AMS新一代模拟传感器技术如何改变我们的生活？

传感器在消费电子、医疗保健、商务、汽车、工业等不同领域应用中的正让我们的日常生活产生巨大变化。智能手机的飞速发展更让传感器大展拳脚。现在也正从简单的运动感知朝着物联网方向普及发展。

新一代传感器为人类与电子设备带来无缝连接，并正从简单的运动感知朝着物联网的方向不断演进。”奥地利微电子(AMS)首席执行官Kirk Laney日前在接受采访时表示：“奥地利微电子了解消费电子和通信市场的需求变化，我们的传感器帮助客户实现差异化的产品，打造完美世界。通过实现人与技术的无缝互动，丰富日常生活，为人与科技架设重要的桥梁，使产品具有丰富的用户体验，变得更智能、安全、直观。”

据Laney介绍，拥有超过30年设计经验的AMS聚焦于高能效模拟集成电路及先进的传感器解决方案，专攻传感器与传感器接口、电源管理及无线技术解决方案，拥有超低功率、高精度、高灵敏性、高集成度的专门技术。在业绩方面，2013年AMS的年收入超过5亿美元，全球的客户超过7,800家。“作为先进的高效模拟传感器解决方案全球领导者，AMS为消费、工业、医疗、通信和汽车等市场应用提供包括传感器、传感器接口、电源管理IC和无线IC等产品。”他强调说，“AMS的高性能模拟产品支持对高精度、宽动态范围、高灵敏度、超低功耗有要求的应用。”

谈到传感器领域的发展趋势，Laney认为，未来的传感器解决方案要求先进的模拟/数字硅技术、数据处理、连接性和应用/生产软件。“新一代传感器致力于改善用户体验，使人与不同设备的互动变得更丰富、直观且高效。”Laney指出，“如今的传感器正帮户生产商实现差异化，带来更智能、安全、便于使用且更环保的产品。包括智能手机及平板电脑的用户界面、智能工业及家庭照明、创新的医疗应用、电子保健及健身、高安全要求的汽车应用、降低碳排放及能源消耗等等。特别是可穿戴技术、NFC、物联网这些热门市场都依赖于复杂的传感器。”

在技术要求方面，Laney指出，智能传感器技术在“半导体工艺如微型、大容量、高可靠性;模拟/数字电路如高精度、高灵敏度、超低功耗、集成性、信号处理;先进封装技术包括光学、电化学、环保、生物传感器、TSV-3D封装等，以及软件驱动器、科学算法、丰富应用等系统解决方案”等诸多方面都有更高的要求。

“未来的传感器肯定会越来越多且越来越细分，其中有一些也会越来越集成。”Laney表示，“比如墙壁里面装的湿度传感器，一旦墙壁进水，它就会自动切断水管;又比如房间中的光线传感器会确保房间里的光线是非常柔和的，保证人体健康。也就是说，传感器在未来将会有很多具体的应用，种类会越来越多，能集成的就集成。在健康和医疗领域未来会出现一种新装置，可以让医生对你的身体进行监测，如检测你的胆固醇量、血压，甚至癌症肿瘤。所以在未来，可能你还不知道自己病了，医生就会给你打电话。”

非接触光学心率传感器SoC年底面世

随着智能手机等移动终端中越来越多传感器的使用，单独的控制单元sensor hub成为业界潮流。“sensor hub是一个非常重要的方向，未来随着传感器越来越多，我们确实需要把一部分处理的能力从主芯片转移到sensor hub上面。AMS现在也在和相关主流厂商共同合作开发软件。甚至在很多合作中，这些公司也把我们当成他们指定的一个平台。”Laney表示，“关于SSoC，也就是所谓的片上系统传感器，其实是有两种解决方案的：一种是全集成的解决方案，主要应用在可穿戴的电子产品上面，里面包括传感器和接口;另外一种是应用在智能手机里面，可能这种片上的传感器解决方案只能处理一部分传感器所反应出来的信息和数据，另外一部分仍然不能处理，这样一来就要求片上系统提供相应的接口与其他芯片进行互连互通，AMS在这方面可以提供相应的支持。”

