從傳感器窺視這家全球半導(dǎo)體王者，它如何引領(lǐng)傳感行業(yè)發(fā)展？（深度觀察）

英飛凌前身是西門子集團旗下子公司西門子半導(dǎo)體（Siemens Semiconductor），于1999年獨立，目前是全球功率系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者，擁有感知、連接、安全、計算和執(zhí)行五大硬件能力，也是全球第一大功率分立器件和車用半導(dǎo)體廠商。而在傳感器領(lǐng)域，英飛凌更是許多傳感器芯片的重要供應(yīng)商，譬如MEMS麥克風(fēng)芯片市場，英飛凌的市占率全球第一。此外，英飛凌的許多傳感解決方案也被應(yīng)用于眾多下游廠商的產(chǎn)品中。英飛凌供應(yīng)哪些傳感器芯片？如何看待全球傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢？聚焦傳感領(lǐng)域未來在中國市場將如何發(fā)展？近日，在Sensor Shenzhen 2024上，記者對英飛凌消費、計算與通訊業(yè)務(wù)大中華區(qū)合作伙伴與生態(tài)系統(tǒng)管理總監(jiān)王進(jìn)筑先生進(jìn)行了采訪。今天，讓我們從傳感角度來觀察這家全球半導(dǎo)體巨頭，此外，英飛凌介紹了許多與合作伙伴一起完成的首創(chuàng)性、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新傳感器技術(shù)和解決方案，英飛凌傳感器產(chǎn)品的創(chuàng)新應(yīng)用值得我們思考、學(xué)習(xí)。專家檔案英飛凌消費、計算與通訊業(yè)務(wù)大中華區(qū)合作伙伴與生態(tài)系統(tǒng)管理總監(jiān)，王進(jìn)筑?聚焦汽車和泛消費電子領(lǐng)域！英飛凌傳感器產(chǎn)業(yè)布局剖析?據(jù)英飛凌2023財年年度報告顯示，目前，英飛凌共有汽車電子（ATV）、零碳工業(yè)功率（GIP）、電源與傳感系統(tǒng)（PSS）以及安全互聯(lián)系統(tǒng)（CSS）四個業(yè)務(wù)板塊。?其中，傳感器技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，則主要歸屬于汽車電子（ATV）和電源與傳感系統(tǒng)（PSS）兩大業(yè)務(wù)部。?▲來源：英飛凌《Annual Report 2023》?據(jù)英飛凌消費、計算與通訊業(yè)務(wù)大中華區(qū)合作伙伴與生態(tài)系統(tǒng)管理總監(jiān)王進(jìn)筑介紹，在汽車電子上是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案提供商，因此，英飛凌的傳感器產(chǎn)品，最開始圍繞汽車電子方面開展，從車載雷達(dá)、胎壓檢測、碰撞檢測等等傳感器開始。?另一個是消費電子領(lǐng)域，早在十多年前智能手機爆發(fā)開始，英飛凌就向業(yè)界供應(yīng)MEMS硅麥克風(fēng)芯片，這是目前英飛凌傳感器產(chǎn)品的主要發(fā)端。?經(jīng)過多年發(fā)展，目前英飛凌傳感器產(chǎn)品主要集中在汽車電子和消費電子兩大領(lǐng)域，分別歸屬于上文提及的?ATV和PSS兩大業(yè)務(wù)部。

