全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入量在持續(xù)增加。據(jù)Strategy Analytics此前發(fā)布的報(bào)告《全球聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)測(cè)更新》顯示，截至2018年底，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量達(dá)到220億。該報(bào)告預(yù)測(cè)，到2025年將有386億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，到2030年將有500億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，將會(huì)迎來巨大的機(jī)遇。如果將物聯(lián)網(wǎng)比作一張網(wǎng)，終端設(shè)備則是遍布在這張大網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)，而傳感器無疑是這些節(jié)點(diǎn)的中樞。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)估算，在物聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下，2016年到2021年期間全球傳感器市場(chǎng)復(fù)合增長率為11，2021年時(shí)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2000億美元。在前不久的第十三屆中電港物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)上，Renesas和ams介紹了多款針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的傳感器產(chǎn)品，亮點(diǎn)頗多。

Renesas整合而來的傳感器產(chǎn)品鏈

Renesas是一家由日立、三菱、NEC三家日本知名半導(dǎo)體公司聯(lián)合成立的公司，近年來做了非常多的整合，前年收購了INTERSIL，去年又收購了IDT，從整合方向看，Renesa從以MCU為核心的公司，向模擬、傳感以及驅(qū)動(dòng)的周邊器件擴(kuò)展。Renasas 解決方案市場(chǎng)部高級(jí)專家王均峰在會(huì)上表示，這是一個(gè)非常好的發(fā)展方向，Renesas正在加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈、全解決方案的布局。

Renesas的傳感器是通過收購整合產(chǎn)生的一個(gè)產(chǎn)品鏈，在氣體、環(huán)境感知、生物感知等方面，都有全線的傳感器產(chǎn)品。

圖：Renesas SENSOR PRODUCT

空氣傳感器

Renesas的空氣傳感器基于三個(gè)方面：室內(nèi)空氣傳感、冰箱空氣傳感，室外空氣傳感。王均峰介紹，室內(nèi)空氣傳感器基于金屬氧化物，最大特點(diǎn)就是使用壽命長，可以達(dá)10年，并且穩(wěn)定性非常好。室外空氣傳感器與室內(nèi)空氣傳感器的不同點(diǎn)在于，判斷空氣質(zhì)量的方向不同，室內(nèi)傳感器通過檢測(cè)一氧化碳、二氧化碳等氣體來判斷空氣的質(zhì)量，室外傳感器通過檢測(cè)臭氧以及其他一些偏香味氣體的清新度來判斷空氣質(zhì)量。冰箱空氣傳感器用于在關(guān)閉環(huán)境中判別臭味，冰箱對(duì)臭味特別敏感，所以所使用的傳感器也會(huì)要求更高。

環(huán)境類傳感器

亮度是環(huán)境感知類傳感器的一個(gè)最重要方向，據(jù)王均峰介紹，Renesas有全線的亮度傳感器產(chǎn)品，包括各種不同的亮度范圍、動(dòng)態(tài)范圍、接近模式。另外還有RGB傳感器，可以感受環(huán)境中的RGB三色、感知到環(huán)境的色溫，例如蘋果手機(jī)屏幕之所以在藍(lán)光的情況下，還可以表現(xiàn)出比較好的性能，就是因?yàn)橛昧藢ｉT的RGB傳感器，通過對(duì)色溫的管制，將色溫動(dòng)態(tài)調(diào)整到最合適的范圍。而目前，全球只有少數(shù)幾家廠商可以提供RGB傳感器產(chǎn)品。

生物類傳感器

Renesas今年推出的血氧傳感器，就是一類生物傳感器，在王均峰看來，Renesas的血氧傳感器與市面不同的點(diǎn)在于，它是基于反射式的單傳感器，即把所有的紅光、紅外的發(fā)光二極管集成在只有指甲蓋大小的單芯片里面，體積非常小，但卻包括LED發(fā)光管、接收管、放大器等等。

使用的時(shí)候，把手指放在單芯片上（見下圖右上角），就可以讀到血氧和心跳的速率，然后根據(jù)放大后的血氧和心跳圖，來做所有算法的勘測(cè)。此外，在算法上提供了一個(gè)窗口，所有的血氧和血壓是基于人群的大數(shù)據(jù)，包括幾十種膚色、不同的人群、年齡的差異化的數(shù)據(jù)，不過這些大數(shù)據(jù)需要客戶自己來做。王均峰介紹，所有健康類的產(chǎn)品，Renesas只提供基礎(chǔ)的芯片、算法，作為真正的量產(chǎn)化的二次開發(fā)，需要客戶根據(jù)不同需求自己來做。

傳感器如何連到IoT、連到云，大家會(huì)有各種各樣的需求。對(duì)此，瑞薩做了全套的解決方案，首先在硬件上，把所有的Sensor全部插拔來連到云，連到云端的時(shí)候，所有的參考設(shè)備都做好，包括Cloud Serve、BCC、TSDB，所有云端的參考設(shè)計(jì)都寫好，客戶可以基于這個(gè)做二次開發(fā)。在云端下面，PC端顯示界面，移動(dòng)端設(shè)備也做好，這樣二次開發(fā)會(huì)快很多，容易很多。

