创芯海微出席智能手表领袖峰会,分享红外测温产品在智能穿戴中的应用

2021-12-29 创芯海微
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江苏创芯海微科技有限公司HINOVAIC于2021年12月8日出席了在深圳由潮电智库、旭日大数据联合举办的智能手表领袖峰会。公司技术总监赵柱在8日进行的专场讲座上进行了主题为《红外测温在智能穿戴中的应用》的精彩演讲。

主讲人:创芯海微技术总监 赵柱

本次讲座创芯海微主要从以下几个层面展开:

一、市场现状

纵观近年来的整个行业,“物联网”这一名词不断被人们提及,组成这个庞大传感层网络则需要依靠一颗颗的传感器来实现,就像人体的神经网络,遍布着无数的神经突触,采集信息,传输信息,最后再由中枢进行信息处理,正是传感器实现了“物联网”从书本走进生活,由概念变为实际。随着近几年,人工智能、物联网、5G的成熟和发展,传感器的市场需求也呈现爆发式增长。其中红外传感器作为一种可以感知测量物体辐射量的器件,实现了温度检测的功能。其中小到去年疫情大显身手的额温枪单点红外传感器,大到军工、国防上广泛应用的红外成像技术都属于红外传感器的专业类别。目前国内红外传感器的市场还没有迎来“井喷式”的增长,究其原因有两点:第一是红外传感器应用在过去没有爆发式的拐点;第二点就是做这个行业的之前在性能、指标、稳定性上,跟海外比还有很大的差距。


二、产业链与竞争格局

随着IoT产业快速发展,智能穿戴时代和万物互联AIoT新时代的前景无限,我们不会再单一的依赖手机,手机+智能眼镜+智能手表+TWS将构建全新的智能穿戴时代,其市场规模将放大至20万亿元。由于健康,医疗,互联网玩家的加入,全球智能手表市场发展将再次迎来全新的市场风口,市场出货量突破十亿大关将指日可待,智能手表也将由此迈向生态圈融合和内容融合的3.0时代。TWS作为目前声学领域发展最为迅速的产品,呈现几何增长,产品覆盖全球。潮电智库预计,2021年全球TWS出货量在5.9亿对,增速放缓至28%。这不仅仅是白牌市场的萎缩,还意味着洗牌期的开始,也是更多新型传感器的入场时机。


三、创芯海微在可穿戴设备应用中的探究

提到红外传感器,最耳熟能详的应用当属于额温枪,实际上市场不止额温枪,包括家电、手机、办公设备等市场领域都对非接触红外测温传感器有大量需求,但国内企业一直没有做好,导致主要市场还是被海外品牌垄断,国内企业市场占比很小。


手表测温的功能其实一直都有,以往的技术是在表盘底下添加一片亲肤金属,通过金属和皮肤接触实现测温。这一方法的问题是精度比较低、响应速度比较慢,把这个传感器用在可穿戴设备上,并不能很准确的反应人体的温度。而现在红外传感器的出现,正针对这一痛点,通过不接触人体皮肤的方式,实现快速稳定高精度的人体温度测试,满足市场需求。


创芯海微最开始着手测温方案的时候,除了进行体温测试,还进行了两项加载测试。其中一项是在烧水壶,把水壶烧到100度,把手表贴近去测,在2-3s的时间内就达到了97、98度;然后又使用冰袋,把手表贴近,在2-3s的时间内又迅速测到冰袋的温度是2、3度,测温响应速率客户非常满意。创芯海微了解到这个行业也有其他公司在做,但目前对比来看创芯海微的产品具备明显优势。研发中,创芯海微持续跟进硬件、软件的双向设计,在传感器出厂的时完成标定,把整个标定的算法通过封装的函数库,提供给客户直接调用,极大减少了客户应用的难度。


最后,创芯海微也进行了多工况性能的测试,不仅针对产品进行大量的深度标定和测试,而且同时关注器件的生产工艺。根据产品的特性,每一类产品度会相应提取热模型参数,封装到创芯海微的库里,针对不同客户的需求,直接区别调用。以上就是创芯海微的探究过程,基于目前的工作已有多家客户与创芯海微建立了合作关系。


四、创芯海微在红外热电堆芯片中的巧思


创芯海微已在红外传感器领域已深耕10多年,在芯片研发上,创芯海微做了三方面的改进:第一,持续优化MEMS热电堆红外传感器的器件结构;第二,在器件中集成了宽光谱高吸收的纳米森林结构;第三,在片内集成了性能和一致性的自测试功能。通过这三方面的工作,创芯海微降低了噪声,大幅提升了响应率、探测率、稳定性和一致性!


