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ADI 详谈传感器的创新与变革之路

标签:详谈,传感,传感器,创新,变革,之路 发布时间:2020年12月01日 点击50

传感器技术作为信息技术的三大基础之一,是当前各发达国家竞相发展的高新技术,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。因为世界各国普遍正视和投入开发,传感器展十分敏捷。

据前瞻产业研究院统计数据表现,2018 年全球传感器行业市场规模已突破 2000 亿美元,将来 5 年全球传感器市场将保持 8%左右的速度增加,到 2024 年市场规模将会达到 3284 亿美元。

可见,传感器的春天正在到来。

在此之际,与非网推出《传感器的创新之旅》专题运动,围绕行业公司在传感器领域的布局、趋势、创新、挑衅、突围等内容进行交流和讨论,ADI 受邀参与了此次运动。

ADI 在传感器市场的布局和上风

ADI 亚太区微花键轴机电产品线总监赵延辉向笔者细致介绍了 ADI 在传感器领域的布局:“ADI 传感器产品组合专注于活动、温度、光学和磁场等物理特征的感测。每款 MEMS 加速度计、陀螺仪、惯性测量单元(IMU)、以及所有模仿或数字温度传感器、磁传感器均集成行业领先的传感器和传感器旌旗灯号调理技术。

1987 年,ADI 公司开发出了全世界第一颗产品化 MEMS 器件,早期和典型的应用是汽车空气气囊,到后来由 ADI 低功耗 MEMS 加速度计广泛应用于智能手表手环、计步器等活动检测装备,再到能够支撑到 175 度高温的 MEMS 加速度计和最高可以做到 500g 震荡加速度检测的振动传感器,这些产品都具有特别很是高的分辨率和稳固性,并且可以保证十年使用寿命。如今 ADI 传感器产品的重点方向是惯导(IMU)、MEMS 加速度计等,更关注的是高精度和周全校正。

汽车是传感重视要的应用领域。无人驾驶必要正确的位置信息,正确的位置信息大部分来自 GPS 或者北斗,当这些旌旗灯号被遮挡的情况下,比如地下车库主动停车如许的场景里,IMU 可以帮助做精准的位置定位。ADI 也从早期的 ADIS1648 系列一向到如今的 ADIS1647 系列,体积越做越小,而且长时间稳固度越来越高。在惯性导航产品系列上,ADI 针对高精度位置服务推出 ADIS1650X 系列 IMU,相比上一代产品来说,其在保持高性能的同时,在尺寸上进一步缩小了 40%,并且达到了工业级的标准,该系列产品实现了业界领先的 MEMS 技术与旌旗灯号调理技术的完善结合,可提供优化的动态性能。

另外,77G/79G 的雷达影像技术、LiDAR  AFE(激光雷达的模仿前端)与 IMU 一样是无人驾驶核心的传感类技术,ADI 近年来推出的基于 28nm RF CMOS 的 77/79G 技术,最大的特点是它的输出功率特别很是高,同时侦测远度可以做到很远,可以达到 200 米以上的侦测距离,而且相噪特别很是小,分辨率可以做到特别很是高。

“新制造”概念的提出,为给传感器市场带来了特别很是大的需求,由于只有各种各样的传感器才能让严寒的花键轴机器和人类进行对话。传统的传感器的解决方案是必要靠人拿着具有传感体例的花键轴机器去现场检测,如今市场提出的“集成式的智能节点”只需在现场放一个传感器就可以实现 24 小时检测。随着“集成式的智能节点”市场的发展趋势,必要尺寸更小、更低成本、更低功耗的 MEMS 传感器对花键轴机器做早期的检测。振动是花键轴机器诊断的关键要素之一,如何在高频段发现低幅度、小旌旗灯号是 MEMS 传感器必要突破的难点。ADI 的 ADXL100X 系列,正好实现了如许的技术突破,是业内最早的频率 45KHz、有用带宽 30KHz、噪声 25dB 的 MEMS 传感器。此外,针对振动领域,ADI 还可以把 MEMS 传感器集成各种旌旗灯号调理,可提供一个完备振动的解决方案,例如地震监测设备就可以通过 MEMS 加速度计实现。地震等级越低、振动幅度越小,必须有充足低的噪声才能分辨充足小的等级。另外,因为不知道地震什么时候发生,只能让地震设备赓续工作,所以传感器必须具备充足的低功耗特征。ADI 的加速度计 ADXL355 就是知足这两个特征的不错的选择。当然,只必要检测 5 级以上的地震,可以选勤奋耗更低的 ADXL362。

此外九寨沟旅游租车,ADI 很早就布局了 TOF 3D 技术。ADI 以传感器和前端芯片 ADDI903x 为核心的 3D ToF 技术方案,具备抗干扰性强(可以解决统一场景多花键轴机相互干扰题目)、窄脉冲高速全局曝光噪声干扰小、高分辨率(640x480@30fps)、低功耗、探测距离远(支撑最高 20m 的识别距离)等特点。可应用于车内传感(手势识别、驾驶员健康、乘员检测、身形识别)、车外近距离人脸识别解锁、车外远距离的辅助避障。”

可以看到,ADI 在传感器领域布局已久,且拥有浩繁产品系列。相较于行业对手或竞品,ADI 存在哪些上风?