在這里，王進(jìn)筑強調(diào)，英飛凌的消費電子業(yè)務(wù)概念與業(yè)界普遍的消費電子概念有所差異——目前業(yè)界的消費電子主要指手機、耳機、智能手表等，而英飛凌將智能家居家電等等所有非車用、非工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品，都?xì)w類到“消費電子”領(lǐng)域，歸屬于PSS業(yè)務(wù)部，英飛凌的消費電子業(yè)務(wù)是泛消費電子的概念。總體來看，圍繞著汽車電子和泛消費電子領(lǐng)域，英飛凌布局了種類眾多的傳感器產(chǎn)品。其中，ATV（汽車電子）方面，主要提供3D ToF、壓力、磁、77GHz雷達(dá)、電流等傳感器；PSS（消費電子領(lǐng)域）主要提供3D ToF傳感器、氣體傳感器芯片、MEMS麥克風(fēng)芯片、壓力傳感器芯片、ASIC芯片、雷達(dá)傳感器芯片（24 GHz, 60 GHz）等傳感器產(chǎn)品。據(jù)王進(jìn)筑介紹，英飛凌還提供多種傳感解決方案，譬如被動雷達(dá)——基于WIFI路由器設(shè)備的WIFI感知方案等。英飛凌傳感器產(chǎn)品針對不同應(yīng)用領(lǐng)域及不同應(yīng)用場景設(shè)計，最終服務(wù)于英飛凌的產(chǎn)品解決方案，是英飛凌產(chǎn)品體系中的重要元器件。▲來源：英飛凌《Annual Report 2023》?引領(lǐng)業(yè)界發(fā)展！英飛凌的這些創(chuàng)新傳感器產(chǎn)品行業(yè)首創(chuàng)！解決傳感產(chǎn)業(yè)最大難點?傳感器如同人的五官，能夠賦予物體感知視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等等的能力。然而，除了高性能、高靈敏度的傳感器外，如何應(yīng)用這些傳感器做出創(chuàng)新的產(chǎn)品解決方案，解決物體實際感知的問題，才是當(dāng)前傳感器產(chǎn)業(yè)最大的難點。?單個傳感器對于下游應(yīng)用廠商來說，很難用，也不知道怎么用，只用形成傳感解決方案，才能為傳感器帶來更廣闊的市場。?作為全球傳感器產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先者，基于自身獨有的高性能傳感器產(chǎn)品，英飛凌在本次專訪中，介紹了多個行業(yè)首創(chuàng)的、具有突破性且應(yīng)用廣闊的傳感器解決方案，或許能為業(yè)界帶來思考。?業(yè)界首創(chuàng)傳感器解決方案一、雙模3D ToF傳感器模組：推動機器人感知升級?3D ToF傳感器主要用于3D深度視覺測量，是當(dāng)前服務(wù)機器人、掃地機器人等設(shè)備的必備傳感器。?據(jù)王進(jìn)筑介紹，英飛凌創(chuàng)新性地將高分辨率iToF泛光照明和dToF遠(yuǎn)距離點光源照明整合到單個混合ToF攝像頭中，推出業(yè)界首個雙模3D ToF傳感器模組。?該傳感器模組可以利用兩種TOF傳感器在不同遠(yuǎn)近距離下的靈敏度（顆粒度）優(yōu)勢，讓機器人同時具備遠(yuǎn)距離3D深度測量能力（用于SLAM路徑規(guī)劃等）、近距離精細(xì)深度測量（用于近距離避障等），王進(jìn)筑稱“這樣的話一個傳感器就解決了以前需要兩個傳感器或者說多個傳感器去處理的情況。是屬于一個首創(chuàng)性的產(chǎn)品，是比較新的?！?目前，該傳感器產(chǎn)品已在多家掃地機器人產(chǎn)品里面落地，其中有一些產(chǎn)品的話近期就會上市。???業(yè)界首創(chuàng)傳感器解決方案二、音頻變焦方案：變革視頻拍攝?如今，隨著CMOS技術(shù)在圖像傳感器的應(yīng)用，圖像傳感器越做越小并且像素、性能也越來越高，尤其是被智能手機廣泛使用，拍攝已經(jīng)成為日常大家使用的必不可少的一個功能。?在拍照尤其拍攝錄像過程中，將畫面縮小、放大是常見的操作，然而我們發(fā)現(xiàn)目前的錄像過程中，存在這個一個問題——拍攝錄像過程中畫面放大或縮小，收錄的聲音并不會隨之變化，這意味著許多“雜音”被記錄。?音頻變焦的需求廣泛存在，在音視頻錄制、會議系統(tǒng)及安防攝像頭等多個領(lǐng)域具有強烈需求，為了解決該問題，英飛凌與合作伙伴一起，使用8顆高性能英飛凌MEMS硅麥克風(fēng)，與合作伙伴的先進(jìn)技術(shù)算法技術(shù)結(jié)合，形成業(yè)界首個遠(yuǎn)距離音頻變焦解決方案。?

據(jù)王進(jìn)筑介紹：“比方說你的鏡頭里面出現(xiàn)的的時候，你的音頻里邊就會聽到多人的聲音。當(dāng)你把鏡頭推進(jìn)到某一個人的時候，你就只能聽到這個人在說話，旁邊的人聲音就被消失了，就跟著視頻一起被移出了鏡頭，然后音頻也被移出了耳朵，這個就是音頻變焦?！?/p>

