專訪ST| 智能創(chuàng)新，賦予MEMS傳感器縱深應(yīng)用力量

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多年以來(lái)，意法半導(dǎo)體（簡(jiǎn)稱ST）在半導(dǎo)體行業(yè)始終處于領(lǐng)先的地位。作為消費(fèi)電子和移動(dòng)應(yīng)用MEMS最大供應(yīng)商之一的意法半導(dǎo)體公司，將AI布局和支持范圍不斷擴(kuò)展至其他芯片，發(fā)布新的AutoML工具生態(tài)系統(tǒng)NanoEdge AI以及眾多先進(jìn)硬件加速器的MEMS傳感器。得益于較早地針對(duì)MEMS和傳感器進(jìn)行了布局，因而現(xiàn)在已經(jīng)形成了數(shù)字和模擬產(chǎn)品在內(nèi)的獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。

2024年4月14日-16日，深圳國(guó)際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會(huì)（Sensor Shenzhen）在深圳會(huì)展中心舉辦?，F(xiàn)場(chǎng)，意法半導(dǎo)體針對(duì)消費(fèi)類(lèi)，工業(yè)，汽車(chē)相關(guān)應(yīng)用，展出了多款傳感器產(chǎn)品和解決方案。以此為背景，感知芯視界對(duì)意法半導(dǎo)體展開(kāi)專訪，深度了解ST傳感器及解決方案優(yōu)勢(shì)，洞察行業(yè)發(fā)展。

獨(dú)家專訪

以人為中心，讓傳感器真正改變?nèi)祟?lèi)生活

消費(fèi)類(lèi)、工業(yè)、汽車(chē)，是當(dāng)前傳感器主流應(yīng)用領(lǐng)域，是MEMS傳感器深度應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。對(duì)此，ST通過(guò)多樣化、豐富的產(chǎn)品，多方位多角度的展示了MEMS產(chǎn)品最新的技術(shù)和性能。

一直以來(lái)，傳感器被視為物理世界和數(shù)字世界之間的橋梁，作為感知工具，傳感器的最終目的是服務(wù)于人。ST認(rèn)為，傳感器自始至終都以人為中心，以改善日常生活，幫助人們過(guò)上更好的生活為目標(biāo)。因此，ST將這一深度理念融入產(chǎn)品，不斷追求、不斷突破，讓產(chǎn)品更加智能、開(kāi)放、精確，不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)處理、降低功耗，讓傳感器在汽車(chē)、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)電子等領(lǐng)域，成為人類(lèi)生活的重要組成部分。

而真正理解人，必須依靠傳感器智能化。ST認(rèn)為，下一個(gè)時(shí)代的智能傳感器不再是簡(jiǎn)單的內(nèi)嵌代碼處理功能，而是要能夠自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，在邊緣處理數(shù)據(jù)，并根據(jù)特定應(yīng)用的需求，采取干預(yù)行為，并確保所需的精確度，從而讓終端應(yīng)用變得更為豐富。ST傳感器產(chǎn)品也正在向這一目標(biāo)不斷靠攏。

為真正實(shí)現(xiàn)智能化，ST在傳感器中內(nèi)嵌了ISPU功能，即智能傳感器處理單元（ISPU）。這是一種高度專業(yè)化的DSP，具有超低功耗高性能可編程內(nèi)核，支持處理內(nèi)部（加速度計(jì)、陀螺儀和溫度傳感器）和外部（通過(guò)傳感器集線器連接到傳感器）數(shù)據(jù)，這也是ST跨向人工智能領(lǐng)域的最大一步。

此外，配合ST ISPU工具鏈編譯的C語(yǔ)言算法，也可以使用NanoEdge AI Studio生成異常檢測(cè)庫(kù)，在不使用MCU的情況下依然可以實(shí)現(xiàn)任何AI、傳感器融合算法。因此非常適合異常檢測(cè)、自動(dòng)化、資產(chǎn)追蹤、告警等從可穿戴配件到高端個(gè)人電子產(chǎn)品的所有應(yīng)用。

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賦能大市場(chǎng)，持續(xù)帶來(lái)高質(zhì)量產(chǎn)品

中國(guó)是全球最大的汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)之一，具有龐大的市場(chǎng)規(guī)模和較高的發(fā)展?jié)摿?。?a target="_blank">新能源汽車(chē)、智能汽車(chē)和共享汽車(chē)的推動(dòng)下，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)正在創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)遇。

汽車(chē)智能化發(fā)展非常的迅速，ST看到，傳感器在車(chē)?yán)锏男聭?yīng)用也越來(lái)越多：安全氣囊（Airbag）、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）、自動(dòng)導(dǎo)航、零重力座椅、底盤(pán)、熱泵空調(diào)、無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、占位識(shí)別、姿勢(shì)辨別以及現(xiàn)在比較流行的路噪主動(dòng)降噪技術(shù)（RNC）應(yīng)用，都需要越來(lái)越多的傳感器。

