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SENSOR CHINA既是一年一度的國際性行業(yè)盛會，也是傳感器技術(shù)和市場發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。2024年9月11日至13日，SENSOR CHINA 2024在上?？鐕少彆怪行某晒εe辦。
本次展會匯聚了600多家傳感器上下游企業(yè)，同期還有20多場技術(shù)論壇，以及多場新品發(fā)布會和SENSOR TALKS產(chǎn)業(yè)頭腦風(fēng)暴會等，為參與者提供了一個深入討論行業(yè)痛點(diǎn)和探索解決方案的機(jī)會。
圖 | SENSOR CHINA 2024展會現(xiàn)場
會議期間，與非網(wǎng)與5家傳感器廠商進(jìn)行了深度對話，并就中國傳感器行業(yè)的現(xiàn)狀，面臨的挑戰(zhàn)，以及應(yīng)對方式展開討論。
矽敏：0.001℃分辨率的數(shù)字溫度傳感器芯片
過去20年，模擬電路技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，現(xiàn)已外溢至傳感器領(lǐng)域，并成就了傳感器更精密、低功耗和高效的趨勢。同時，相比主流的集成電路行業(yè)，傳感器領(lǐng)域產(chǎn)品的迭代速度不算非?？欤o今天的創(chuàng)業(yè)企業(yè)帶來了機(jī)會。
珠海矽敏科技有限公司（以下簡稱“矽敏”）就是在這樣的大環(huán)境中成長起來的一家低功耗智能環(huán)境傳感器創(chuàng)新企業(yè)，公司核心團(tuán)隊是來自中國、荷蘭和美國的技術(shù)專家。自2019年年底啟動運(yùn)營以來，矽敏已經(jīng)完成高性能數(shù)字溫度傳感器、多通道溫度采集芯片組和海洋環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)和量產(chǎn)工作，今年下半年正式投入市場。
事實(shí)上，溫度傳感器市場在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出的是一個高度競爭的態(tài)勢，模擬大廠ADI和TI占據(jù)市場主導(dǎo)地位。那么，為何矽敏要選擇溫度傳感器賽道呢？
圖 | 矽敏總經(jīng)理賈琦，來源：矽敏
對此，矽敏總經(jīng)理賈琦表示：“的確，溫度傳感器是個成熟市場，但換言之就是應(yīng)用領(lǐng)域廣、需求量大，不需要廠家去教育市場。同時，在荷蘭時，我們的核心團(tuán)隊在溫度傳感器領(lǐng)域創(chuàng)下了很多世界紀(jì)錄，具有技術(shù)領(lǐng)先性。將核心IP從技術(shù)的角度做到最好，并最終產(chǎn)品化，是我們研發(fā)人員眼中最有意義的事情。此外，表面上看，這些國際大廠在人、錢和市場方面都不可撼動，但傳感器在他們那里屬于相對邊緣的部門和產(chǎn)品線，而我們只專注在這一塊，還是有追趕和突破的機(jī)會的?！?/p>
據(jù)悉，借助CMOS感溫技術(shù)和公司研發(fā)團(tuán)隊的電路設(shè)計能力，矽敏高精度數(shù)字溫度傳感器芯片的測量噪聲低至0.001℃，逼近分辨率極限值，同時在測溫范圍、測量速度和測量功耗方面表現(xiàn)也非常突出，且依靠獨(dú)特的晶圓級標(biāo)定能力在成本方面也擁有優(yōu)勢。目前，集成了該技術(shù)的某款產(chǎn)品，直接替代了國外十幾萬的產(chǎn)品，采購成本降低了一個量級。
圖 | 海洋產(chǎn)品應(yīng)用，來源：矽敏
以海洋溫度監(jiān)測探頭XPT-01為例，它的測溫范圍為-5~60℃，精度為±0.05℃，分辨率為0.001℃，該款產(chǎn)品已通過為期兩年的實(shí)地試點(diǎn)檢驗，測試的效果客戶相當(dāng)滿意。
當(dāng)然，矽敏的市場策略重心更多的還是在工業(yè)和消費(fèi)市場。
