阿爾伯特?卡繆斯(Albert Camus)在他的一部著名寓言小說《瘟疫》中描述了一個(gè)小城市的居民在瘟疫流行中如何被限制并與外界隔絕,及其對(duì)人們態(tài)度造成的影響。
這聽起來(lái)是否很熟悉?在當(dāng)前的大流行中,我們正經(jīng)歷小說中的情節(jié)。
我們的態(tài)度確實(shí)發(fā)生了變化——保持人與人之間的距離,盡量減少與外界不必要的接觸。但是,在全球范圍內(nèi),大多人仍然需要保持聯(lián)系。
為此,技術(shù)和數(shù)字化發(fā)揮了最重要的作用。其中,MEMS技術(shù)為消費(fèi)市場(chǎng)帶來(lái)了一場(chǎng)傳感革命。
每部智能手機(jī)和平板電腦中的MEMS麥克風(fēng),加上CMOS圖像傳感器,讓人們可以在世界任何地方看到和聽到對(duì)方的聲音。MEMS最初用于制造國(guó)防和汽車應(yīng)用的微型設(shè)備,現(xiàn)在已經(jīng)無(wú)處不在。
根據(jù)Yole Développement調(diào)查報(bào)告,2019年全球MEMS傳感器收入為115億美元,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到近177億美元,在此期間年均增長(zhǎng)率為7.4%。
不難預(yù)見,在2021年,MEMS市場(chǎng)將繼續(xù)受到推動(dòng),各種趨勢(shì)和應(yīng)用的發(fā)展勢(shì)頭日益強(qiáng)勁。
例如,基于MEMS的環(huán)境中樞和氣體傳感器越來(lái)越受到人們的追捧,因?yàn)槿藗儗?duì)眼前環(huán)境的認(rèn)知已經(jīng)發(fā)生了變化。
我們更加關(guān)心自己呼吸的空氣,包括屋內(nèi)的空氣,也包括室外因污染而產(chǎn)生的空氣。此外,人們認(rèn)為,通過呼出的二氧化碳監(jiān)測(cè)到的氣溶膠傳播與COVID-19的傳播有關(guān),這使得氣體傳感器在當(dāng)前情況下變得更加重要。
但是,不僅僅是人們對(duì)其個(gè)人健康的看法正在發(fā)生變化??傮w而言,在過去的幾年中,醫(yī)療機(jī)構(gòu)一直在進(jìn)行轉(zhuǎn)型,COVID-19加快了以患者為中心的方法以及對(duì)遠(yuǎn)程患者監(jiān)控的需求:更多的遠(yuǎn)程醫(yī)療,更多的即時(shí)醫(yī)療設(shè)備和更多的可穿戴設(shè)備。
同時(shí),目前MEMS正在向消費(fèi)醫(yī)療市場(chǎng)過渡,在柜臺(tái)上銷售的、無(wú)需處方的可穿戴設(shè)備已具有一些類似醫(yī)療的功能(例如Apple Watch、Oura Ring)。盡管這些設(shè)備不是純醫(yī)療設(shè)備,但它們可以跟蹤人們的體溫和血壓,甚至可以檢測(cè)到跌倒。這為可穿戴設(shè)備市場(chǎng)以及集成MEMS傳感器(如壓力,慣性,麥克風(fēng),熱電堆等)創(chuàng)造了許多機(jī)會(huì)。
語(yǔ)音應(yīng)用也掀起了一股巨大的浪潮。
從幾年前開始,語(yǔ)音作為一種人機(jī)界面開始流行。世界正在向語(yǔ)音物聯(lián)網(wǎng)(VIoT)發(fā)展,語(yǔ)音/虛擬個(gè)人助理(VPA)獲得了更多的技能,變得更加智能和有用。這反過來(lái)又對(duì)MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)生了直接的積極影響,增加了需求。眾多公司(TDK Invensense、英飛凌等)不斷推出新的數(shù)字MEMS麥克風(fēng),注定了這種語(yǔ)音應(yīng)用。除了捕捉聲音的麥克風(fēng),這些設(shè)備中還使用了微型揚(yáng)聲器來(lái)傳遞/輸出聲音。通常情況下,平衡電樞或電動(dòng)微型揚(yáng)聲器被用于消費(fèi)產(chǎn)品中,盡管該技術(shù)50多年來(lái)一直沒有改變。
在過去幾年中,兩家開發(fā)基于MEMS的微揚(yáng)聲器的公司(USound、AudioPixels)一直試圖通過提供更好的外形尺寸來(lái)徹底改變這一古老的技術(shù)。USound成功地將其產(chǎn)品商業(yè)化,僅在2020年,就有兩家MEMS微揚(yáng)聲器的初創(chuàng)公司萌生(Arioso、xMEMS),證明了人們對(duì)該領(lǐng)域的興趣。
另一個(gè)方面,嵌入式智能正在成為一種必然:即在邊緣計(jì)算,這意味著不僅是AI推理,有時(shí)候訓(xùn)練也都是在MCU層面完成。博世Sensortec在CES 2021上發(fā)布了這樣一款針對(duì)可穿戴設(shè)備的傳感器產(chǎn)品(內(nèi)嵌AI的慣性MEMS),多家初創(chuàng)公司(Syntiant、Cartesiam、Aspinity)也在研發(fā)專用芯片。
除此之外,CMOS-on-MEMS的集成將蓬勃發(fā)展,因?yàn)樾枰o湊的智能傳感器和相關(guān)封裝??偟膩?lái)說,嵌入式人工智能正在徹底改變現(xiàn)有的用例,并通過不斷改善用戶體驗(yàn)創(chuàng)造新的用例。
最后,眾多工程師會(huì)在MEMS傳感器行業(yè)找到很多機(jī)會(huì)。
未來(lái)將需要各種細(xì)分領(lǐng)域的工程師(工藝、質(zhì)量、集成、封裝等)來(lái)掌握傳感器,或ASIC或封裝。同時(shí),隨著更多的智能靠近傳感器和整體的、系統(tǒng)級(jí)的方法的轉(zhuǎn)變,也會(huì)產(chǎn)生了對(duì)更多的系統(tǒng)和系統(tǒng)集成工程師以及嵌入式軟件/硬件工程師的直接需求。