▲英飛凌與合作伙伴共同完成的音頻變焦產(chǎn)品，來源：大象聲科業(yè)界首創(chuàng)傳感器解決方案三、WIFI感知：業(yè)界前沿，探索更方便人們生活的感知方式WIFI感知是一項正在發(fā)展中的先進(jìn)傳感技術(shù)，也稱為被動雷達(dá)，在WIFI感知技術(shù)上，英飛凌也走在了行業(yè)前列。據(jù)王進(jìn)筑介紹，WIFI感知主要是利用現(xiàn)有的WIFI路由器、WIFI終端設(shè)備所發(fā)出來的無線電信號，去感知空間里面的人的存在以及人的活動。WIFI感知技術(shù)在智能家居、智慧安防等許多場景用途廣泛，相比目前的紅外檢測、雷達(dá)檢測等現(xiàn)有感知技術(shù)，需要增加新的傳感器，而WIFI感知幾乎不增加成本，使用現(xiàn)有的WIFI設(shè)備即可。此外，空間中的多個WIFI設(shè)備，也能獲取更豐富的感知信息。那么，未來WIFI感知技術(shù)是否會取代現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)、紅外傳感器等在智能家居的應(yīng)用呢？王進(jìn)筑強調(diào)，WIFI感知技術(shù)與毫米波雷達(dá)等傳感器并不是簡單的取代關(guān)系，而是互補的關(guān)系，在感知方式、顆粒度等許多方面存在不同。未來的智能家居、智慧生活，將需要多種多樣的傳感器提供豐富的感知信息，這是智慧生活的基礎(chǔ)，有了這些感知能力，才能夠自動控制燈光、空調(diào)、窗簾等等家居設(shè)備，實現(xiàn)智慧生活。

業(yè)界首創(chuàng)傳感器解決方案四、PSoC Edge：融入AI算法的下一代MCU，賦予傳感器聰明的大腦業(yè)內(nèi)人士都知道，微控制單元（MCU）是傳感器的重要下游芯片，傳感器信號通過MCU的處理才能進(jìn)行下一步的控制等操作。當(dāng)前，隨著智能化時代的到來，各種應(yīng)用場景對傳感器的信號處理提出了更高、更智能化的要求，也即包括智能傳感器等概念的提出，而目前，讓傳感器更聰明這個功能，依賴于強大的MCU芯片。大模型等人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，深刻影響了各行各業(yè)。在傳感器領(lǐng)域，作為行業(yè)領(lǐng)先者，英飛凌也推出了新的MCU芯片——PSoC Edge，被譽為下一代MCU。不同于當(dāng)前的一般MCU，英飛凌PSoC Edge系列MCU擁有一個DSP單元和一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速單元，具有硬件輔助機器學(xué)習(xí) (ML) 加速功能，能進(jìn)行邊緣AI計算等更多高性能設(shè)計?？梢灶A(yù)見，英飛凌PSoC Edge系列MCU芯片將給業(yè)界帶來新的“AI”革命。▲英飛凌PSoC Edge系列MCU產(chǎn)品，來源：英飛凌?

王進(jìn)筑評價這顆MCU芯片：“有了這么一個處理器的話，我們就可以融合音頻、圖像和視頻等等外部世界感知到的信息，把這些信息的融合起來，通過傳統(tǒng)的信號處理和人工智能學(xué)習(xí)算法，去使得整個傳感器變得更聰明、更可靠、更準(zhǔn)確?！?/p>

英飛凌傳感器產(chǎn)品的特色和優(yōu)勢在哪里？英飛凌這樣看待傳感器在其產(chǎn)品體系中的作用！推動低碳化和數(shù)字化，從而為人類創(chuàng)造更美好的生活，是英飛凌發(fā)展的重要戰(zhàn)略，而英飛凌當(dāng)前在做的一件非常重要的事情，就是連接現(xiàn)實世界和數(shù)字世界。連接現(xiàn)實世界的第一道就是要感知現(xiàn)實世界，感知物理世界的溫度、濕度、壓力等等信息，將這些信息進(jìn)行輸出，最終進(jìn)行數(shù)字化，才能為下一步的數(shù)字生活創(chuàng)造可能性。因此，英飛凌構(gòu)建了多個數(shù)量、種類較多的傳感器產(chǎn)品線，同時在傳感器上下游，英飛凌擁有MCU、功率半導(dǎo)體芯片等等產(chǎn)品，能夠為用戶提供整體的、一站式解決方案，這是英飛凌傳感器產(chǎn)品非常重要的特點。譬如以如今火熱的新能源產(chǎn)業(yè)為例，在電動傳動系統(tǒng)中，英飛凌能夠提供磁傳感器、電流傳感器、MCU、驅(qū)動芯片和各種功率器件，為客戶形成完整的產(chǎn)品解決方案。