“工業(yè)應(yīng)用更強(qiáng)調(diào)可靠性和環(huán)境適應(yīng)性，批量生產(chǎn)的產(chǎn)品一致性和長期漂移品控。為此，矽敏搭建了高規(guī)格的測試實(shí)驗室，來做批量的評估和測試。目前實(shí)驗室的溫度評估精度已經(jīng)達(dá)到計量院的水平，且可以快速大通量進(jìn)行，為設(shè)計部門的迭代優(yōu)化提供了強(qiáng)力支持?！辟Z琦如是說。
而關(guān)于消費(fèi)市場，賈琦透露：“矽敏目前在和國內(nèi)智能家居頭部生態(tài)企業(yè)做直接對接，如果順利，將實(shí)現(xiàn)批量出貨的突破?！?/p>
億波達(dá)：夯實(shí)加速度計、陀螺儀市場競爭力
隨著智能駕駛、人形機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對加速度計和陀螺儀等慣性傳感器的需求日益增長。
根據(jù)Yole發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球MEMS慣性傳感器市場規(guī)模為35.09億美元，預(yù)計2027年將達(dá)到49.43億美元，2022-2027年復(fù)合增速為5.9%；2021年全球IMU市場規(guī)模為18.30億美元，預(yù)計2027年將達(dá)到27.92億美元，2022-2027年復(fù)合增速為7.3%。
就全球競爭生態(tài)而言，Bosch、ST、NXP、Murata等國際廠商是行業(yè)頭部，不過這幾年國內(nèi)慣性傳感器廠商發(fā)展也在加速，并已經(jīng)在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。
蘇州億波達(dá)微系統(tǒng)技術(shù)有限公司（以下簡稱“億波達(dá)”）是一家專注于MEMS傳感器設(shè)計、制造、封測，以及多傳感器融合系統(tǒng)集成的創(chuàng)新企業(yè)。公司核心產(chǎn)品主要應(yīng)用于智能駕駛、低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，感知被測物體的姿態(tài)、速度、位置信息，其主要產(chǎn)品分為：基于MEMS原理的加速度計、陀螺儀、慣性量測單元（IMU）。同時，公司基于IMU和GNSS定位模塊推出高精度組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)（P-Box），主要應(yīng)用于乘用車、商用車以及各種無人設(shè)備的自動駕駛定位領(lǐng)域。
圖 | Z軸MEMES陀螺儀EAG-YHS101（左），單軸加速度計EIA-X103（右）來源，億波達(dá)
圖 | 慣性測量單元EMU260-3A（左），高精度組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)ENS152-3A（右），來源：億波達(dá)
事實(shí)上，MEMS慣性傳感器在高可靠領(lǐng)域及其他工業(yè)、消費(fèi)領(lǐng)域均具備豐富的應(yīng)用場景，但不同應(yīng)用場景對于性能、成本、功耗、體積的要求差異較大，億波達(dá)對自己的定位優(yōu)勢怎樣的？
圖 | 億波達(dá)銷售總監(jiān)唐湖海，來源：Sensor China
對此，億波達(dá)銷售總監(jiān)唐湖海表示：“從下游客戶需求來看，性能和穩(wěn)定性要求最高的是戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)級需求，接下來是車規(guī)、工業(yè)和消費(fèi)級場景，消費(fèi)級傳感器要求相對不高，但對產(chǎn)品價格極其敏感。目前公司整體產(chǎn)品定位高精度、高性能、高穩(wěn)定性產(chǎn)品，對標(biāo)工業(yè)級及以上領(lǐng)域需求?！?/p>
