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抢智能化红包 多家传感器厂商发力布新局

时间:2019-10-8, 来源:互联网, 资讯类别:行业知识

物联网等智能化产业的快速发展,将给包括MEMS在内的传感行业带来巨大的发展红利。除了5G和智能网联汽车,传感的应用领域在未来20年,将在智慧城市、智慧家庭、智能制造、智慧医疗等重要应用领域迎来快速发展,传感器市场将呈井喷式增长。这一趋势在传感相关的主题展上尤为明显,最近在上海的SENSOR CHINA展上,多家公司不同形态和应用的传感器产品技术及市场策略令人印象深刻。

晶华微:下一步发力工控、医疗和物联网

杭州晶华微电子专注于数模混合信号SoC芯片,在压力和流量传感器信号处理器领域耕耘多年。展会期间,该公司重点展出了“工控HART通讯控制器芯片”、“4~20mA电流DAC”和“带有高精度ADC的SoC芯片”。这些产品适用于高精度测量、数据处理和通讯传输等与传感器有密切关联的应用。

据杭州晶华微电子有限公司总经理兼技术总监罗伟绍博士表示,传感器技术正朝着智能传感器方向发展,并迅速融入物联网,目前热门的物理量智能传感器,如:压力传感器,惯性传感器,光学和指纹传感器都有巨大的市场需求量。晶华微在智能压力传感器、温度传感器方面有很成熟的方案,产品包括基于HART调制解调+4~20mA电流环DAC的工业仪表应用方案、带蓝牙/WiFi的四电极交流脂肪秤方案、红外测温枪解决方案等。

“工业领域的压力传感要求更高的精度,我们的带24Bits ADC的SoC现在一个月出货量在500-700万片左右,约占中国秤类市场50%的量。” 罗伟绍说。

罗伟绍表示,晶华微所有芯片都是100%自主研发

罗伟绍表示,国内很多客户的强项是在制造业方面,在设计产品,包括软件、电路的设计都存在短板,所以晶华微会针对客户的应用场景做软件开发以及电路设计,努力实现“为社会提供卓越的产品和服务”这一使命。

“以前很多独立的方案公司会买我们的芯片为客户做方案,后来我们发现作为IC的设计者,我们的应用工程师对芯片内部更熟悉,我们能为客户开发更可靠、性价比更高的应用方案。” 罗伟绍说,“现在中国大部分的客户都是委托我们帮他们开发。”

目前,晶华微提供的大部分产品是标准型芯片器件,客制化的需求通常可由软件实现。罗伟绍提到:这种半定制的设计方式可在保护IC知识产权的同时,最大化兼顾细分市场客户应用方案的性价比和灵活性,有利于合作共赢。目前提供标准SoC,整合多种硬件功能,通过软件定制实现客户差异化需求。所以晶华微的芯片能满足物联网传感器相关应用领域的多种功能需要。。

同时晶华微在工控行业也有多年布局, HART调制解调器芯片就是晶华微的亮点产品之一。HART协议是针对电磁场条件复杂的工业环境,在4~20mA电流环信号过程量上叠加一个频率载波信号,从而把模拟信号和数字信号双向同时通讯,而不互相干扰。

“工业应用场景更关注安全性、稳定性和可靠性,HART协议已经被工控行业认可并应用多年。” 罗伟绍说,“2008年我们推出HART调制解调器芯片产品时,包括摩托罗拉在内全球只有三家,我们是第四家。实现国产自主设计,打破国外芯片垄断工控类市场的局面。目前我们已经开发出第二代产品,占全球相关市场1/3左右份额。”

罗伟绍表示,晶华微所有芯片都是100%自主研发,晶华微将保持衡器及工控行业的持续投入,并重点开拓电池管理、医疗方面人体健康信号的测量和物联网方向的智能传感器等领域。    

