意法半导体亚太区MEMS产品高级市场经理许永刚带来“传感器连接世界”的主题演讲。
意法半导体亚太区MEMS产品高级市场经理许永刚
根据某第三方报告，相对于运动传感器来说，ST 2019年的市占率达到39%，相信2020年市占率会更多。气压类传感器市占率达到28%，但相对于第一名的竞争对手是独占iOS，ST在公开市场包括安卓市场上市占率是非常高的。
5G带来什么？5G带来万物互联、万物感知。所有设备都连入网之后都需要有一个传感器，甚至越来越多的传感器去感知世界，去把数据上传到5G的网络上。
那么需要什么样的传感器？
首先需要低功耗，ST的传感器都可以达到非常低的功耗，10μA左右。
封装更小。ST所有的加速器从以前的3mm×3mm现在全部转成到2mm×2mm，IMU是2.5mm×3mm的封装。AI功能植入了更多的传感器的功能，像机器学习内核，这样可以降低整个主控的负担，把一定的工作量和预处理放在AI端。更多的嵌入式功能，包括一些QVA的功能还有一些新的功能。最后一点是说传感器需要更准确、更精确来感知这个世界。
ST传感器在消费电子方面的应用，包括LIS2DS12、LIS2DH12、LIS2HH12，都已获得市场广泛认可和接受。下一代的传感器有LIS2DTW12和LIS2DW12，这两个传感器的区别是LIS2DTW12内部合成了一个温度传感器，去感知传感器周围的温度。这个温度传感器可以精确到0.1到0.2℃，相对一些比较紧密的设计，比如耳机和触控笔就需要有温度传感器，如果没有地方放的话就可以使用LIS2DTW12。LIS2DW12就是一个低功耗传感器，它在工作模式下最高120μA，如果100Hz超低功耗模式可能只要10μA。同时它具有32个FIFO。低功耗下一代产品LIS2DU12是业界超低功耗传感器，它的工作模式100Hz达到3.4μA。如果采用超低功耗模式1Hz，可以到450nA，就是低于1μA级别。同时它具有最先进的I3C接口，有128个FIFO。
A+G的产品是另外一个产品范围，LSM6DSOW传感器在公开市场，特别是穿戴已获得大批量的使用。它的主要特点就是低功耗，可以做到最低15μA，同时拥有I3C、SPI的接口。LSM6DSR则在扫地机器人卖得最好。它的几个优点是最高的量程可以达到4000DPS，有很高的稳定性，它的B.I可以达到每小时3度，同时具有I3C和SPI接口。
LSM6DSOX和LSM6DSRX这两个传感器是带机器自学习的，可以去识别一些姿态，一些数据，可以做一些中段的判断。下一代的传感器LSM6DSV集合了前面所有传感器的优点，包括可以支持UI、OIS和EIS，可以支持4000DPS的量程，可以提供IC、I3C和自适应模式调整，可以支持有限状态机。有限状态机是根据一些预设条件判断最后去触发一个中断，比如一个抬腕的动作，这个动作如果传感器来做的话可以立马反映到屏幕点亮，如果用传感器的数据去MCU去polling的话，这个反应速度可能到500ms到800ms之间，甚至可能missing decision的一个窗口。所以，这个有限状态机是非常准确和实时的。
还有一个功能是MLC 2.0提供了数据的判断。另外一个神奇的功能是它提供了一个QVar，相当于一个SAR sensor或者说一个接近人体电场的传感器，比如是不是有放入耳朵中。同时，它还支持了业界最先进的1.2V和I3C。
还有一个产品是特地为TWS定制的，叫LSM6DSV16BX，它拥有上面所有传感器的优点，但是还有一个优点就是它额外集成了一个语音加速度器，可以达到1kHz。平时说话的声音都是从声带传到耳骨，然后通过这个传感器去感受耳骨的震动，普通的人说话一般性也就是1k左右。这些传感器将成为下半年或者第四季度量产中最热门的产品。
机器自学习其实是一个复杂但使用起来又非常简单的东西。比如，一个特定的动作或者说特定的模式，它采样好数据之后，把它的数据转换成一个决策树，然后把决策树烧到传感器里面，它就可以去判断这个动作，然后去告诉主控，我现在已经判断了这个动作了，我要做什么处理。
MLC技术已大规模地应用在所有的个人消费电子、工业电子及汽车里面。
气压传感器类别，现在的LPS22HH已经大规模获得客户使用。它拥有12μA的功耗，同时它的温漂和噪声在-20℃到65℃之间达到0.65帕。相对应它的防水气压计也拥有相同的性能，它可以在水下100m保证自己不受损伤，但是它测量不出水下的深度。LPS22DF是最新一代传感器，它的功耗可以降低到3.6μA，温漂稳定性可以做到0.4帕，同时拥有1.2V的接口。最关键的是它也符合美国联邦的E911规范，当用户发出报警的时候,可以准确识别他在哪一个楼层。主要是为了防止是火灾或者人员的事故。