目前，億波達(dá)的MEMS傳感器在汽車行業(yè)的應(yīng)用具體主要有以下幾個方面：
- 自動駕駛和輔助駕駛系統(tǒng)：通過利用加速度計和陀螺儀等慣性器件，實(shí)時測量車輛的加速度和角速度，從而推算出車輛的位置、速度和姿態(tài)信息。
- 電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)：利用MEMS加速度傳感器和陀螺儀來測量車輛的偏航角和橫向加速度，與行駛速度和車輪傾斜角等數(shù)據(jù)結(jié)合，調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向以防止側(cè)滑。
- 防抱死制動系統(tǒng)：通過MEMS加速度傳感器監(jiān)測車輪的加/減速度，確保車輪在制動過程中不會抱死。
- 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)：如壓力傳感器，用于測量氣囊壓力、燃油壓力、發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力、進(jìn)氣管道壓力及輪胎壓力等。
唐湖海認(rèn)為公司擁有整套自主知識產(chǎn)權(quán)的MEMS芯片設(shè)計、封裝、測試結(jié)合能力，工藝魯棒性大大降低了工藝平臺的依賴性，結(jié)合自研核心算法庫以及模塊化集成能力，用“芯”為客戶提供最優(yōu)質(zhì)、最專業(yè)的服務(wù)。
納芯微：立足汽車和泛能源領(lǐng)域，傳感器芯片國內(nèi)領(lǐng)先
傳感器是蘇州納芯微電子股份有限公司（以下簡稱“納芯微”）三大業(yè)務(wù)板塊之一（傳感器，電源管理，信號鏈），并且在汽車和泛能源領(lǐng)域（包括光伏、工業(yè)控制、電源系統(tǒng)等）表現(xiàn)突出。
根據(jù)納芯微公告顯示，2023年公司傳感器產(chǎn)品營收1.66億元，占公司總營收的12.64%，毛利8624.50萬元，占公司整體毛利的17.05%；2024年上半年公司傳感器產(chǎn)品營收0.92億元，占公司總營收的10.82%，毛利4427.51萬元，占公司整體毛利的15.38%。
圖 | 2024年上半年納芯微公司主營構(gòu)成，來源：與非網(wǎng)，iFind
綜合以上數(shù)據(jù)表明，納芯微傳感器產(chǎn)品營收規(guī)模在增長，且毛利在公司整體業(yè)務(wù)中表現(xiàn)優(yōu)秀，對比2023年，2024年上半年的傳感器出貨量增長明顯。
圖 | 納芯微傳感器產(chǎn)品線總監(jiān)趙佳，來源：納芯微
對此，納芯微傳感器產(chǎn)品線總監(jiān)趙佳表示：“營業(yè)額的快速增長主要得益于兩方面：一是市場機(jī)會點(diǎn)的出現(xiàn)，二是納芯微長期在技術(shù)和產(chǎn)品上的深耕。針對傳感器業(yè)務(wù)，納芯微傳感器近年來最大的增長點(diǎn)主要體現(xiàn)在汽車電子領(lǐng)域。近年來，汽車行業(yè)上下游都面臨激烈的競爭，盡管挑戰(zhàn)重重，納芯微仍憑借其出色的產(chǎn)品表現(xiàn)和客戶服務(wù)實(shí)現(xiàn)了出貨量的增長。該增長既體現(xiàn)在納芯微的產(chǎn)品品類的全面性上，如磁傳感器、壓力傳感器，也體現(xiàn)在對汽車不同系統(tǒng)的高度覆蓋上，如動力總成、車身、熱管理以及智能座艙等，可以說這一增長是全面而顯著的。”
來源：公司年報，與非研究院《中國本土MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)地圖（2024版）》
根據(jù)與非研究院的統(tǒng)計，納芯微2023年度的研發(fā)投入總額達(dá)到5.2億元，研發(fā)費(fèi)用率達(dá)到39.79%。這幾年是中國半導(dǎo)體企業(yè)快速發(fā)展的幾年，在高投入下，我們看到了納芯微整體業(yè)務(wù)的增長力，在泛能源和汽車領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)秀。