霍尼韦尔:气体传感的重点是智能化、小型化和IoT应用

本次展会上,霍尼韦尔展示了两款主推产品,针对医疗行业的无铅氧和针对石油石化行业的丙烯腈。

据霍尼韦尔传感物联气体传感器大中华区销售总监华晴介绍,全球RoHS要求逐步实现无铅化,医疗行业要求2021年所有测氧气浓度的传感器不能含铅,主要是呼吸机和麻醉机,包括ICU重症监护室,而目前市场上的产品都是含铅的。霍尼韦尔推无铅氧产品可以助力客户快速满足市场新的需求,其产品可以与现有产品pin to pin兼容,对研发、认证非常友好。这对于长认证周期的医疗行业而言十分重要。

丙烯腈是比较特殊的气体,其检测传感器比较小众,供应商不多,但对石油石化产业而言非常重要。相较于现在市场上传统的泛化性检测,霍尼韦尔丙烯腈检测传感器的寿命更长、响应更快、稳定性更好。除了丙烯腈,霍尼韦尔还计划在氯乙烯等小众气体检测上保持投入,以领先的技术优势,助力客户提升工业安全系数,真正做到稳定、可靠的安全生产。“这也是霍尼韦尔中国对社会的责任。”华晴说。

华晴表示,在中国,两位数增长的市场,一定和环保相关。

霍尼韦尔在工业安全领域包括气体探测、个人防护、传感器三个业务,其核心作用是防护产业工人以免致伤,如个人防护用品是应对被切割、被砸的可能危害;气体防护则是避免中毒、爆炸、窒息的危害。“目前,霍尼韦尔在中国最大的工业安全气体传感器市场,是石油石化、冶金、煤矿等,”华晴说,“我们看好石油石化市场的发展,虽然市场受中美贸易等地缘政治影响比较大,但只要油价能保持在60美元/桶附近波动,这个市场就能保持稳定增长,增速不会低于中国GDP。”

华晴表示,在中国,两位数增长的市场,一定和环保相关,且未来3-5年将保持快速增长的势头。其中,主要的环保应用场景是废气排放。其中烟气排放检测市场走势平稳,挥发性有机物的排放的检测是未来的增长点。

“蓝天保卫战是当下热点,排放费改税将其上升到法律层面,彰显了国家加快环保进程的决心。”华晴说,“另外一个热点是超低浓度排放、小型锅炉的改造,这涉及对氮氧化物和硫化物的监测,也是我们非常关注的。我们在全球最大的合作伙伴是排放领域市场领先的厂商,但其产品成本较高,对于低浓度气体的检测,我们在抗干扰层面做了技术提升,尤其是抗一氧化碳干扰的二氧化硫、抗氢气干扰的一氧化碳等,性能优势非常大,国内领先合作伙伴进行了各种测试,反馈不错,相信今年国内市场不少领先企业会用上新一代产品。”

华晴认为,不仅是霍尼韦尔,所有传统制造业中,与传感、安全、生产力相关的市场一定是增长最快的,这是一个大趋势。霍尼韦尔此前在AI、5G领域涉入不深,今后会更愿意与国内合作伙伴携手发展。“这方面中国是走在全世界的前面。中国在核心的数学、物理、化学等基础方面还是有一定差距,而我们更擅长前沿、理论、应用层面的,结合国内AI、5G创新来做整体方案,必能获得双赢。”

在气体传感产品迭代上,霍尼韦尔推动的方向主要是智能化、小型化、低功耗和IoT。不过工业安全领域客户比较传统,更信赖有线信号传输,所以在IoT领域的进度会慢一点。在小型化、智能化方面,速度相对较快,如产品带自诊断,可数字输出,帮助客户把仪表做得更薄、更轻巧。据悉,今年底年底霍尼韦尔会推出1系列(小型化)产品,明年会推出带自诊断功能的I(intelligent)系列。而之前,1系列只用于霍尼韦尔品牌的仪表里。

