傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

　　在火爆的物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)下，未來(lái)整個(gè)傳感器行業(yè)將迎來(lái)較大的發(fā)展空間。但在傳感器市場(chǎng)全球化、壟斷化的今天，我國傳感器的前進(jìn)之路充滿(mǎn)著(zhù)迷茫。以下是編者在物聯(lián)網(wǎng)火爆下，對我國傳感器行業(yè)的一些思考。

　　傳感器是大數據“挖掘機”，是物聯(lián)網(wǎng)的重中之重

　　物聯(lián)網(wǎng)的根本就是數據，而傳感器是大數據“挖掘機”，是其中非常主要的器件。傳感器把物理世界的信號轉化成數字世界信號，其類(lèi)別非常廣、非常多，從傳統的氣壓、CIS圖像、麥克風(fēng)到運動(dòng)傳感器。

　　物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)應用新趨勢方面，物聯(lián)網(wǎng)具有碎片化，多樣化，跨領(lǐng)域，跨平臺，時(shí)效性的特點(diǎn)。而現在物聯(lián)網(wǎng)應用的“碎片化”特征趨弱，出現一些市場(chǎng)需求量超過(guò)每年數千萬(wàn)套的單一應用產(chǎn)品，例如：智能音箱、防丟器、行車(chē)記錄儀等等，使得定義專(zhuān)用芯片實(shí)現更好的集成度及性?xún)r(jià)比成為必要及可能。

　　同時(shí)在過(guò)去一段時(shí)期，常見(jiàn)的應用于工業(yè)、農業(yè)的設備及系統中的傳感器模塊增加了互聯(lián)互通性，使之成為物聯(lián)網(wǎng)中的一類(lèi)終端節點(diǎn)。

　　5G標準對物聯(lián)網(wǎng)/車(chē)聯(lián)網(wǎng)應用的支持，克服了藍牙BLE,Zigbee,LoRa/Sigfox等無(wú)線(xiàn)互聯(lián)標準的局限性，為物聯(lián)網(wǎng)終端的普及提供了平臺化的基礎。

　　在傳感器產(chǎn)品的演進(jìn)趨勢方面，

　　第一階段主要在工業(yè)領(lǐng)域，市場(chǎng)用量少，單價(jià)高，良率低，以追求性能為主。

　　第二階段主要在消費類(lèi)，市場(chǎng)用量劇增，MEMS傳感器進(jìn)入大規模產(chǎn)業(yè)化階段，價(jià)格顯著(zhù)下滑，以滿(mǎn)足基本功能為主。

　　第三階段主要在類(lèi)工業(yè)，對產(chǎn)品的功能及性能提出更多要求，產(chǎn)品線(xiàn)有了更多基于性能升級的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

　　第四階段集中于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)應用市場(chǎng)的快速增長(cháng)使得傳感器的功能和用途，以數據的采集和有效使用作為考量點(diǎn)，傳感器節點(diǎn)具備連接性功能也越來(lái)越普遍。
 

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　　5G將會(huì )給傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)帶來(lái)什么變化?

　　誠如上面所提的，物聯(lián)網(wǎng)的根本就是數據。因此，毫無(wú)疑問(wèn)5G是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要前提。

　　縱觀(guān)整個(gè)社會(huì )的發(fā)展，從煤開(kāi)始到石油，再到電力，最后到數據。而數據流動(dòng)的平臺就是5G,如果沒(méi)有5G數據流不通。如果沒(méi)有暢通的流動(dòng)數據，物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值就大打折扣。

　　顯然物聯(lián)網(wǎng)是傳感器的一個(gè)非常大的風(fēng)口。其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念特別在我國提出也蠻長(cháng)時(shí)間了，約在 08、09年就開(kāi)始提了，當時(shí)國家還在無(wú)錫成立了傳感器中心，在這十年間，中國也做了很多物聯(lián)網(wǎng)應用，但都不是很成功，也沒(méi)有很多的量，但這種狀況在5G起來(lái)以后就完全改變了。

　　傳感器表面上看是不同的場(chǎng)景，但應用發(fā)展的核心就是大數據。端口的話(huà)在云上的。如果沒(méi)有5G這樣的通訊，它的數據顆粒度以及多種數據的價(jià)值就很難體現出來(lái)。如果物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)市場(chǎng)沒(méi)有像現在這樣起來(lái)，那對傳感器來(lái)講，它的風(fēng)口的到來(lái)就受很大的限制。
 

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　　哪些傳感器會(huì )先在物聯(lián)網(wǎng)中起來(lái)?