赵延辉举例说道,在 IMU 检测应用中,传感的输出是由转动引起的照旧振动引起的,市面上许多传感器分辨不出。这涉及到振动克制特征的两个参数,一个是振动整流偏差仿威图机柜,一个是线性加速。ADI 的 IMU 产品振动克制特征就特别很是好。如果使用在车里,它可以检测车的转动角度、车航向偏离多少;用在飞花键轴机上,航向角偏多少、俯仰角偏多少、跑了多少距离、以什么速度跑的都可以检测出来。

当前绝大多数农业无人花键轴机或者行业内的无人花键轴机使用的都是 ADI 的 IMU,重要缘故原由就是 ADI 的 IMU 振动克制特征特别很是好,由于对于必要延续遨游飞翔数小时无人花键轴机而言,必要的器件必须有特别很是好的振动克制特征。如果这个指标不好,无人花键轴机就无法实现悬停,进而产生偏置,这在工业领域是无法接受的。因为成本和体积的缘故原由,消耗级无人花键轴机(例如掌上无人花键轴机)很少采用 ADI 的 IMU,虽然这类无人花键轴机都做了很复杂的减振处理,起初遨游飞翔很不错,但随着减振材料的发热和老化,无人花键轴机操控就会变得复杂。

ADI 推出的器件级 IMU ADIS1650X 系列,与曩昔大模块级 IMU 并没有什么区别,里面有传感器、旌旗灯号处理,有各种各样的温度补偿校准。虽然在尺寸相较上一代缩小了 40%,但依然内部采用的是差分结构,具有特别很是好的振动克制特征,可以应用于无人花键轴机、农业拖沓花键轴机以及主动驾驶等领域。该系列产品与友商的高精度产品相比,拥有 5 倍的动态范围,可以适应极端情况;2 倍的带宽,可以捕获急速的转变;10 倍以上的振动克制特征改良;10 倍以上的低噪声加速度传感器改良。

ADI 在新兴技术下的创新与花键轴机遇

2019 年是 5G 商用元年,5G 技术正在与大数据、物联网、云计算深度融合,助推医疗健康、智能汽车、伶俐家居和工业互联网等领域的发展。据全球移动通讯体系协会展望,到 2025 年,各大领域接入 5G 网络并实现互连的设备将达 250 亿台。这些将在 5G 时代施展拳脚的设备,不论是消耗端的手花键轴机、AR/VR 眼镜、无人驾驶汽车,照旧 5G 天线、5G 基站、云计算数据中间等基础设施,背后都必要传感器与连接技术的支撑。

赵延辉透露表现,汽车和工业领域应用是传感器市场需求的“主旋律”。在汽车领域,2019 年 ADI 与 First Sensor AG 合作,共同开发旨在加速推出自立传感技术的产品,服务于交通、智能农业、工业制造及其他行业应用中的无人驾驶汽车、遨游飞翔器和水下交通工具。作为合作的一部分,ADI 和 First Sensor 将开发更小尺寸的 LiDAR 旌旗灯号链,以帮助制造商为其自立安全体系注入传感和感知技术时,能够实现更高的体系性能以及更小的尺寸、更低的重量、功耗和成本。两家公司还计划开发面向汽车和工业制造应用的其他 LiDAR 产品。

在工业领域,花键轴机器维护是工业领域特别很是紧张的一块。为增强状况监测解决方案在实现正确状况监测信息处理的领先上风,2019 年 10 月 ADI 公布收购 Test Motors,这是一家专门从事电花键轴机和发电花键轴机展望性维护的公司。此次收购是 ADI 公司继 2018 年成功收购 OtoSense 后在工业领域的又一紧张行动。OtoSense 是一家初创企业,开发了具有人工智能、能学习和识别声音或振动的"传感解译"软件。ADI 公司计划将 OtoSense 的软件与 Test Motors 的监控功能相结合来创建解决方案,通过捕捉更广泛的潜在故障为花键轴机器提供更先辈、周全的健康状态监测。通过收购 Test Motors 和 OtoSense,ADI 的状况监控方案能够为客户提供具备完备的早期非常检测功能的体系,从而解决这一专业资源短缺的难题,避免不测且代价高昂的花键轴机器停花键轴机。

就目前来看,随着智能化提拔、数字化转型的进程,传感器作为数据采集的终端,不再只是“感知”,也渐渐开始“思考”,传感器融合渐渐成为行业趋势。对此观点以及传感器在将来的发展方向以及创新趋势,赵延辉表达了本身的想法:

传感器融合是否能成为将来的发展趋势,详细要看其应用领域。例如工业领域中的许多应用场景比较单一,山体滑坡、桥梁倾斜等,大多只必要一种传感器就可以完成。在某些特定应用中,如无人花键轴机的 GPS 定位,为了避免地磁干扰要单独放到顶部,这种情况也不适合将多种传感器放到一路。

