芝能智芯出品
MEMS传感器从『智能手机』的幕后组件,逐步成长为消费电子和物联网的核心支柱。
博世传感器(Bosch Sensortec)在2024年出货量突破10亿颗,累计交付超230亿颗,稳居全球第一。
MEMS正在向微型化、低功耗和智能化方向加速演进,从单一的数据采集器件转变为集成边缘AI的智能单元,博世在这块的业务是值得我们观察的。
Part 1
产业演进:
从规模扩张到智能转型
博世在MEMS领域的布局始于1995年,最初聚焦汽车市场,开发用于发动机管理和气囊触发的压力传感器。
2000年代中期,『智能手机』热潮兴起,博世敏锐捕捉到惯性、压力和环境传感的需求,于2005年成立Bosch Sensortec,专注消费电子和物联网。
从那时起,MEMS传感器随着『智能手机』的爆发式增长被装入数亿终端,博世也从汽车传感领域的玩家转型为消费电子MEMS的全球领军者。
到2023年,博世累计出货180亿颗MEMS传感器;到2025年,这个数字猛增至230亿颗,两年新增50亿颗。
2024年单年出货超10亿颗,且博世预计到2027年,90%的传感器将具备智能化和可编程功能,到2030年智能传感器累计出货将超100亿颗。
这种增长不仅是量的飞跃,更是质的转变。过去,MEMS传感器主要负责采集数据;
如今,MEMS传感器正演变为“本地决策单元”,直接集成微控制器和边缘AI功能。
这种转变的驱动因素包括:
◎能耗优化:在传感器端处理数据,减少传输需求,显著延长电池续航。
◎隐私与安全:本地计算避免数据上云,降低泄露风险。
博世通过大规模量产和持续的技术迭代,将MEMS推向智能化新时代。这种趋势不仅影响消费电子,也为可穿戴设备、智能家居和物联网奠定了新基础,推动的智能化转型,让传感器从单纯的感知工具升级为本地AI决策单元,为行业指明了方向。
Part 2
技术突破:
微型化、低功耗与智能化的融合
产业逻辑定方向,技术路径筑壁垒。博世在MEMS领域的研发始终聚焦三大目标:更小尺寸、更低功耗、更高智能。这在多个产品系列中都有体现。
● 微型化的技术极限
MEMS的进步首先体现在“看不见”的尺寸革命。早期的加速度计比现在的产品大15倍,而如今的传感器已小到和沙粒相当。
以2023年推出的BMV080 PM2.5颗粒物传感器为例,尺寸仅4.2×3.5×3mm³,比传统产品小450倍。结合VCSEL激光和MEMS工艺,它无需风扇即可精准测量PM2.5浓度,解决了传统传感器体积大、噪音高、寿命短的痛点。这让颗粒物检测从空气净化器扩展到便携设备、中央空调,甚至婴儿床空气监测等场景。
BMA530/BMA580三轴加速度传感器厚度仅0.5mm,封装体积1.2×0.8×0.55mm³。展会现场,2000颗这样的传感器仅能铺满瓶底一层。这种超小尺寸为可穿戴和听戴设备的轻量化设计打开了空间。
● 低功耗的系统优化
在电池驱动的物联网和可穿戴设备中,功耗是头等大事。
博世的BME690环境传感器是个典型例子,它在继承BME680/688多功能(气体、压力、湿度、温度)的基础上,功耗降低超50%。这让它能直接用于电池供电的穿戴设备和资产跟踪终端,大幅延长续航。
低功耗的实现不只靠硬件优化,还依赖软硬件协同,博世的AI-Studio软件工具为传感器提供针对不同场景的算法库,在硬件不变的情况下,通过软件优化平衡性能和能效。
● 智能化的边缘AI突破
智能化是博世最具前瞻性的突破,BHI360/BHI380智能IMU集成了三轴加速度计、陀螺仪和32位微控制器,能在传感器端运行AI算法。
基于BHI380的SCS智能互联平台更进一步,通过多节点协同实现复杂功能。例如,多个传感器节点部署在人体各部位,可通过AI分析全身运动姿态,应用于运动训练或医疗康复。这种从单点感知到多点智能的转变,展现了MEMS在物联网中的潜力。
通过微型化、低功耗和智能化的技术路径,博世不仅突破了传感器物理极限,还拓展了功能边界。特别是边缘AI的集成,让MEMS从辅助组件晋升为系统的“智能核心”。
小结
博世MEMS传感器在保持出货量领先的同时,微型化、低功耗和智能化的技术突破在保证自己的位置,靠规模和生态占据市场,更通过架构创新将MEMS从“感知器件”升级为“智能终端”。
MEMS传感器将在未来5-10年成为智能交互和物联网的基石。从『智能手机』到智能家居,再到工业物联网,集成边缘AI的传感器正成为标配。未来的竞争不仅在规模和成本,更在系统智能化和应用落地的能力。
随着边缘AI的深入应用,MEMS传感器有望与微处理器(这块也在AI化)并肩,成为智能互联世界的核心器件。