　　物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)市場(chǎng)非常有意思，一方面到今天為止沒(méi)有看到我們以傳統消費電子產(chǎn)品眼光來(lái)看的所謂的Killer Product,殺手級產(chǎn)品。另一方面物聯(lián)網(wǎng)的確是完全遍布在我們周?chē)?，是一個(gè)非常廣的市場(chǎng)。

　　這兩方面看似矛盾，但卻合理。

　　因為雖然我們很難在物聯(lián)網(wǎng)上看到一個(gè)像手機這樣所謂的殺手級產(chǎn)品，但是物聯(lián)網(wǎng)有很多應用已經(jīng)是悄然的在起來(lái)。

　　舉個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，馬路上攝像頭，不是一個(gè)傳統的消費類(lèi)產(chǎn)品，但你如果去看這個(gè)產(chǎn)業(yè)在過(guò)去5—8年的發(fā)展，它實(shí)際上已經(jīng)拉動(dòng)了好幾個(gè)公司變成很大的公司了，包括硬件公司、算法公司，你如果去看人工智能的幾個(gè)獨角獸公司，它基本上都和這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展緊密相關(guān)。

　　看物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，肯定要撇開(kāi)我們過(guò)去看消費類(lèi)市場(chǎng)的觀(guān)念。

　　第一，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)范圍很廣，可能會(huì )需要很多的定制，而不僅僅是通用產(chǎn)品。大量的定制需求，這將使傳感器有更多的價(jià)值體現。

　　第二，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)我感覺(jué)就是像互聯(lián)網(wǎng)+的概念落地。物聯(lián)網(wǎng)分兩類(lèi)，一個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，一個(gè)消費類(lèi)，我們過(guò)去講的比較多的是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的，實(shí)際上在中國消費物聯(lián)網(wǎng)會(huì )有更加快速的發(fā)展。
 

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　　傳感器在消費應用方面的趨勢

　　1、智能傳感器之后，可穿戴毫無(wú)疑問(wèn)是個(gè)很大的爆發(fā)性市場(chǎng)。

　　因為智能手機是從電話(huà)開(kāi)始的這樣一個(gè)基本通信功能基礎上疊加了很多智能的功能，但是可穿戴是完全不一樣的角度，它是以人本來(lái)的需求開(kāi)始的，更加切合人對電子產(chǎn)品使用的方便性的需求，以及比如現在可穿戴里面很多對人的身體、運動(dòng)狀況的檢測、包括體征的檢測，所以更加是以人為本的產(chǎn)品。

　　可穿戴產(chǎn)品實(shí)際上起來(lái)了很長(cháng)時(shí)間了， 8年前美國一些公司像Fitbit很早開(kāi)始做，但是沒(méi)有起來(lái)很快，有幾個(gè)很大的原因。

　　第一，當時(shí)的硬件技術(shù)也不夠好。

　　第二，是通訊技術(shù)沒(méi)有很好的發(fā)展起來(lái)，現在5G平臺上面可穿戴的傳感器技術(shù)包括我們的運動(dòng)傳感器，功耗下降非常多，包括像MCU base、藍牙等等的，這個(gè)跟七、八年前的差異及進(jìn)步都非常大。

　　現在可穿戴不是單單的可穿戴，實(shí)際跟手機已經(jīng)構成了非常緊密的關(guān)系，很大的計算量可以用手機完成，但是一些非常個(gè)性化的跟人有關(guān)的計算就在可穿戴完成。包括你的手表，手表又結合了TWS耳機，這樣構成一個(gè)閉環(huán)，對人體征的檢測，包括一些簡(jiǎn)單的通訊都能夠很好的完成了。

　　2、未來(lái)傳感器會(huì )在性能和價(jià)格中找到平衡。

　　價(jià)格競爭在消費市場(chǎng)當然是永恒的主題。

　　傳感器提供了兩個(gè)概念，一個(gè)是功能，還有一個(gè)性能。越來(lái)越多的應用跟性能有關(guān)，性能好需要有更加高精度的傳感器，或者下面的ASIC處理會(huì )更加復雜。過(guò)去手機應用沒(méi)有對傳感器要求主要在功能層面，沒(méi)有高性能的要求，可能大家就會(huì )單純的追求低價(jià)，但隨著(zhù)對性能的要求起來(lái)以后，未來(lái)傳感器的趨勢會(huì )在性能和價(jià)格當中找到一個(gè)合適的平衡。

　　傳感器的性能涉及兩個(gè)方面，第一是單個(gè)傳感器的精確度，第二是能否做到多種數據的結合，通過(guò)多種數據能夠算出一些東西來(lái)，產(chǎn)生新的性能，新的數據。