华晴表示,中国一直努力提升安全、环保方面的规范,企业要用更好的、满足中国标准的传感器。从工业安全、环保等领域来看,规范制定后,更重要的是提升、加强监管的力度。“霍尼韦尔希望更多的同行、从业媒体共同呼吁,产业上下游携手提升安全意识,杜绝危险生产,一起守护工业生产安全。”

Senis:加强欧洲技术在中国的落地

Senis公司多年前由Prof. Popovic创立,其前身是SENTRON,在2004年被Melexis收购后,其创始人创立了Senis。该公司主要是从事于磁场,磁材料的检测和测量,产品包括特斯拉及高斯表,以及一些大型的磁场扫描测绘仪。这些产品被中科院等科研院所以及欧洲的离子加速、核磁反应研究机构广泛采用。Senis测量仪器的的精度可以达到50个PPM。其核心技术包括特殊工艺的霍尔探头,以及后端信号处理;另一类产品是电流传感器,电流范围从几千安到微安级,据Senis研发项目经理Thomas Kaltenbancher介绍,其精度可以做到同行业最高。

本次展会上,Senis展示了两个新产品:3D霍尔传感器和角度传感器。Kaltenbancher表示,该公司的3D霍尔传感器可以做到业界最小的测量点,“在3D磁场里测量点越小,代表XYZ 3个轴表征的矢量越准。” Kaltenbancher 说,“我们的快速角度测量传感器可以做到20万转,是目前世界上最快的一款测量角度的传感器,目前我还没有找到需要20万转的应用。我们希望在中国市场找到更多的潜在客户应用,包括跟客户一起做一些延伸的平行开发。”

Kaltenbancher表示,Senis的战略是跟中国的企业加强合作。

具体而言,Senis希望首先开拓工业物联网和消费品应用,其后则是汽车行业。“在快速角度测量里面最直接的一个应用就是无刷直流电机控制,因为在做FOC矢量控制的时候,需要很精确的知道转角的位置,就是转子的位置和电流,所以通过这两个数据可以很精确的控制电机的换向,这是最主要的一个应用。” Kaltenbancher 说,“3D霍尔传感器,主要用于3D电流的测量,以及物体位置的移动测量,如控制遥感、线性位移接近等。”

不同于Senis的测试测量业务很早就进入中国市场,该公司的传感器、芯片业务刚刚进入中国,“我们想在中国寻找一些新的合作。一个是可以直接应用我们产品的客户,另外也可以将我们的专利和技术授权给国内的客户。” Kaltenbancher 说,“中美贸易战,加快了中国政府对本地芯片研发力度的扶持。我们希望把欧洲的技术拿到中国来,扶持中国的企业快速的成长。”

Kaltenbancher 表示,在整个行业里面,中国的需求引领整个世界研究的方向。欧美虽然有很强的技术,但要跟着中国的需求走。所以,未来Senis的战略是跟中国的企业加强合作,把欧洲的技术落地实现产业化。

麦乐克:智能市场起量 杭深布局产线

杭州麦乐克科技股份有限公司是一家从传感核心元件到各种传感模组、传感智能解决方案全覆盖的ODM和OEM公司。该公司是目前国内信噪比和透过率、截止率、敏感度最高的红外特征敏感元器件和传感器制造商。2016年底,麦乐克牵头起草的“红外特征敏感滤光元件”标准等项目通过工信部公告和国标委备案,正式成为国家行业标准。

麦乐克的传感器核心元器件主要应用于航天等高端领域,终端产品则主要用于智能家居、智慧生产、智慧园区。本次展会中,麦乐克展示了系列终端产品,在智慧生活上,主要是安防传感器,如小尺寸烟感传感器,由电池供电,电池寿命实验室数据可以用10年,实际家用至少3年,该产品已拿到消防认证。其他安防类产品包括气感、水浸、门磁等传感器。