在2024年的Sensor China展會上，納芯微也展示了不少市場表現(xiàn)優(yōu)異的傳感器產(chǎn)品，例如在磁傳感器方面，我們展出了高帶寬的集成電流路徑的電流傳感器NSM211x，以及全新磁開關(guān)系列（NSM101x系列，NSM105x系列，NSM107x系列），包括可編程的車規(guī)開關(guān)、超低功耗TMR開關(guān)以及工業(yè)上常用的高性價比開關(guān)。此外，我們還在展會上看到納芯微推出的壓力傳感器新品，包括在耐腐蝕環(huán)境應(yīng)用中表現(xiàn)出色的NSPAS5N系列絕壓傳感器，以及在燃油蒸汽應(yīng)用中極具競爭力的NSPGL1系列車規(guī)級集成式壓差傳感器。
圖 | NSPAS5N系列絕壓傳感器，來源：納芯微
其中，NSPAS5N系列絕壓傳感器具備亞毫秒級快速響應(yīng)和耐腐蝕設(shè)計，特別適用于EGR-TMAP等進(jìn)氣歧管壓力檢測。該系列通過高精度校準(zhǔn)和補(bǔ)償，將10kPa至400kPa的壓力信號轉(zhuǎn)換為自定義輸出，憑借高精度、低功耗和多種輸出方式，滿足了不同應(yīng)用場景下的需求，助力提升汽車的動力、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。
圖 | NSPGL1系列壓差傳感器，來源：納芯微
而NSPGL1系列壓差傳感器則憑借高精度、寬溫區(qū)和耐油氣等優(yōu)勢，完全滿足國六標(biāo)準(zhǔn)對燃油蒸汽壓力和曲軸箱通風(fēng)泄漏檢測等應(yīng)用環(huán)境的嚴(yán)苛要求。該系列采用車規(guī)級信號調(diào)理芯片，能將0~±5kPa、±35kPa和±100kPa的壓力信號轉(zhuǎn)換為定制化輸出（0~5V），其陶瓷基板封裝確保了在復(fù)雜油氣環(huán)境中的穩(wěn)定性，是汽車燃油系統(tǒng)、真空助力系統(tǒng)等領(lǐng)域的理想選擇。
此外，在市場經(jīng)營方面，趙佳提到，全球化是納芯微的戰(zhàn)略方向之一，也是公司成為“全球領(lǐng)先的模擬半導(dǎo)體企業(yè)”長期目標(biāo)的必經(jīng)之路。2024年上半年，納芯微已經(jīng)有約15%的營收來自海外市場。
晶華微：壓力和溫度變送器、BMS AFE在兩輪車、儲能、BMS領(lǐng)域廣受好評
杭州晶華微電子股份有限公司（以下簡稱“晶華微”）成立于2005年，專注于高性能模擬及數(shù)模混合集成電路的研發(fā)與銷售。公司主要產(chǎn)品包括醫(yī)療健康SoC芯片、工業(yè)控制及儀表芯片、智能感知SoC芯片等，其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康、壓力測量、工業(yè)控制、儀器儀表、智能家居等眾多領(lǐng)域。
從整體市場地位來看，基于高精度ADC的信號處理SoC解決方案，晶華微在紅外測溫、智能健康衡器以及數(shù)字萬用表領(lǐng)域占有較高的市場地位。
在工控領(lǐng)域，晶華微在2008年率先推出國產(chǎn)工控HART調(diào)制解調(diào)器芯片，最大調(diào)制和解調(diào)電流分別低至202uA和258uA，通訊誤碼率小于百萬分之一；2013年，推出國內(nèi)首款自主研發(fā)的工控16位4~20mA 電流環(huán)DAC芯片，其最大調(diào)制和解調(diào)電流分別低至480uA和520uA，基準(zhǔn)電壓源溫漂小于±10ppm/°C，DAC環(huán)路電流最大非線性誤差小于±0.01%FS，可兼容替代ADI等國際龍頭企業(yè)的A5191、HT2015、AD5700、DS8500、AD421 等系列芯片，為工業(yè)現(xiàn)場傳感器信號數(shù)據(jù)處理和通訊傳輸提供了高抗干擾解決方案。
