(yè)，在AI sensor領(lǐng)域中大放異彩，為國產(chǎn)高端傳感器的發(fā)展添磚加瓦。