據(jù)預(yù)測(cè),到 2028 年,MEMS 行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到 200 億美元,其中 MEMS 傳感器將占據(jù)很大一部分。MEMS 傳感器的一些最大市場(chǎng)是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,特別是耳戴式設(shè)備和可穿戴設(shè)備。據(jù) Yole 稱,MEMS 市場(chǎng)大部分由消費(fèi)產(chǎn)品中的設(shè)備組成,例如耳機(jī)、智能手表、AR/VR 耳機(jī)/配件和筆記本電腦。
引領(lǐng)這一趨勢(shì)的 MEMS 傳感器器件包括慣性傳感器、壓力傳感器、力傳感器、多軸地磁傳感器、麥克風(fēng)、骨傳導(dǎo)傳感器,甚至 RF MEMS 傳感器。
讓我們來看看影響耳戴式設(shè)備和可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)的最新趨勢(shì)、創(chuàng)新和不斷發(fā)展的 MEMS 傳感器技術(shù)。
耳戴式設(shè)備市場(chǎng)的一個(gè)重要趨勢(shì)是主動(dòng)降噪 (ANC) 無線耳機(jī)和真無線立體聲 (TWS) 耳塞的增長(zhǎng)。 ANC 耳機(jī)和 TWS 耳塞通常采用 MEMS 技術(shù),尤其是傳感器。機(jī)械按鈕(例如多功能按鈕 (MFB))在耳戴式設(shè)備中有著悠久的歷史,目前的趨勢(shì)是更加纖細(xì)和簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì),從而避免與傳統(tǒng)機(jī)械按鈕相關(guān)的凸起和間距的設(shè)計(jì)必要性。這就是 MEMS 電容式觸摸傳感器、電容式壓力傳感器和 MEMS 力傳感器開始填補(bǔ)的空白。在產(chǎn)品外殼中嵌入 MEMS 傳感器可實(shí)現(xiàn)更高水平的環(huán)境保護(hù)和更大的美學(xué)設(shè)計(jì)自由度,更不用說更長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命,且沒有機(jī)械按鈕故障的風(fēng)險(xiǎn)。MEMS 電容式和力傳感器往往比機(jī)械按鈕具有更高的生命周期。
許多新型高端耳戴式設(shè)備(包括耳塞式耳機(jī)和耳機(jī))都具有 MEMS 電容式傳感器,可充當(dāng)音量滑塊。 MEMS 力傳感器作為一種替代方案正在興起,與電容式傳感器技術(shù)相比具有一些優(yōu)勢(shì),例如觸覺反饋。 MEMS 電容式壓力/觸摸和力傳感器的其他用途包括檢測(cè)使用狀態(tài),例如,耳戴式設(shè)備是否佩戴在耳朵上或放在一邊,可用于啟動(dòng)播放、暫?;蚱渌刂?。
慣性傳感器和加速度計(jì)在耳機(jī)和耳塞中也越來越普及,因?yàn)樵S多耳機(jī)和耳塞現(xiàn)在都擁有檢測(cè)用戶活動(dòng)并根據(jù)這些活動(dòng)改變性能配置文件的技術(shù)。慣性傳感器也被用作一種接口方法,使用一些耳機(jī)中的水龍頭來進(jìn)行暫停/播放控制。許多高端設(shè)備還使用傳感器融合與觸摸、壓力或力和慣性傳感器,以包含增強(qiáng)產(chǎn)品多樣化的高級(jí)功能。
當(dāng)然,ANC技術(shù)也廣泛利用了MEMS麥克風(fēng)技術(shù)。用于 ANC 和免提通話的相同 MEM 麥克風(fēng)也被用于一些設(shè)備中,用于使用狀態(tài)檢測(cè),如果與正確的語音命令或音頻模式配對(duì),可能會(huì)自動(dòng)暫?;騿?dòng)個(gè)人助理技術(shù)。 3D 音頻也開始隨 ANC 耳機(jī)一起出現(xiàn),因?yàn)椴ㄊ尚握诔蔀闀?huì)議或通話耳機(jī)多樣化的一個(gè)重要因素。預(yù)測(cè)這些功能可能會(huì)擴(kuò)散到中低端無線耳機(jī)和耳塞中。此外,隨著技術(shù)的不斷普及,骨傳導(dǎo) MEMS 傳感器也呈上升趨勢(shì)。
智能手表、AR/VR 耳機(jī)、智能眼鏡、健身追蹤器、智能服裝/紡織品、甚至植入式設(shè)備等可穿戴設(shè)備的采用率穩(wěn)步上升,促進(jìn)了這些技術(shù)中常用的 MEMS 傳感器的增長(zhǎng)。與耳戴式設(shè)備一樣,慣性傳感器/陀螺儀、壓力傳感器、力傳感器、觸摸傳感器和麥克風(fēng)對(duì)于其中許多技術(shù)至關(guān)重要。一些智能手表和醫(yī)療技術(shù) (MedTech) 可穿戴設(shè)備還使用外部血氧傳感器、步態(tài)/平衡檢測(cè)器、血糖監(jiān)測(cè)器、乳酸水平測(cè)量、應(yīng)激激素測(cè)量和其他化學(xué)傳感器。此外,MEMS 傳感器與可穿戴心電圖監(jiān)視器一起使用,可以檢測(cè)呼吸頻率、體溫、心率、血壓和其他生命體征。這些傳感器技術(shù)的 MEMS 變體通常具有比這些傳感器的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更小型化、功耗更低并且更容易與低成本 PCB 技術(shù)和其他常見電子制造技術(shù)兼容的優(yōu)點(diǎn)。
因此,對(duì) MEMS 傳感器來填補(bǔ)這些角色的需求不斷增長(zhǎng)。該列表包括氣壓傳感器,可用于提供精確的海拔測(cè)量,并與其他定位技術(shù)(例如慣性航位推算)配合使用,以提供室內(nèi)導(dǎo)航功能。隨著許多國(guó)家的人口老齡化正在為老年護(hù)理設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)造市場(chǎng),對(duì)這些類型的功能的需求不斷增長(zhǎng)。
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