MEMS新三大解决方案，全面布局物联网

如果从整体来看，博世的整体营收仍以汽车交通为主，它是全球最大的一级供应商，业务覆盖 60 个国家，在华收入的七成都由该项业务贡献，但另一方面，物联网发展迎来爆发期，电子设备如 AR、VR、智能眼镜、智能手表以及机器人、智能工业在未来消费类市场分量重大，这正成为博世增加筹码、着力突进的重要方向。Bosch Sensortec 便作为博世在该领域的主力业务，主要提供 MEMS 传感器与致动器解决方案，涵盖手机、消费电子、工业物流、智能家居与建筑等多个领域。

近日，Bosch Sensortec 在慕尼黑上海电子展上推出了其最新的加速度计传感器 BMA400 与高性能惯性测量单元 BMI085。

据雷锋网了解，BMA400 以低功耗为主打，体积仅为 2.0 x 2.0 x 0.95 mm³，主要为手表、耳环、眼镜等可穿戴设备定制。小尺寸和低功耗是 MEMS 传感器的两大最主要诉求，小尺寸的传感器更容易集成到不同设备中，低功耗则可降低可穿戴设备对充电的依赖，但两者往往难以在同一设备中兼顾，BMA400 则尝试在此做出突破。

根据 Bosch Sensortec 亚太区总裁 Leopold Beer 的介绍，BMA400 在计步模式下的功耗仅为 4μA。它具备一个智能电源管理系统，可在小于一个安培的最低模式到不同侦测等级的高级模式之间自由切换。另外，之前的多数加速度计传感器只能提供单纯的旋转屏幕，而 BMA400 可同时实现计步与活动识别功能。

此次发布的高性能惯性测量单元 BMI085 主要应用于 AR、VR 产品中，它是 BMI055 的下一代产品。BMI085 的特点是可以实现内外空间定位，用户在室内便可通过其进行追踪定位。并且，BMI085 的延迟性更低，可以更好地解决设备眩晕问题。

另外，Bosch Sensortec 还发布了一个互动投影模块，它可根据需求提供用户使用界面，不需要很大的显示屏；界面只在投影时移动，因此可节省电源使用，增加电池寿命；并且，模块使用激光束扫描技术，可实现随时随地免聚焦投影。

Leopold Beer 表示，虽然手机已占全球市场的领导地位，但博世的技术驱动并不来自手机，其下一代产品会主要集中于穿戴以及 IoT、AR、VR 领域。在此，博世将投入全球 R&D 10% 的投资经费，致力于新型解决方案与系统的研发。

以下为 Bosch Sensortec 亚太区总裁 Leopold Beer、MEMS 产品领域全球负责人 Ralf Schellin 的媒体群访实录，雷锋网做了不改变原意的调整：

问：BMA400 和 BMI085 的哪些性能在行业中是领先的？

Leopold Beer：BMA400 最主要是超低功耗，不是单纯数字低，而是在噪声以及功耗之间取得非常极致的平衡。就像有些传感器号称超低功耗，但它的使用方法是有时打开有时关掉，像计步器就非常不准确，只能在打开的时候测量到步数，关掉的时候就没办法测量。

BMA400 基本上在噪声与功耗间取得了一个非常极致的平衡。针对 DCDC 来说，它不需要额外去稳定电源供应，里面有智能电源管理系统实现低功耗，这是它的主要特色，它的计步功能是内建的，不需要通过外部做计步运算，而且只需要 4 个做计步全时功能。

Ralf Schellin：BMI085 的主要指标都是领先的，包括零漂部分，温度相关的零漂，还有针对噪声、温度而产生的灵敏度变化，都是业界领先的。它里面包含了很稳定的加速度传感器，许多参数，包括零漂或稳定性都有大幅增加，里面的闭环式陀螺仪设计，也使它有了更好的性能表现。

因为这些性能，它的价钱也比一般的 IMU 贵。当然，也有更好的 IMU，但都是尺寸更大或者功耗更高，像汽车可能需要更高级、性能更好、敏感度更高的产品。

问：互动投影模块里面主要包括哪些东西？比如说激光器、光学镜头这些东西是不是都包括在里面了？

Ralf Schellin：刚刚（展示的）那个交互投影模组是一个参考设计，其实体积还可以大大缩小，比如说像手表这样的尺寸，这个模块根据不同客户需求有个性化的设计。

这样的模块的确已经整合了所有产品需要包含的激光模块，包含电管理模块、光学相关模块以及微型晶片，以及驱动的 ICE 软件都集成在里面。机构的设计，配合真实的产品，投射出来的最终的人机界面，里面其实都有。你向博世买这样一个东西，不需要再向其它厂家买电源管理 IC 等等，这些都整合在一个设计里了。