這樣，如果客戶想要做一個(gè)很小、快速的系統(tǒng)，通過Renesas的系統(tǒng)就可以很快搭出來；如果需要商業(yè)化，客戶也可以根據(jù)Renesas的這個(gè)系統(tǒng)評(píng)估工作量，從而做出決定，是自己做，還是包給第三方來做。

目前來看，Renesas傳感器產(chǎn)品較為全面，除了上述提到的空氣傳感器、亮度傳感器、血氧傳感器，還有溫濕度傳感器、液體的流量傳感器等等，并且在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，除了傳感器產(chǎn)品之外，Renesas在MCU、Power方面也有非常全面的產(chǎn)品線。

ams光學(xué)傳感器市占、尺寸全面領(lǐng)先

ams是一家專注于傳感器的公司，在全球有18個(gè)設(shè)計(jì)中心，公司可以提供光學(xué)傳感器、成像類傳感器、音頻類傳感器，還有位置、氣體、壓力傳感器等等。據(jù)ams集成式光學(xué)傳感器BL 高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理郭海波介紹，其光學(xué)傳感器在市場(chǎng)上有非常高的占有率，光學(xué)傳感器包括激光發(fā)射器、環(huán)境類傳感器、顏色、手勢(shì)類、光譜等一系列傳感器。

環(huán)境光傳感器

所有涉及到要調(diào)光的，或者說有屏幕的設(shè)備都需要有環(huán)境光傳感器。郭海波表示，ams的環(huán)境光傳感器在全球市占率最高，基本上世面上所有使用環(huán)境光傳感器的廠商，都使用ams的傳感器。

ams的環(huán)境光類傳感器做最大的特點(diǎn)是尺寸小，最小尺寸做到1.1*1.6mm，采用厚度0.2mm TSB封裝的傳感器，適合用在智能傳感設(shè)備，比如智能手表、智能手環(huán)等需要超薄、超小、超低功耗的設(shè)備上。

環(huán)境光傳感器有一類值得重點(diǎn)關(guān)注，屏下環(huán)境光傳感器，ams在環(huán)境光傳感器擁有完整的硬件、軟件，全整套的解決方案，目前能將環(huán)境光傳感器做到OLED屏下的廠商，只有ams。因?yàn)楝F(xiàn)在手機(jī)已經(jīng)是全面屏，表面開始沒有地方可以放Sensor，所以Sensor基本都往屏下發(fā)展，現(xiàn)在無論是屏下攝像頭，環(huán)境光傳感器，還是屏下的接近傳感器，都非常受關(guān)注。

ams的接近傳感器也已經(jīng)放到屏下。接近傳感器原理非常簡單，應(yīng)用也非常廣，接近傳感器之前主要也是在手機(jī)上，現(xiàn)在開始推到IoT市場(chǎng)，比如做光學(xué)按鍵。原理非常簡單，紅外的發(fā)射燈或者紅外的激光燈，發(fā)射出去，遇到障礙物之后反彈回去，讓接收端的傳感器接收能量，當(dāng)被測(cè)物離Sensor越近，反射回去接收到的能量也就越多，即物體在靠近，能量也在增加，線性變化輸出的值也在變化。

ams接近傳感器的產(chǎn)品非常多，郭海波重點(diǎn)推薦一款小型化的接近傳感器TMD2635。

TMD2635專門針對(duì)TWS（True Wireless Stereo）耳機(jī)市場(chǎng)推出，最大的特點(diǎn)是整個(gè)器件的尺寸在這一類產(chǎn)品中全球最小，2.0*1.0mm封裝；第二個(gè)特點(diǎn)，除了本身器件非常小，中心間距也非常小，中心間距是指發(fā)射端到接收區(qū)域之間的距離，所以它支持最小的開孔。

郭海波介紹，這顆傳感器（TMD2635）的孔徑中心間距只有1.1mm，支持整個(gè)光學(xué)開孔（見下圖右上角）只有1.5mm直徑，并且這個(gè)孔已經(jīng)加了組裝公差。因?yàn)楣鈱W(xué)器件用在TWS上，最大的問題是器件因?yàn)榻M裝公差或者貼片公差（在x軸、y軸、z都會(huì)有公差）的存在，從而很難將光學(xué)發(fā)射對(duì)準(zhǔn)光學(xué)開孔，一旦器件沒有對(duì)準(zhǔn)光學(xué)開孔，或者有一點(diǎn)偏差，它的底噪就會(huì)非常大，因?yàn)楣獍l(fā)不出去，或者光接收不到，會(huì)導(dǎo)致器件會(huì)有很多不良。