同时，LPS28DFW也满足E911，但是其区别于其他传感器的一个特点是，它可以测量水下30m的精度。“最典型的例子就是潜水运动员，当然现在有很多的玩家喜欢出去海岛去游玩，戴着手表潜到水下，你可以完整的看到你的水深慢慢的下降，可以到水下30m的情况，这可能用于设计比较高端的运动手表。” 许永刚举例说。
TWS耳机市场是一个非常大量的市场。相对于手机，耳机对传感器来说是更好的一个载体。耳机的话它有左右两个，它所有的传感器都要乘以2。
ST为这个市场的中高低三端都准备了传感器。低端可以用LIS2DH12，可以实现单击双击还有三击。
用LIS2DW12的话，除了单双击之外，还可以识别一个VAD的功能。“在当今世界，VAD功能其实是非常重要的，比如小米的小爱音箱，你要用耳机唤醒，就要呼唤嗨小爱，百度的话要说嗨小度，这些语音的关键字都需要用LIS2DW12去实现。”许永刚说。
中端的话会有加速度和陀螺的导入。加速度有LIS2DW12和LIS25BM的加入，LIS25BM是一个1kHz的语音加速计。LSM6DSOX+LIS25BM可以做一个6轴的空间音效。“当你的头发生旋转的时候，你可以很灵敏地感觉到周边的声场发生了变化。这些我们都有第三方的算法和公司去配合。”许永刚说。
高端的话有6轴的LSMDSOX加上了LIS25BA。这相对来说是一种比较复杂的设计，要放两个传感器。ST创新地提供了一个双核的6轴的传感器，LSM6DSV16BX，它的优点是它有一个加速计，一个陀螺，还有一个语音的加速计，同时还有一个Qvar的功能，可以做接近，还有有限状态机和机器自学习。这个传感器完美地符合了TWS耳机现在所有的功能，可实现将耳机放入耳朵就进行播放，摘出就停止播放。空间音效6轴可以实现语音加速度、语音的唤醒、VAD都能在一颗小小的2.5×3的传感器上完整地实现。
除了消费电子应用，再来看一下工业市场的表现。
工业市场有很多的数据要去追踪，比如人员的监测，预测性维护，定位导航，环境接近传感器和数据的优化。
ST在这方面拥有所有完整的数据采集传感器，包括高带宽的麦克风，震动监测压力传感器，ST所有传感器都提供高性能、高稳定性和高可靠性。ST传感器还提供10年的供货保证。
LSM330DHCX高性能传感器普遍用在5G的微波塔，6轴的机器人等应用。IIS2DLPC是一个低功耗的工业倾角传感器，还有一个工业传感器是IIS2ICLX，是一个高精度的陶瓷封装5mm×5mm×1.7mm的高精度传感器，它在-40℃到105℃的范围内数据是非常稳定的，基本上是一条直线，没有任何的温漂，所以这个传感器可以用在非常长时间稳定的地方，比如桥梁的监测、水平的监测，或者工业的倾角计算、安装设备。
再就是汽车传感器。
ST MEMS在汽车传感器方面也有非常大的投入，从燃油机到新能源车，从传统的汽车的ECU的架构到现在Domain的架构，传感器都在不断地增加。从90年代开始的一个安全气囊到2000年ESP的稳定系统加入了陀螺仪，到2014年的T-Box车辆诊断和胎压，再到今天的ADAS和自动驾驶，这些传感器在汽车里面应用的越来越多。
从导航范围来说，有ASM330LHH和LHHX。ASM330LHHX是有超低功耗的功耗，可以到10μA，同时有机器学习内核。
还有一个范畴，就是现在ADAS系统都需要安全等级，需要ASIL-B或ASIL-D认证或者是设备。
ST最新发布了一款ASIL-B级别的传感器，ASM330LHB，9月份量产，现在已经有很多客户在设计应用到产品当中。
车载系统有AIS2IH麦克风。现在很多电动车中因为没有引擎，它的路况声音非常轻，所以当遇到胎噪或者路面颠簸时会有非常大的噪声，AIS25BA可以去识别胎噪的震动和路况震动，去把这个路噪给反向地调节掉。
另外还有AIS2DW12低功耗的无钥匙进入系统。
ST除了MEMS传感器，还有一些光学传感器。作为全球领先ToF传感器供应商，其FlightSense拥有了SPAD光子和FPD的光子。拥有先进的40nm的传感器和未来的3D的技术。ST有很好的光源供应链，还有ToF的微处理系统集成在传感器之中，可以为用户做一些微处理。
第4代的FlightSense拥有61°的FOV。现在有50多家OEM厂商200多款手机在使用，同时拥有4万多件套件和10亿的出货量。
传感器在工业和自动化方面使用得非常多，工业可以去监测运动，检测人的接近。parking可以侦测到汽车有没有在附近，灯光有没有接触到。还有宠物玩具，可以跟它互动。
在消费电子的遥控器、在智能手机方面也有很多应用，可以侦测距离，手机可以侦测人脸有没有靠近，同时去解锁Face ID。投影仪可以投到墙上，可以侦测出距离，同时去可以做一个梯形校准。
笔记本、台式机的这些应用的话，都可以识别人有没有坐在电脑前面，去判断可不可以去shutdown或者standby系统。
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