　　3、位置物理空間信息至關(guān)重要。

　　除了我們講的手表、耳機等等，還有很多消費類(lèi)應用。我們定義為是類(lèi)工業(yè)產(chǎn)品，像掃地機器人，還有如pos機等，現在pos機上面安裝了越來(lái)越多安裝運動(dòng)傳感器來(lái)做它的跟蹤。相信這樣的概念會(huì )很快大規模的應用到高價(jià)值的物流上面去。

　　同時(shí)現在的所有的智慧家居有關(guān)的應用，包括甚至智慧門(mén)鎖等，同樣越來(lái)越多的安裝了以運動(dòng)傳感器為基礎的一些定位的傳感器系統。

　　4、模組化的傳感器毫無(wú)疑問(wèn)是個(gè)方向。

　　隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，每一個(gè)單元的基本配置包括通訊、算法等，而如果當中采用傳感器模組，就可以接受到更多不同的信號，產(chǎn)生更多的數據量和價(jià)值。模組化相當于把傳感器的一個(gè)觸角延展出去。舉個(gè)例子，如市內導航，除了運動(dòng)傳感+陀螺以外，還需要磁傳感器放在一起做融合算法，能夠有更好的定位。

　　5、手機將加入各種新的傳感器應用。

　　未來(lái)將有更多新的傳感器會(huì )加到手機里面，一方面是因為大家可能會(huì )充分手機這個(gè)大計算平臺;另一方面是依托手機實(shí)現一個(gè)新的特色功能。比如在視覺(jué)方面，如果會(huì )把非智能紅外傳感器加入到手機上，用戶(hù)將會(huì )產(chǎn)生一些新的感受，如在很暗的地方照樣可以看到圖像。另外，一些新的傳感器功能如手持式的超聲，加到手機后，能以手機為硬件基礎，真正達到家用的效果。
 

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　　傳感器公司的核心競爭力，如何在外資的突圍中崛起?

　　傳感器公司的競爭核心還是產(chǎn)品技術(shù)本身，因為傳感器就是類(lèi)似模擬器件，模擬器件跟數字器件的差別很大，數字器件往往是看芯片的規模。而傳感器像模擬器件一樣，它的核心是性能，往往是性能提高10%，售價(jià)有可能提高10%—20%的。

　　而性能的提升，核心還是在產(chǎn)品設計和生產(chǎn)工藝的研發(fā)。

　　第一，我們希望我們的研發(fā)能夠使整個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)做到全球的流，用2-3年做到全球一流，對一個(gè)初創(chuàng )公司可能不是一個(gè)非?，F實(shí)的目標，因為我們前面的一流的公司都已經(jīng)做了10年、20年甚至更長(cháng)時(shí)間。在過(guò)去10年、20年的產(chǎn)品研發(fā)投入迭代遠遠超過(guò)我們現在的投入。對我們來(lái)說(shuō)一個(gè)可能的機會(huì )是后發(fā)優(yōu)勢，因為過(guò)去很多研發(fā)的試錯都已經(jīng)看到過(guò)了，不需要重蹈覆轍。但為什么我們目標不是二流，很簡(jiǎn)單，越來(lái)越多的傳感器應用，尤其是物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的傳感器應用，二流產(chǎn)品的性能/可靠性是達不到的。

　　第二，傳感器的下一個(gè)主要窗口就是物聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)應用中，中國毫無(wú)疑問(wèn)在全球是擁有應用場(chǎng)景最多的地方。物聯(lián)網(wǎng)需要很多的定制，本地化的服務(wù)，本地化的方案，甚至器件的設計定制，都變得非常關(guān)鍵。作為一個(gè)本土企業(yè)，在跟外資企業(yè)的競爭當中，針對本土化的服務(wù)、產(chǎn)品的定制會(huì )有更多優(yōu)勢。芯片未來(lái)和應用結合越來(lái)越深度，本地化非常重要，這也是我們的優(yōu)勢。

　　中國傳感器設計和制造企業(yè)的發(fā)展還是很重要，未來(lái)這么重中之重的環(huán)節，如果我們受制于人，肯定未來(lái)發(fā)展是危險的。

　　半導體這個(gè)產(chǎn)業(yè)是非常全球化的。無(wú)論是中美的摩擦，還是日韓的摩擦，最后都以半導體產(chǎn)業(yè)作為勝負手。美國限制華為導致華為相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)受阻;日本的半導體化學(xué)品供應商停供，就造成了巨大的半導體企業(yè)三星和海力士生產(chǎn)不順。另外，臺積電占了Foundry全球60%的量，在最領(lǐng)先制程，12納米，7納米甚至5納米基本都是只有它能夠大量生產(chǎn)。所以這是一個(gè)非常全球化的、分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)。

