密切合作應對需求放緩 全力推進人工智能與傳感器融合

Davide BRUNO

高能效、低能耗、低功耗是電子產(chǎn)品可持續(xù)增長的基礎。我們知道，能源利用合理化至關重要，電子元器件和傳感器將在其中發(fā)揮至關重要的作用。這不僅關乎功耗，還關乎用戶體驗。更高性能和低功耗將讓越來越多的應用市場爆發(fā)。以智能眼鏡為例，電池續(xù)航一整天是可穿戴市場增長的一個關鍵要求。在意法半導體（ST），我們已經(jīng)擁有業(yè)界數(shù)一數(shù)二的低功耗傳感器，自本世紀初推出初代 MEMS 運動傳感器后，我們一直將低功耗視為產(chǎn)品的重要特性和差異化優(yōu)勢。

“小型化、精準化和功耗之間的最佳平衡點在哪里”，取決于目標市場。汽車應用需要高精準度、低失調和低漂移，而消費級穿戴應用對小型化和輕量化要求更多些，例如，TWS 真無線耳機就是這種情況?？纱┐髟O備的火熱帶動了傳感器領域的競爭，我們身邊到處都是可穿戴設備，并且還在尋找新的有價值的應用場景，提高使用便利性、安全性和信息可達性 / 互聯(lián)性，其中包括智能手表、耳機、智能指環(huán)等產(chǎn)品。傳感器性能的改進有助于可穿戴市場蓬勃發(fā)展。在 ST，我們一直在尋找新的方式來改善個人的生活體驗，這是我們的使命。在數(shù)千個用例中，我們在運動傳感器中引入了 QVAR 等技術，這項技術讓可穿戴設備廠商可以用創(chuàng)新方法，使終端設備能夠與周圍環(huán)境交互。例如，智能手表可以識別手勢，耳機可以無縫確定用戶是否在佩戴耳機。毫無疑問，由于我們傳感器的新性能和新特性，我們看到了可穿戴技術和應用正在不斷爆發(fā)。

健康應用情況非常復雜。健康設備的準確度非常重要，尤其是盡可能減少準確度隨著時間和溫度變化。在我們的產(chǎn)品技術開發(fā)路線圖中，包含了消費級健康市場所需的全部功能，并且我們會繼續(xù)根據(jù)客戶的需要發(fā)布新產(chǎn)品。醫(yī)療應用的情況則大不相同，具體應用有具體要求。在這個領域，我們有研發(fā)經(jīng)驗、知識技能和技術，可以根據(jù)客戶要求為終端應用開發(fā)定制解決方案。

電子產(chǎn)品市場發(fā)展現(xiàn)狀，尤其是消費電子市場，在經(jīng)歷多年的需求強勁增長后開始出現(xiàn)放緩的趨勢。在傳感器市場上，我們開發(fā)了可以實現(xiàn)新的用例和客戶要求的新技術、解決方案和產(chǎn)品。通過與這些市場的主要設計公司的密切合作，我們加強了意法半導體在汽車、消費和工業(yè)傳感器市場的領先地位，幫助我們成為率先開發(fā)重要新產(chǎn)品的公司之一。任何可能發(fā)生的需求放緩都不太可能延緩我們在今后幾年的 MEMS 和圖形傳感器產(chǎn)品推新計劃。

人工智能與傳感器的融合

如今，幾乎每個細分市場都在用人工智能。除人工智能外，這些應用還有一個共同點：都需要用各種傳感器從現(xiàn)實世界收集數(shù)據(jù)，交給人工智能處理分析。

ST 有許多人工智能實現(xiàn)方案。首先是智能傳感器，這類傳感器通過機器學習核心和有限狀態(tài)機來實現(xiàn)機器學習過程，可以與 MCU 和 MPU 處理器配合使用，并且算力還能執(zhí)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡的推理算法，能夠更好地解決日益復雜的應用場景。此外，這些人工智能的傳感器還有一個巨大的優(yōu)勢，這就是它們能夠顯著降低系統(tǒng)級功耗，因為它們可以分擔一些通常由 MCU 和系統(tǒng)處理的任務。

ST 是最早試水傳感器與人工智能融合應用的半導體企業(yè)之一。我們有一個定義明確的產(chǎn)品線，今年我們將推出有更多人工智能功能的新產(chǎn)品。人工智能與傳感器的融合度將越來越高，以降低主應用處理器的工作負荷，或減少發(fā)送到云端進行后期處理的數(shù)據(jù)量。這是在傳感器上實施能源可持續(xù)性計劃：更智能 / 更高效。

在線上虛擬和線下現(xiàn)實世界融合的 Onlife 時代，智能處理過程正在下移到網(wǎng)絡邊緣的傳感器中，這意味互聯(lián)設備可以無縫感知、處理和執(zhí)行，完美融合線上線下兩個世界，而不會影響用戶體驗。

人工智能分布在節(jié)點中，讓互聯(lián)設備更省電，數(shù)據(jù)隱私更強，通過降低帶寬需求和減少數(shù)據(jù)傳輸量，使得決策響應更快。2022 年，意法半導體一直在為客戶提供內置嵌入式智能傳感器處理單元 （ISPU） 的新一代MEMS 傳感器。經(jīng)過優(yōu)化的 ISPU 利用信號處理和人工智能技術分析運動數(shù)據(jù)。ISPU 在邊緣節(jié)點上處理數(shù)據(jù)，無需喚醒系統(tǒng)，然后將數(shù)據(jù)送到 MCU 和網(wǎng)關 / 云端。