传感器的发展可以分成四个等级:第一等级将旌旗灯号转化出数字输出或 PWM、电压输出;第二等级对传感器做一些简单的处理,比如把一个电荷或电容转化成客户想必要的 PWM 输出的或 SPI 输出的等;第三个等级将一些函数运算集成到器件里。ADI 作为半导体厂商,以上三个阶段都做到了,而且每一层都有响应的解决方案,针对不同的客户都可以知足。第四个阶段就是数据针对不偕行业的含义是什么西安人事考试网站,例如地震波的测量。将来,ADI 将有一些持续性的创新,与不偕行业的客户进行深度的合作,为浩繁垂直市场提供高价值服务。

传感器领域的安全、挑衅与突破,何解?

此外,在有关传感器安全性、稳固性、可靠性等方面,赵延辉认为,假如传感器自己不可靠,输出的旌旗灯号没有被正确捕捉以作为高精度数据提供应上游,那么这些关键的传感器将变得毫偶然义,也正应验了那句话,假如输入的是垃圾,那么输出的也肯定是垃圾。为了确保传感器的可靠性,即使是最先辈的模仿旌旗灯号链也必须赓续改进,以检测、获取和数字化转换传感器旌旗灯号,使其正确度和精度不会随时间和温度的转变而发生误差。采用合适的器件和设计方法,可以大幅缓解一些出了名的难题(如偏置温漂、相位噪声、干扰和其他不稳固征象)。

以汽车应用为例,ADI 在此早有规划,传感器模式、传感器融合、旌旗灯号处理和人工智能之间的这种相互作用,对具有智能和认知能力的主动驾驶车辆的发展,以及保障驾驶员、乘客和行人安全都有着深远的影响。但是,假如没有高度可靠、正确、高精度的传感器信息(这些信息是安全主动驾驶车辆的基础),统统都毫偶然义。曩昔 25 年来,ADI 一向致力于汽车安全和 ADAS 发展。如今,ADI 正在为主动驾驶的将来奠定基础。ADI 围绕惯性导航、高性能雷达和激光雷达等领域的杰出积累,提供高性能传感器和旌旗灯号/功率链解决方案。这些解决方案不仅将大幅进步这些体系的性能,而且还将降低整个平台的实施成本,从而加快我们迈向主动驾驶的步伐。

安全之外,随着传感器产业向着创新化、融合化、集群化以及智能化方向的快速发展,传感器将变得更加小型化、人性化,人花键轴机交互更加友爱等成为新的挑衅。ADI 可以提供全旌旗灯号链的产品及方案,再加上专注市场研究的体系团队,能给客户带来特别很是大的帮助。将来,ADI 会根据客户的需求深耕某些领域,解决别人可能解决不了的题目,为客户提供体系级的解决方案。

目前,纵观市场格局,全球传感器市场重要由美国、日本、德国等国家公司主导。美国、日本、德国及中国合计占有全球传感器市场份额的 72%,其中中国占比约 10%。

中国市场相较于国外市场有哪些特点?存在哪些差距?赵延辉对此透露表现,中国拥有重大的人口、市场和海量的数据应用,是全球采用新技术速度最快的国家百度排名,这种速度与体量再加上越来越成熟的技术组合式创新,使得中国企业形成独特的竞争上风。为更好的服务中国市场,ADI 增强了中国市场的决策权,以对中国的市场、客户有快速的相应。此外,半导体行业在小型化、低功耗驱动下,越来越多的客户盼望看到在芯片级别上就能够把芯片和算法融合在一路,形成完备的子体系呈现给客户。为此,ADI 专门面向中国市场成立了体系解决方案事业部,努力把基础的模仿技术与体系级支撑相结合,呈现出完备的解决方案,以确保用户的大体系更先辈更稳固。

对于公司接下来在传感器领域的规划和布局,赵延辉总结道:“高精度定位模块是主动驾驶的标配。ADI MEMS 技术已经能够提供精准导航、主动控制的能力以及高精度的雷达影像技术。将来,我们盼望把感知做得更高速更精准,支持将来主动驾驶的体验。

5G 的落地会把 IoT 的应用场景最终做成特别很是大的产业,但是在这个互联的过程中,数据的采集是否够精准、够可靠、够有用很关键。所以传感器如何提供更精准、更可靠、更有用的数据,是未来 IoT 发展的核心,也是 ADI 的紧张使命。各种各样的传感器技术、旌旗灯号调理从模仿到数字的转换技术,都是 ADI 将来想要为产业提供的紧张保障。

ADI 乐意把技术放在前沿技术的开发,专注于创新技术,专注于引领许多边界技术的发展。通过这些发展,再指导出来新的应用,使能和赋能许多新的应用。ADI 这种模仿到数字上的转化或者数字到模仿的转化,一代代性能技术的提拔,其实是使能了许多新的技术和应用。    另外, ADI 更倾向与代理商伙伴一路合作,共同来拓展和开发市场。”

(来源:互联网)