　　不受制于人不代表我們自我封閉、關(guān)門(mén)發(fā)展，可能更重要的是如何把我們國家的半導體產(chǎn)業(yè)，跟全球其他地區的半導體更加緊密的合作在一起，變成缺一不可的一環(huán)。

　　我們整個(gè)國內傳感器在全球的排位里面跟其他半導體公司的產(chǎn)品相比，排位是比較落后的。今天去看全球前30家傳感器公司，中國只有2家，而這二家也不是完全傳統的做傳感器芯片的公司，它更多是在傳感器的封裝和應用，國內傳感器過(guò)去來(lái)主要是從軍工研究所開(kāi)始比較多，產(chǎn)品主要針對軍工或者部分工業(yè)，現在有些也逐步走向無(wú)人駕駛，但基本上還是處于一個(gè)多品種、量小、高單價(jià)的市場(chǎng)。雖然近幾年，我們國內傳感器公司在一些消費類(lèi)市場(chǎng)有了長(cháng)足的發(fā)展，但中國傳感器走向世界的路還是蠻長(cháng)的。

　　國內的公司受到規模、研發(fā)能力、市場(chǎng)品牌等限制，基本上只能做單個(gè)的。但是歐美大的公司，都是采用向客戶(hù)提供一整套的方案的策略。

　　傳感器技術(shù)路線(xiàn)實(shí)際上就是很寬泛的問(wèn)題，它是非摩爾定律上面的，即超越摩爾定律。實(shí)際上傳感器有很多不同的辦法實(shí)現，比如我們講的陀螺，有人用的是光纖陀螺，也有用石英的，用半導體方法做我們叫MEMS.所以對傳感器來(lái)講每個(gè)產(chǎn)品它有自己的發(fā)展路線(xiàn)，且在不同應用領(lǐng)域有不同的發(fā)展路線(xiàn)。

　　如果以物聯(lián)網(wǎng)作為主要的方向，下一代傳感器有幾個(gè)關(guān)鍵的方向：

　　第一，就是組合傳感器的的形式。

　　第二，它需要有一定的性能，同時(shí)有較低的功耗，當然尺寸跟成本都還是有一定要求。

　　第三，封裝技術(shù)將不同功能的器件封裝在一起。

　　傳感器只是挖掘了一個(gè)數據出來(lái)，如果能夠在端口就有很快的處理及傳輸，例如邊緣計算，在慣導傳感器里面就放入ARM來(lái)做一個(gè)本地化的計算。另外，為達到物聯(lián)網(wǎng)的應用需求，傳感器封裝的技術(shù)會(huì )從只是傳統的把傳感器封裝出來(lái)發(fā)展到更加側重把不同功能的器件封裝在一起。如同我們現在嘗試的把傳感器、MCU,memory、藍牙等通訊的芯片封裝在一起。當然規模再大以后，不同大的芯片通過(guò)封裝組合在一起，那也是個(gè)更遠的業(yè)態(tài)。

　　各大傳感器設計公司路線(xiàn)差異會(huì )蠻大的，比如麥克風(fēng)產(chǎn)品國內做的比較多，有的是朝一個(gè)低成本的方向走，還有的朝高性能的方向走，它們是完全不一樣的產(chǎn)品路線(xiàn)。有的是組合不同應用放在一起，比如京東方，它希望以屏為端口，切入到像物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)。它這個(gè)屏的載體就不只是屏了，它里面要放很多別的器件才能變成真正的載體，應用到物聯(lián)網(wǎng)。

　　最后，中國半導體發(fā)展的關(guān)鍵，在于不能自我封閉、關(guān)門(mén)發(fā)展。

　　對中國半導體發(fā)展，特別是在現在這樣大的環(huán)境下，我們不要自我封閉，不要關(guān)著(zhù)門(mén)發(fā)展。這個(gè)行業(yè)是個(gè)非常國際化的產(chǎn)業(yè)，而且產(chǎn)業(yè)鏈非常長(cháng)。從剛才講的原材料開(kāi)始，如很多化學(xué)品，一直到終端市場(chǎng)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈非常長(cháng)。

　　材料方面，日本、歐洲這些地方可能發(fā)展比較早;設備方面歐洲、美國、日本、韓國比較領(lǐng)先;制造方面，現在臺灣整個(gè)芯片制造跟封裝的能力，產(chǎn)能跟技術(shù)是最好的;應用市場(chǎng)方面，毫無(wú)疑問(wèn)中國處于非常好的位置。

　　因此，如何把我們的優(yōu)勢，與各個(gè)地方、各個(gè)環(huán)節發(fā)展的優(yōu)勢結合在一起，走出一條我們自己中國半導體發(fā)展之路，這才是比較關(guān)鍵的。