在本次展會上，晶華微帶來了兩個方向的重點(diǎn)產(chǎn)品，一個是用于壓力變送器的信號調(diào)理及變送輸出芯片SD25F101和SD25F201系列；另一個是針對BMS的SDM9110/SDM9117系列AFE產(chǎn)品。
圖 | 晶華微副總經(jīng)理/上海分公司總經(jīng)理李建博士，來源：晶華微
針對這兩大方向的產(chǎn)品，晶華微副總經(jīng)理/上海分公司總經(jīng)理李建博士介紹道：
SD25F101可用于阻式或電壓型傳感器測量與變送輸出，內(nèi)部集成了雙24位ADC、恒流源、恒壓源、低溫漂基準(zhǔn)、放大器、JFET控制器、16位DAC等重要電路，支持多點(diǎn)溫度補(bǔ)償和非線性校準(zhǔn)，全溫區(qū)精度可以達(dá)到0.15%，同時在變送輸出形式方面較為豐富，涵蓋4~20mA /0-10V/I2C等，同時支持UART、OWI通信，非常適配工業(yè)現(xiàn)場儀表應(yīng)用。
SD25F201和SD25F101產(chǎn)品整體一脈相承，但在ROM、SRAM、TADC ENOB、DAC、通信接口、JTAG支持和封裝方面有所差異，非常適合2088/3051溫度變送器表頭 、壓力變送器表頭等工業(yè)現(xiàn)場儀表應(yīng)用。值得一提的是，該芯片支持可配置的時鐘輸出，可提供HART芯片工作時鐘，節(jié)省外圍晶振電路。
圖 | BMS模擬前端芯片SDM9110/SDM9117，來源：晶華微
SDM9110/SDM9117是針對鋰電池管理推出的用于BMS檢測的AFE產(chǎn)品，分別支持6~10串和10~17串的電池管理系統(tǒng)。由于該芯片集成了一個14位SAR ADC和一個16位對高精度Sigma-Delta ADC，所以檢測范圍可涵蓋電池電壓、充放電電流、電池包外部溫度等，并能實(shí)現(xiàn)鋰電池組獨(dú)立保護(hù)控制，防止充電過壓、充電過流、放電欠壓、放電過流、溫度過高帶來損害。
在具體應(yīng)用中，SDM9110/SDM9117既可以單獨(dú)用，也可以配套MCU用，目前主要用在兩輪車、儲能、清潔機(jī)器人等領(lǐng)域。
此外，關(guān)于傳感器智能化的趨勢，李建博士認(rèn)為：“當(dāng)前傳感器需求量在提升，傳輸延時性問題在某些場景下比較突出，所以從系統(tǒng)的角度來看，的確有去中心化的趨勢，也就是把一部分算力放在傳感器側(cè)，但目前還在早期階段，要解決一些功耗的問題，所以目前公司還在觀測階段?！?/p>
乎美智能：攜手Endress+Hauser，打造水務(wù)領(lǐng)域最強(qiáng)“雷達(dá)傳感器”方案
基于傳感器的方案開發(fā)和平臺開發(fā)對于推動技術(shù)創(chuàng)新和滿足市場需求至關(guān)重要。傳感器作為智能設(shè)備的核心組件，其方案開發(fā)不僅涉及硬件設(shè)計，還包括與軟件的集成和優(yōu)化，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。對于這些系統(tǒng)方案商合平臺方案尚而言，除了軟硬件的搭建能力，強(qiáng)大的算法能力是他們的護(hù)城河。
上海乎美智能科技有限公司（以下簡稱“乎美智能”）就是這樣一家專注于智能傳感器研發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)解決方案的科技公司，業(yè)務(wù)范圍涵蓋了傳感器產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及物聯(lián)網(wǎng)解決方案的開發(fā)和應(yīng)用，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于水務(wù)、環(huán)保、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及交通等領(lǐng)域。