▲來源：英飛凌此外，產(chǎn)品的創(chuàng)新引領(lǐng)和質(zhì)量保證，是英飛凌有別與許多企業(yè)的優(yōu)勢。通過這兩個關(guān)鍵節(jié)點的控制，英飛凌保持了技術(shù)領(lǐng)先以及總成本的優(yōu)勢。王進(jìn)筑認(rèn)為，英飛凌包括傳感器在內(nèi)的許多產(chǎn)品，在全球范圍內(nèi)均有許多競爭對手，英飛凌跟別人不一樣的地方是技術(shù)走在了行業(yè)的前列，憑借強勁的創(chuàng)新能力和技術(shù)積累，英飛凌在許多方面引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。譬如前文所提到的雙模3D ToF傳感器模組、音頻變焦解決方案、WIFI感知等眾多創(chuàng)新解決方案。另外一方面的話，英飛凌以質(zhì)量為本體，王進(jìn)筑提到：“大家可能想到的是質(zhì)量很好，事實上也是這樣，我們的不管是哪一類的傳感器，我們都是希望把這個質(zhì)量可靠性，質(zhì)量做到做到最好。”而英飛凌產(chǎn)品的質(zhì)量保證，也涉及到客戶選擇英飛凌一個很重要的隱形性因素——成本。英飛凌通過對產(chǎn)品質(zhì)量的控制，使得客戶在后期保養(yǎng)維修、替換等方面次數(shù)減少，從而保持了系統(tǒng)總成本上的優(yōu)勢，而不僅是元器件前期購買的成本優(yōu)勢。未來傳感器技術(shù)怎么發(fā)展？英飛凌怎么看？隨著MEMS技術(shù)在傳感器的應(yīng)用，傳感器的低功耗、小型化、智能化，已經(jīng)成為趨勢，并掀起了傳感器在物聯(lián)網(wǎng)、汽車、家居、機器人等各行各業(yè)的應(yīng)用浪潮。面對未來幾年全球傳感器技術(shù)的發(fā)展，王進(jìn)筑著重強調(diào)了兩個趨勢：智能化、多傳感器融合。傳感器的智能化，未來需要更多算法去處理復(fù)雜的現(xiàn)實世界的問題。比方說用毫米波雷達(dá)去做存在檢測，這件事情不難，但是你要把這個空間里面的像窗簾、風(fēng)扇，其他的一些也會動的一些干擾因素，從這個毫米波雷達(dá)檢測到的信號里邊把它剔除掉，這個是有挑戰(zhàn)的，就是要準(zhǔn)確識別各種物體。目前來說，許多傳感器在這些檢測上還有進(jìn)步的空間，這就要靠算法，或者說可能更多的我們是需要一些機器學(xué)習(xí)、人工智能的一些方法去加持，去提高這個傳感器的可靠性、準(zhǔn)確性。傳感器技術(shù)另外一個方面的趨勢，就是傳感器的融合，就像WIFI感知技術(shù)會不會取代毫米波雷達(dá)？我說不會，它應(yīng)該是一個互補的關(guān)系，換句話說就是多傳感器融合的關(guān)系。通過多傳感器融合，使整個感知系統(tǒng)更聰明、更可靠、更準(zhǔn)確，從而推動未來的智能家居、智能樓宇等各種智慧生活的落地。英飛凌與多家國產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手推動中國數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，毫米波雷達(dá)生命體征檢測等創(chuàng)新傳感方案已在60多家三甲醫(yī)院落地！英飛凌于1995年進(jìn)入中國市場，至今已經(jīng)有29年歷史，在明年（2025年）將迎來30周年。在這近30年間，英飛凌立足中國服務(wù)中國，與許多國產(chǎn)企業(yè)一起，推動了中國數(shù)字化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。王進(jìn)筑提到，在智能汽車、智能手機、掃地機器人、智慧健康、智慧養(yǎng)老、智慧家電、智慧工業(yè)（工業(yè)預(yù)測性維護）等等領(lǐng)域 ，英飛凌均有許許多多的大客戶案例、產(chǎn)品案例，通過高性能傳感器等各種產(chǎn)品，為客戶提供完善的解決方案。這里，王進(jìn)筑提到英飛凌服務(wù)中國合作伙伴的兩個重要維度：引領(lǐng)性的創(chuàng)新產(chǎn)品解決方案、賦能用戶的產(chǎn)品創(chuàng)新。英飛凌與合作伙伴一起，應(yīng)用英飛凌的半導(dǎo)體解決方案和客戶的系統(tǒng)解決方案（如算法）等結(jié)合，從而為市場提出一些創(chuàng)新的、具有行業(yè)引領(lǐng)性的產(chǎn)品方案。王進(jìn)筑認(rèn)為，英飛凌與合作伙伴一起提出的創(chuàng)新產(chǎn)品方案對行業(yè)非常有引領(lǐng)性：“這個解決方案的一個很重要的價值就在于它為市場展示了一種可能性，或者說一種可行性，使得有更多的人去跟隨去進(jìn)入這個市場，然后大家一起來把這個市場做法做強?！?/p>