TMD263 的光學(xué)開孔直徑1.5mm已經(jīng)加了所有方向正負(fù)0.2mm的公差，因?yàn)橹行拈g距只有1.1mm，它是目前全球最小的一顆接近傳感器，開孔也支持全球最小。現(xiàn)在很多廠商，很多時(shí)候只提中心間距，不提最終的開孔可以開多大，這樣就會(huì)造成客人在大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)候，造成大量的不良。

此外，其功耗也非常低，功耗在工作模式只有70?，在sleeping模式也只有0.7?，總體來說，也就是它尺寸、功耗、開孔都非常小，特別適合TWS耳機(jī)的應(yīng)用。郭海波表示，業(yè)界熟知全球前幾大TWS廠商都在用ams的接近傳感器做光學(xué)檢測(cè)，ams單環(huán)境光傳感器就有十幾個(gè)品類，涉及各種各樣的規(guī)格。

顏色傳感器

讓屏幕自適應(yīng)當(dāng)前所處的環(huán)境色溫，讓它更加人性化，更加舒服。因?yàn)槿梭w有極強(qiáng)的適應(yīng)性，跟前面的環(huán)境光一樣，當(dāng)屏幕很亮，當(dāng)你不去調(diào)的情況，前幾秒鐘，眼睛會(huì)覺得不舒服，可是幾秒鐘就適應(yīng)了，因?yàn)檠劬梢酝ㄟ^瞳孔的收縮來適應(yīng)屏幕，而我們需要讓智能設(shè)備來適應(yīng)我們的眼睛，而不是讓我們的眼睛去適應(yīng)設(shè)備。

顏色傳感器可以幫助屏幕適應(yīng)當(dāng)前所處的環(huán)境，郭海波重點(diǎn)介紹了ams一顆XYZ顏色傳感器TCS3430，這顆傳感器直接從XYZ，只通過一步轉(zhuǎn)換到CIE坐標(biāo)里的小xy的坐標(biāo)，直接得到對(duì)應(yīng)的顏色和色溫，如下圖右下角的馬蹄圖，只要把xy坐標(biāo)算出來，基本上是什么顏色就可以顯示出來。

TCS3430 的尺寸也非常小，1.75*2.41mm，主要用在環(huán)境色溫的檢測(cè)和固體顏色的檢測(cè)上，應(yīng)用非常廣泛。

顏色傳感器還有另外一個(gè)大類，這是一顆集成顏色、接近功能、Flicker檢測(cè)功能的傳感器，不但可以檢測(cè)環(huán)境的亮度、環(huán)境的色溫，還能檢測(cè)當(dāng)前光源是否存在閃爍的現(xiàn)象。比如現(xiàn)在室內(nèi)的LED燈，大概是2000Hz的閃爍頻率，如果是銀光燈管，一般是高頻閃爍可能是50Hz-60Hz，因?yàn)槿搜鄞嬖谝曈X延遲，可能不太感覺得出來，有些比較敏感的人能夠感覺出來，所以現(xiàn)在很多手機(jī)廠商，主打的一個(gè)概念是，他們的屏幕刷新率越來越高，從原來的60Hz，到90Hz，比如OnePlus天天打廣告，他們已經(jīng)做到90Hz的屏幕。郭海波介紹到，因?yàn)椴糠秩说难劬Ψ浅ｌ`敏，如果刷新率不夠快的話，他們還是可以感覺出來的，所以未來還有可能做成120Hz，ams的Sensor就可以檢測(cè)當(dāng)前所處環(huán)境的亮度、色溫和光源閃爍頻率。

有這樣一個(gè)場(chǎng)景，我們有時(shí)候用手機(jī)拍電腦屏幕的時(shí)候，經(jīng)常看到手機(jī)屏幕有一個(gè)個(gè)的條紋，因?yàn)殡娔X屏幕是以一定的頻率閃爍的，手機(jī)Camera可以看出來，因?yàn)槭鞘謾C(jī)攝像用的CMOS或者CCD傳感器，反應(yīng)速度更快，而ams的顏色傳感器可以幫忙規(guī)避這些問題。

這顆集成顏色、接近功能、Flicker檢測(cè)功能的傳感器，可以用在Moniter、筆記本電腦、IoT設(shè)備、智能音箱上，比如很多大型品牌Amazon、facebook做的大屏幕的智能音箱，都用到XYZ或RGB+Flicker的Color Sensor ,這樣可以自動(dòng)的適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境色溫、調(diào)節(jié)屏幕，讓用戶看起來會(huì)更加舒服。

此外，ams的手勢(shì)類傳感器也值得關(guān)注，這類傳感器是在集成了環(huán)境光、色溫的基礎(chǔ)上，多了一個(gè)手勢(shì)的功能。手勢(shì)傳感器可以用在多一些用戶互動(dòng)的界面，支持上下左右的揮動(dòng)，靠近眼鼻的檢測(cè)，在沒有遮擋物的情況下檢測(cè)距離是20cm。