Leopold Beer：这个模块是和不同厂家配合生产出来的，博世会把这些所需要的产品集中起来，做最后的组装，然后卖到产品设计者、开发者手上。

问：互动投影模块的投影是否有距离限制？

Leopold Beer：激光部分，随着距离增长，光源会下降，不可能没有距离限制。目前使用情景大概是，25 米光源的情况下，可以达到 50 公分或 0.5 公尺仍清晰可见的程度。

当然可以更小，也可以更长。更小肯定没有问题，应用到大部分可穿戴物联网设备交互界面的时候，还是非常清晰的，但是如果距离更远，第一，它不可能取代投影仪设备，第二，距离远可以通过激光模组升级解决，使用更大功率的激光模组可以实现清晰可见，但这对人眼会不会有伤害，或者激光这么远距离做交互使用是不是合理，这都是我们需要去考量的。

距离的远近不是它的限制，限制来自于它的应用，它不可能做 1、2 公尺的互动使用。

问：刚才讲到 BMA400 是超低功耗和高性能的结合，博世为什么能同时实现超低功耗和高性能，是否有一些独创技术？

Ralf Schellin：答案是肯定的，我们针对 BMA400 做过特别优化，一个是 MEMS 的感测元件，另外一个是设计机器电路的单元。

机器电路单元里面专门做了特别设计，在这个功耗的定义上，针对这边的技术做过特别设计。同时，要选择适当的 MEMS，搭配信号噪声比最高的单元，这样才能让所有的信号噪声比例是最高的，同时降低功耗。

问：在我们展示的互动投影模块的手环应用上，目前好像还只是单纯的投影功能，如果加上互动功能，尺寸是否会更大一些？会加入一些什么样的器件？加入互动功能之后的手环大概什么时候会上市？

Leopold Beer：目前展示的投影智能手表基本上是投影，也有交互使用，交互的界面机制并不是我们现在所提供的来自于博世的方法。博世所提供的交互投影模组已经在做设计了，交互投影这块，我们和客户还在研发阶段，体积会更小，功耗也会更省，现在一代产品已经出来了。

我们和客户合作的方向不是说卖给客户以后他就可以直接使用，而是客户和博世之间要很紧密地配合，设计上需要做很多考量和科技化运用。目前在这个时间点，我们的客户不是那么多，但是我们很紧密地在配合着，我们需要支持客户，客户也需要投入他们的研发团队做设计。

问：在 VR 展示上，为什么会加入一些温湿度的监测，有什么特殊应用吗？

Ralf Schellin：上一代产品 BMI055 陀螺仪的性能很好，但是对于加速度计传感器则有更多需求。BMI085 针对加速度计传感器这块有更大改进，包括降低噪声的表现，也降低了零漂的部分，还有，因为双重 MEMS 设计的结构，所以它整个包含了噪声、零漂和温度 TCU 的表现。

因为有热胀冷缩的物理特性，所以当温度上升或下降时都会影响到传感器的性能表现，当这个物理特性限制在一个最小范围时，不会因为温度改变而影响原来的参数变化，这样才能确保产品的高性能表现。

同时，除了这些硬件特色，加速度计传感器以及陀螺仪之间的同步也会增加总体 IMU 性能的提升。在 AR、VR 使用的领域，有更精确的数值，噪声表现相较于上一代 BMI055 加速度计噪声进步了 3 倍，TCU 也提高了 5 倍性能。增加加速度计的性能，也将提升整体 IMU 传感器的应用稳定性，增强它的低噪声和低延迟性表现。

问：为了更好地解决 MEMS 器件的零漂问题，博世算法中对惯性动作捕捉的技术有实时校准的方案吗？

Ralf Schellin：博世有这样的技术，但不是整合在所有产品里，因为要根据不同痛点去实现不同的产品，在一些产品里面，我们要整合实时校准方案，有些产品例如需要低功耗，但增加算法很可能会增加功耗，我们要平衡实时校准与低功耗之间的重要性，所以根据不同产品类别，需要看情况而定。我们有这样的技术和产品，但不是所有都在用。

问：在物联网市场，客户需求的传感器类型、数量在更加丰富，博世传感器的未来战略是什么？你们是想尽可能提供客户需求的所有类型的传感器，还是有自己选择的大方向？

Leopold Beer：我们一定是通过一个开发过程，加上市场成熟的过程，实现我们想要投资的产品。随着细分市场的增加，我们会优化传感器性能，但是在其它类别不是没有在探索，我们在通过博世 R&D 的投资经费扩张，但不可能一下子就把所有东西都实现出来，这受限于人力资源和工程师专业能力。

所以，博世可能会关注自己的基础和强项，多元化方面则会逐步扩增，从以前的加速度计传感器、陀螺仪、环境传感器，到激光扫描仪，都是先一步一步实现，再去区分高、中、低档不同的使用需求，有些是闪电模式，有些需要高性能的使用模式，再加上每个传感器里面还要加上一些智能应用，像计步器或室内导航的使用。物联网需要更多元化，我们一直都在学习。