這里，王進(jìn)筑提到了一個令人印象深刻的案例，那就是基于毫米波雷達(dá)傳感器的非接觸式生命體征監(jiān)測解決方案。在醫(yī)療中，對心率、呼吸頻率等生命體征進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測是非常重要的，一直以來，醫(yī)院中采用的是接觸式貼片監(jiān)測的方式，傳感器通過貼片電極與患者直接接觸進(jìn)行測量，對患者夜間睡眠、行動等造成許多影響。使用雷達(dá)傳感器監(jiān)測生命體征的研究已經(jīng)進(jìn)行了幾十年，然而因為種種技術(shù)因素，遲遲無法在醫(yī)療中真正落地。英飛凌通過創(chuàng)新的60 GHz雷達(dá)傳感器，與中國本土高科技企業(yè)一起，推動了毫米波雷達(dá)非接觸式生命體征監(jiān)測的落地。據(jù)王進(jìn)筑介紹，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)心率以及呼吸全過程的精細(xì)化檢測，能夠進(jìn)行睡眠分期、睡眠呼吸障礙等的診斷，目前已經(jīng)在國內(nèi)六十多家三甲醫(yī)院落地進(jìn)行使用，達(dá)到了醫(yī)療級別的監(jiān)測效果。

“我們現(xiàn)在可以證明通過毫米波這種非接觸的、無感的、不侵犯隱私的，依從性非常好的這樣一種檢測方式，它可以去跟醫(yī)院現(xiàn)在使用的PST貼片的監(jiān)測方式，它的這個檢測的效果可以達(dá)到等效。因此，也獲得了中國藥監(jiān)局的醫(yī)療器械二類器械的認(rèn)證?！?/p>

通過這個案例，英飛凌向向整個市場展示了，使用毫米波雷達(dá)去實現(xiàn)非接觸的生命體征監(jiān)測，使用非常容易，且成本低廉，依從性也非常好，通過這種技術(shù)革新實現(xiàn)智慧醫(yī)療的真正落地。

“然后其他的從業(yè)者就會跟進(jìn)，大家就會一起把這個市場做開做大，讓傳感器能夠給人類帶來更好的一個生活和方式，對這個是我們的引領(lǐng)作用?！?/p>

英飛凌與中國本土客戶合作的第二個方面，就是賦能用戶的產(chǎn)品創(chuàng)新，通過英飛凌的高性能芯片和合作伙伴的算法，共同去設(shè)計創(chuàng)新的功能模組、單元，最終這些模組、單元應(yīng)用在終端用戶的產(chǎn)品中，為客戶節(jié)省大量的資金投入和設(shè)計時間，加速客戶的產(chǎn)品上市，這是英飛凌服務(wù)中國本土客戶、服務(wù)中國企業(yè)的另一個重要的方面。同時，通過引領(lǐng)性的創(chuàng)新產(chǎn)品解決方案、賦能用戶的產(chǎn)品創(chuàng)新，英飛凌與許多國產(chǎn)企業(yè)一起，近30年來推動著中國物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。結(jié)語作為全球功率系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者，英飛凌尤其以功率半導(dǎo)體知名。圍繞汽車電子、泛消費電子領(lǐng)域，英飛凌在傳感器領(lǐng)域也擁有豐富的產(chǎn)品線，以傳感器為感知前端，形成完整的產(chǎn)品解決方案。在本次專訪中，我們也能看到英飛凌公司強勁的創(chuàng)新能力，通過與許多合作伙伴的努力，應(yīng)用英飛凌的高性能傳感器，創(chuàng)造出雙模3D ToF傳感器模組、音頻變焦方案、毫米波雷達(dá)非接觸式生命體征監(jiān)測等等眾多創(chuàng)新感知方案，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。這也值得國產(chǎn)傳感器企業(yè)思考和學(xué)習(xí)，單個傳感器下游企業(yè)應(yīng)用困難，或者下游企業(yè)根本不知道這個傳感器能用在哪里，用在什么地方，如何與合作伙伴一起將傳感器用起來，創(chuàng)造更多的智慧生活場景，或許才是未來的發(fā)展關(guān)鍵，也是當(dāng)前國產(chǎn)傳感器企業(yè)的發(fā)展困境。

審核編輯 黃宇