随着近段时间可穿戴设备升温加剧，心率传感器也随之成为炙手可热的传感器技术之一，而这也是AMS非常重视的一个战略重点。“在今年晚些时候，我们在SSoC方面也会有针对心率传感器的全新产品推出，它也是一个集成的芯片，里面会包括心率传感器和一些其他功能。同时，我们其他的传感器产品，例如非接触式手势传感器，其实也是支持心率监控的，我们可以对非接触的手势传感器做一些调整，使他们也可以用于心率监控。”

除此之外，AMS现在正在开发的新一代非接触手势传感器以及下一代模块化传感器也将支持心率检测功能，而且准确率会更高。“很多心率传感器会受到很多变量的影响，例如监测运动员心率脉搏的设备，在使用过程中可能会产生很多的汗，但是比较复杂的传感器就不会受到这些影响。这也是为什么我们的这个产品刚上市就有很多人感兴趣，因为它能解决很多稳定性的问题。各种运动，戴得紧或者松都会对准确率产生影响，现在来说是很准的，误差率几乎可以接近每分钟只差一下而已。当然在很多其他真实的应用环境中可能会有差异，比如出汗了或者表戴的松紧程度等因素的影响，这就需要更多的算法。我们会在产品推出前做尽量多的调校，保证质量。”Laney解释说。

AMS心率传感器应用演示

他继续表示：“刚刚所说的装置可以测量心率、脉搏以及血氧以及血糖，它使用三种LED，两颗绿光LED，一颗红光LED，一颗红外的，这种多光谱的测试和传感可以获得更多的数据。另外，我们还有自己的算法，这种多光谱的测试可以确保数据更加精确。当然，这种全新的设备不光是可以测心率，更重要的是可以测出心率变化的程度，反应人体的健康状况。我们可以对测量获得的数据进行分析，也可以通过调节测量的光谱宽度重新获取信息量，对数据进行再分析。这个产品的研发难度不光是在硬件上，更多的是算法。另外，我们和一些医疗机构一起收集大数据，因为我们一定要有足够的大数据做分析才能得出完整且准确的算法。比如说做指纹测试或者是虹膜测试，除了简单的原理支撑外，我们还需要到大街上收集5万个人或者10万个人做各种分析。”

光学传感器推动人机界面演变

AMS的环境光/接近检测传感器如今已被成千上万的智能手机使用，用以延长电池寿命并改善用户体验。在不同的照明条件下，这些传感器能帮助实现显示屏亮度的自动调节，并在使用者接听或拨出电话时关闭显示屏。该公司光学传感器及照明业务部营销总监Jerry Koontz指出，AMS在智能集成光传感器领域全球市场份额约占30%，为全球最大。在该领域的传感器解决方案包括：RGB颜色传感器、环境光传感器、接近传感器、手势传感器。可应用于智能手机、平板电脑以及其他移动设备，高清电视、电脑、笔记本电脑，在传感器驱动照明领域，可应用于智能且动态地管理家居、工业级户外照明等。

“光学传感器应用的演变从简单的开/关灯光控制，工业颜色鉴定、识别、认证，消费及商业印刷，电影编辑健康屏，到个人保健与健身、消费电子应用。由简易至复杂的演变，简化并丰富了我们的生活。而光传感器也经历了从最初的光敏二/三极管，到集成了放大器、数模转换器、数字接口、中断器的功能的智能光传感器，多功能光传感器，片上系统传感器SSoC等为工业产品设计及不同应用量身定制的演变。”Koontz表示，“我们正在跨入一个新纪元，人类的想象力将成为限制技术发展的唯一阻碍。我相信奥地利微电子在人机互动演变的历程中将扮演重要的角色。”