麦乐克公司董事长吕晶表示,麦乐克在智能家居应用中主要采用红外复合技术。“单用红外成本太高,但有些应用——如二氧化碳检测——必须用红外传感技术,而甲醛则对红外不敏感要用化学或者燃烧的方式。” 吕晶说,“民用市场要求价格便宜、性能稳定,但对精度的要求不高。精度高还想价格低,就得整合各种技术的优势,麦乐克的做法是用封装、标定、算法、补偿等技术进行最优化整合。这对工程师的经验要求很高,因此近些年麦乐克研发了标准化的软件,自动进行标定、补偿。”

吕晶表示,麦乐克的后端产品业务发展迅猛

在智慧园区上,麦乐克的产品可以通过探测温度湿度、PM2.5空气质量等,再基于数据进行智能化反控,调节空调、新风、开关窗等智能应用,以提高办公舒适度,提升能源控制效率。据悉,麦乐克跟阿里已经对接两年多,雄安是双方第一个合作的项目。雄安政府每个房间里都装有麦乐克的智能产品,通过它控制整个系统,让人舒适工作。

在智慧城市方面,麦乐克的产品主要用于城市信息采集,如空气质量、有毒有害物质或垃圾箱等,为更宜居的城市建设提供传感解决方案。

在工业级应用上,该公司的传感方案是红外测温——非接触式红外传感器,无需外接电源,精度高达+/-0.01度,可用在高端工业场景。吕晶介绍,常规工业测温传感器精度要求0.1度,消费类则是1度,麦乐克红外测温精度为0.01度,是目前领先的技术。其产品有用于航天发动机,可以精准控制监测对象的温度稳定;也用于要求较高的汽车,对电机的温度进行精准控制。

麦乐克还提供人体存在感测,吕晶表示,人体存在感测和人体移动感测不同,比如灯控,人体移动感测是人过来灯亮、离开灯灭,但人停止不动,感知不到就会灭灯,这在很多场景下不适用。

“目前人体移动传感的量很大,但价格很低。” 吕晶说,“人体存在感测目前更多应用在办公或商业中,比如PPT播放感应到有人存在就自动播放;智慧酒店中有人在空调就一直开着,人离开后再关;长租房也是一种新的应用场景。人体存在感测是比较新的产品,市场前景看好。”

吕晶表示,传感应用和数据通信集成度很高,包括WiFi、蓝牙、Zigbee、LoRa、NB-IoT等,不同公司的通信方式不一样,即使同是Zigbee技术不同的模组厂也不一样,“麦乐克全部打通,客户用我们的传感解决方案,数据可以直接展示直接用,为很多后端厂商提供了很大的技术支持。”

除了传感核心技术研发,麦乐克的优势还有传感器的标定。吕晶表示,标定的门槛很高,比如评测房间的空气质量,就要监测二氧化碳、甲醛等气体含量,传感器检测精度越高受环境影响越大,所以要进行标定,告诉传感器在不同温度、不同浓度等状态下如何进行补偿,以做到精准。

“我们花了3000多万元、两年时间建了全套的标定体系,这套标定系统是向德国设备商定制的,可以自动控制,再由我们改造成标定装备,具体的标定细节制造商完全不了解,是我们所特有的。” 吕晶说,“很多较高精度的产品,友商众多,但我们的传感器经标定后更稳定,其它厂商的可能在常规状态下表现也不错,但高温、低温等状态下的差距非常明显。”

中国中高端传感器很少,麦乐克是全球领先的三家高端红外传感核心元件厂商之一,产品可应用于如气象卫星等航天领域。而作为IDM公司,从2018年开始,麦乐克的后端产品业务发展迅猛,目前已是前端总量的1倍以上。吕晶表示,这主要是由于智能市场需求起来了。看好市场前景,麦乐克在2018年四季度投的深圳智能传感器工厂已于今年7月批量生产,目前麦乐克的产线布局是:前端芯片在杭州,智能单品、模组、终端在深圳。 

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