作为一家以芯片研发技术为核心的企业,创芯海微在“纳米森林”方面做了很深入的研究,也申请了很多专利。“纳米森林”简单来说就是在晶圆表面通过自研的工艺技术,形成大面积的一维有序纳米结构,通过控制纳米结构的生长速度、高度、尺寸,可实现宽谱高吸收的有益效果。通过将“纳米森林”与MEMS红外传感器的原位集成,显著提高了器件性能,比传统结构上至少高出35%。


五、创芯海微公司简介

创芯海微是一家MEMS传感器创新型科技企业,专注于MEMS红外传感器、温湿度传感器麦克风等传感器的研发、生产与应用设计服务。通过对工艺、器件结构及应用材料的深入研究,多物理场耦合模型建立,创新性地应用于各类传感器的产品研发。公司产品主要包括热电堆红外传感器裸芯片、TO及SMD封装产品、模组和阵列产品等,主要应用于人体测温(耳温枪和额温枪等)、工业测温、智能家居(空调、微波炉等)、可穿戴(智能手环、智能手表等)、智能手机、安保监测等领域。此外,红外焦平面阵列、湿度传感器、气体传感器等产品也即将推向市场。公司在新冠疫情期间推出热电堆传感器W-TRS-5.5,凭借探测率高、响应时间快等优势,广泛应用于额温枪、耳温枪等抗疫设备。


六、创芯海微公司优势


第一是人才。团队发起人陈大鹏,是国家MEMS专家组成员,享受国务院特殊津贴,获得过包括国家技术发明二等奖在内的一系列荣誉;团队发起人毛海央,中国科学院微电子研究所研究员,长期从事微纳传感技术、CMOS-MEMS工艺和微纳传感器研究,承担国家级、省部级项目15项。研发团队其他成员也多来自国内知名高科技企业和顶尖科研院所,研发背景和实力非常雄厚。创芯海微已深耕红外技术十余年,获得相关专利证书数十项,研发团队硕士以上学历占比70%,博士占比30%。


第二是双方向的共同发力。创芯海微目前分为无锡团队和北京团队,其中无锡团队专注于芯片、传感器的设计、研发、生产、测试等工作;北京团队负责产品的应用以及解决方案,进行传感器的产品化,对接不同的客户需求,结合客户实际情况迅速扶客户上马,快速进行方案落地。


第三是产能。由于红外传感器市场的迅速扩张,芯片的产能也是市场推动速度的关键点,创芯海微目前在北京依托于一条8寸晶圆代工线,极限产能可达到日均50w颗芯片。在2020年疫情初期,曾用45天的时间响应了市场2000w额温枪芯片的需求;其次,即将在无锡落地一条新的8寸MEMS传感器代工线,预计2022年7月通线流片,因此对于市场的需求创芯海微团队可进行充分的消化和保障。


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本文由董慧转载自创芯海微,原文标题为:创芯海微:红外测温在智能穿戴中的应用,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

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【应用】检测距离1~50cm的接近检测传感器SI1153助力额温枪测温距离补偿

模拟热电堆类传感器除了要求高精度的ADC、运放等硬件条件外,如何补偿被测物体的距离变化引起的正常测量值波动,成为了额温枪研发成败的关键因素。本文介绍一款接近检测传感器Si1153,可用于额温枪产品测温距离补偿,使测温更加精致。Si1153内置高精度ADC,自带红外LED驱动,内部集成940nm光学带通滤波器,有效解决环境光对距离感知的影响。

应用方案    发布时间 : 2020-05-08

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