這些傳感器驅(qū)動(dòng)的功能是智能汽車(chē)發(fā)展不可或缺的一部分，提供了增強(qiáng)的安全措施、個(gè)性化和更具互動(dòng)性的駕駛體驗(yàn)。隨著汽車(chē)行業(yè)的不斷創(chuàng)新，汽車(chē)中傳感器的數(shù)量和復(fù)雜度預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)，從而進(jìn)一步改變汽車(chē)設(shè)計(jì)和功能的格局。

針對(duì)這一迅速發(fā)展的市場(chǎng)，ST推出了一系列經(jīng)過(guò)AECQ-100和ASIL B認(rèn)證的汽車(chē)傳感器。這些智能慣性傳感器確保采集智能、安全、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提供了準(zhǔn)確度和功能安全性的完美結(jié)合。

除了基礎(chǔ)的傳感器產(chǎn)品，ST希望讓創(chuàng)新的力量真正影響傳感器，正在從三個(gè)方向持續(xù)改進(jìn)：其一，推動(dòng)傳感器直接處理其捕獲的數(shù)據(jù)，并在本地設(shè)備中提供有意義的深刻見(jiàn)解。由于在本地處理數(shù)據(jù)，智能傳感器可降低數(shù)據(jù)傳輸和云處理需求，從而有助于降低系統(tǒng)級(jí)功耗。此外，讓傳感器可以與其他傳感器相連。這能夠使第三方也能受益于意法半導(dǎo)體創(chuàng)新的傳感器上處理技術(shù)，同時(shí)支持建立一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，共同為客戶創(chuàng)造價(jià)值。最后，ST希望傳感器可以提供高精度數(shù)據(jù)，高決策質(zhì)量，并讓用戶交互更流暢自然。這種傳感器還可縮短工廠校準(zhǔn)時(shí)間、減少相關(guān)資源，從而降低能源需求。

工業(yè)領(lǐng)域同樣是傳感器的重要集中地，隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展普及，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)覆蓋生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的全部環(huán)節(jié)。但是，極端環(huán)境下的傳感器仍然有大量需求。

以壓力傳感器產(chǎn)品為例，ST推出的ILPS28QSW 防水氣壓傳感器采用密封的圓柱形表面貼裝封裝。該封裝采用防液體滲透性很高的陶瓷基板和堅(jiān)固的車(chē)用灌封膠保護(hù)內(nèi)部電路。蓋子由高級(jí)手術(shù)鋼材制成，用O形圈密封并用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑固定。這種獨(dú)特的封裝設(shè)計(jì)確保器件在超過(guò)100米的水中不滲水，并通過(guò)了IEC 60529和ISO 20653認(rèn)證。此外，該傳感器可承受高達(dá)10BAR的過(guò)壓。

該款氣壓計(jì)可以進(jìn)行絕對(duì)壓力測(cè)量，精度高達(dá)0.5hPa以內(nèi)，260-1260hPa和260-4060hPa兩種量程可選，工作溫度范圍擴(kuò)大到-40°C至105°C。高精度和卓越的耐腐蝕性使其適用于燃?xì)獗?、水表、天氣監(jiān)測(cè)器、空調(diào)智能過(guò)濾器和家用電器等應(yīng)用。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展普及，企業(yè)需要在整個(gè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中采集數(shù)據(jù)，而通常都是在具有挑戰(zhàn)性的室內(nèi)外環(huán)境中。ST最新的MEMS防水壓力傳感器的耐候性足以滿足各種工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要求，并提供長(zhǎng)期供貨保證，保護(hù)客戶設(shè)計(jì)。這款MEMS壓力傳感器適合工業(yè)領(lǐng)域各種對(duì)氣密性或防水要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景，包括氣體泄漏檢測(cè)，識(shí)別氣體泄漏的存在以防止危險(xiǎn)；漏水檢測(cè)和洪水預(yù)防，監(jiān)測(cè)水入侵，以降低水損害和洪水風(fēng)險(xiǎn)；環(huán)境監(jiān)測(cè)和跟蹤，測(cè)量和記錄環(huán)境條件，以便進(jìn)行分析和采取行動(dòng)；呼吸監(jiān)測(cè)，以評(píng)估醫(yī)療保健和健身應(yīng)用中的呼吸模式；空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，以評(píng)估空氣中污染物或顆粒物的水平，以符合健康和安全要求。在尤其看重防潮和防塵的行業(yè)來(lái)說(shuō)，這些功能至關(guān)重要，ST的產(chǎn)品足以確保在任何條件下都能準(zhǔn)確可靠地收集數(shù)據(jù)。

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持續(xù)創(chuàng)新，開(kāi)啟傳感器未來(lái)

MEMS產(chǎn)業(yè)未來(lái)智能化、微型化、集成化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。意法半導(dǎo)體從2006年率先在200毫米晶圓上量產(chǎn)MEMS傳感器至今，除了基礎(chǔ)的傳感器產(chǎn)品，未來(lái)ST將帶來(lái)更多技術(shù)創(chuàng)新及性能升級(jí)的傳感器。

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審核編輯 黃宇