人机交互产业链分析之麦克风传感器和芯片

    内容摘要：我国传感器尽管市场需求高，发展迅速，但是也存在着技术水平偏低、种类欠缺，研发能力差等问题。我国目前有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，但从事MEMS研制生产只有50多家，而且规模和应用都较小。

    芯片：

    目前以LeapMotion为代表的人机交互传感设备，通信芯片需要实时的将所拍摄的视频流信息传到智能终端，识别芯片需要通过复杂的算法将用户动作含义提取出来，所以芯片可以说是整套体感设备的“神经中枢”，极具重要地位。一般人机交互设备存在两种工作模式：一是利用智能终端本身的独立运算能力将视频流信息分析得出用户手势动作信息，整个过程只需通信芯片这一高速的传输媒介；二是拥有专门的感应芯片，获取和处理用户的操作信息。无论是哪种芯片，目前绝大部分都是源于进口，技术要求过高以至于国内很少有公司能设计出满足客户要求的芯片，更多的是采用为国外厂商代工的商业模式。

    新岸线作为大陆唯一具有自主研发的通讯和计算能力的芯片提供商，在2013CES发布了采用3D手势操控的电视机顶盒CubeSenseBox，为智能家庭和互动娱乐带来最具科技想象力和经济可行性的解决方案。CubeSenseBox亮点之一就是摆脱了传统遥控器，利用人体3D手势实现对电视界面的远程操控，其奥秘就在于内部配置了一颗高精度的深度感应芯片CubeSense。该芯片由新岸线自主设计研发并具备全部专利，基于人类双目视觉的立体成像原理，突破性地仅采用两颗普通的摄像头就实现对3D空间中人体手势的感知。CubeSenseBox另一亮点在于其整体方案的完整性，已经实现深度感应芯片与双核ARMA9CPU芯片的硬件整合，因而无需另外再接高性能、高功耗的其他主控芯片。

    麦克风：

    麦克风一般包括两种：传统的驻极体麦克风和新兴的MEMS麦克风。目前，实际使用的大多数麦克风都是驻极体麦克风（ECM），这种技术已经有几十年的历史。为了给用户带来全新的体验和独特的人机交互方式，越来越多的产品开始采用MEMS麦克风，取代传统的ECM。以智能手机为例，智能手机制造商正在它们的产品中增加更多的MEMS麦克风来支持更先进的功能，如语音输入和噪声抑制，这一功能对支持语音输入的智能手机来说是至关重要的，如iPhone的Siri。iPhone领先采用了MEMS麦克风技术，并一直在稳定增加使用的MEMS麦克风数量，从iPhone4S的2颗麦克风架构到iPhone5背部采用3颗MEMS麦克风来实现高清晰度视频录影，以增强产品的竞争力。据iSuppli数据显示，去年全年MEMS麦克风出货量在20.5亿颗左右，同比增长57%。预计今年出货量将在26.6亿颗的水平，未来三年内快速增长势头不减，到2016年达到46.5亿颗。

    目前MEMS麦克风供应商主要分布在欧美国家，集中度较高，前五大企业分别为意法半导体、KnowlesElectronics（楼氏）、AKM（旭化成）、InvenSense和TI。目前国内唯一进入全球前十的MEMS麦克风供应商为瑞声科技（AAC），主要产品为MEMS麦克风，国内上市公司共达电声(002655)和歌尔声学(002241)也是MEMS麦克风生产商。MEMS麦克风是国内MEMS发展较快、规模较大的主要品类，未来几年也将跟随行业高景气进一步扩张规模。

    MEMS传感器：

    MEMS传感器属于高端传感器，是目前火热的穿戴设备产业链中的非常重要的一环。MEMS又名微机电系统，主要包括传感器和执行器两类，广泛应用于汽车、智能手机、平板和人机交互设备。目前，各类传感器功能性的融合将成为传感器的发展方向，未来可穿戴终端产品的前景也将取决于传感器等产业链上游技术的提升，MEMS创新应用将是人机交互不断深入的源泉。

    我国传感器行业发展落后，国内传感器需求，尤其是高端需求严重依赖进口，国产化缺口巨大，目前传感器进口占比80%，传感器芯片进口占比达90%。国产化需求迫切。

    中国传感器的市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右，市场规模达到160亿元，传感器整个市场突破500亿元。

    我国传感器尽管市场需求高，发展迅速，但是也存在着技术水平偏低、种类欠缺，研发能力差等问题。我国目前有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，但从事MEMS研制生产只有50多家，而且规模和应用都较小。在国际市场上，德国、日本、美国、俄罗斯等老牌工业国家的企业主导了传感器市场，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围较窄，更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。