乎美智能致力于打通底層傳感設(shè)備、中間層無線傳輸和頂層智能算法，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、無線傳輸方案、工業(yè)大數(shù)據(jù)、智能診斷的完整技術(shù)布局，為客戶提供更好的智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
圖 | 乎美智能創(chuàng)始人姚偉，來源：乎美智能
在本次展會上，乎美智能展出了五大系列產(chǎn)品，涵蓋DTU系列TurMass數(shù)據(jù)傳輸終端、HEX-02-HVT系列無線智能振溫傳感器、HEX-02-WVT系列有線智能振溫傳感器、HSR-030系列雷達(dá)液位計和HTP-01系列無線傳輸伴侶。其中，雷達(dá)液位計采用了Endress+Hauser（恩德斯豪斯）的雷達(dá)技術(shù)，本次合作也是Endress+Hauser在雷達(dá)領(lǐng)域的一次本地化的嘗試。
圖 | Endress+Hauser傳感器及零部件/中國區(qū)域經(jīng)理李建，來源：Endress+Hauser
“Endress+Hauser成立于1953年，是一個瑞士家族企業(yè)，主要從事流量、壓力、溫度和水質(zhì)分析業(yè)務(wù)，目前有16000名員工，年銷售額近40億歐元左右。”Endress+Hauser傳感器及零部件/中國區(qū)域經(jīng)理李建介紹道。
圖 | Endress+Hauser 80GHz雷達(dá)傳感器
對于本次聯(lián)合開發(fā)，乎美智能創(chuàng)始人姚偉表示：“本次與Endress+Hauser的合作主要集中在水務(wù)等場景，共同打造的拳頭產(chǎn)品是毫米波雷達(dá)相關(guān)產(chǎn)品系列，該毫米波雷達(dá)傳感器采用80GHz波段，測量范圍為40米，毫米波雷達(dá)本身的精度為±1mm，在水務(wù)方面滿足1-2cm的測量精度需求，尤其是一些污水處理方面的需求。同時采用Endress+Hauser的毫米波雷達(dá)組件，進(jìn)行本土的二次開發(fā)（水紋數(shù)據(jù)處理、算法）后，可以將檢測設(shè)備的價格從五位數(shù)降到了四位數(shù)，十分具有市場競爭力。”
此外，姚偉提到，很多國內(nèi)開發(fā)的針對某些場景的算法，國際上也能用，反過來說，跟Endress+Hauser的合作也能借助其全球銷售網(wǎng)絡(luò)和品牌影響力，助力乎美智能的方案和產(chǎn)品出海，加速乎美智能的全球化布局。而對于Endress+Hauser來說，乎美智能在智能傳感器領(lǐng)域的專業(yè)能力和技術(shù)創(chuàng)新，也將為其帶來新的增長點(diǎn)。雙方的合作有望在智能制造、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測等多個領(lǐng)域創(chuàng)造出更多的應(yīng)用場景和市場機(jī)會。
寫在最后
隨著自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器作為信息獲取的關(guān)鍵元件，其市場需求持續(xù)增長。傳感器融合技術(shù)通過整合多種傳感器的數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供更全面、準(zhǔn)確和可靠的信息支持，已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并展現(xiàn)出巨大的市場潛力。
下一步，傳感器技術(shù)將走向何方？在這里我想借用億波達(dá)銷售總監(jiān)唐湖海的一句話：“它正朝著技術(shù)融合與創(chuàng)新、應(yīng)用領(lǐng)域拓展、智能化自主化、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化以及強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)等方向發(fā)展，這些趨勢也會同步促進(jìn)傳感器融合技術(shù)的廣泛應(yīng)用和普及?！?/p>
