近日，隨著特斯拉確認(rèn)人形機(jī)器人Optimus將于明年落地，業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，全球機(jī)器人行業(yè)正處于0到1的最佳投資窗口期，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈將迎來爆發(fā)契機(jī)。其中，MEMS傳感器擔(dān)當(dāng)著機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能感知功能的基礎(chǔ)，將遇到重要的發(fā)展機(jī)遇。

根據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，長(zhǎng)期來看，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)空間可達(dá)120萬億級(jí)別，是一個(gè)嶄新且空間龐大的藍(lán)海市場(chǎng)。另據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2030年我國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約8700億元，這將成為全球MEMS行業(yè)最大單一市場(chǎng)，增速遠(yuǎn)高于全球平均水平。

如電動(dòng)汽車一樣，智能機(jī)器人同樣能拉動(dòng)龐大的上游產(chǎn)業(yè)鏈以及下游應(yīng)用端需求。三大機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈：上游零部件與原材料、中游系統(tǒng)集成與本體制造、下游個(gè)人以及企業(yè)相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景，成本可拆分為動(dòng)力總成系統(tǒng)、智能感應(yīng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件及其他部分。而MEMS傳感器擔(dān)當(dāng)著機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能感知功能的基礎(chǔ)，將遇到重要的發(fā)展機(jī)遇。

根據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，長(zhǎng)期來看，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)空間可達(dá)120萬億級(jí)別，是一個(gè)嶄新且空間龐大的藍(lán)海市場(chǎng)。

傳感器是智能機(jī)器人不可或缺部分

智能機(jī)器人將具備計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、動(dòng)作規(guī)劃和控制功能，并且擁有語音交互、行走和執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)等與物理世界互動(dòng)能力，而實(shí)現(xiàn)一切感知的基礎(chǔ)和核心就是傳感器。

MEMS傳感器解決了低功耗、微型化、高集成化與智能化需求的矛盾，所以在智能機(jī)器人領(lǐng)域有著無可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。其通過對(duì)多種運(yùn)動(dòng)及環(huán)境因素感知，為數(shù)據(jù)采集提供高可靠性、可擴(kuò)展性、靈敏度和成本效益高的解決方案，而且機(jī)器人擬人化程度越高，所應(yīng)用的傳感器種類和數(shù)量就會(huì)越多。

從分類來看可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器，其中內(nèi)部傳感器包括位置、速度、力、加速度等物理的傳感器，主要用于測(cè)量機(jī)器人自身狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走、動(dòng)態(tài)平衡、一般肢體動(dòng)作等；外部傳感器模仿人類感官，包括視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺等傳感器。

隨著機(jī)器人的智能化程度不斷提高，加載的MEMS傳感器將變得越來越多。據(jù)專家估算，感知部分約占總成本的10%到20%，機(jī)器人領(lǐng)域有望繼消費(fèi)電子、汽車之后，成為MEMS傳感器的新興市場(chǎng)。

MEMS將發(fā)掘機(jī)器“人”的無限潛力

敏芯股份是一家專注于MEMS的技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)，2007年在蘇州創(chuàng)立，2020年科創(chuàng)板上市，被譽(yù)為“中國(guó)MEMS芯片第一股”。作為國(guó)內(nèi)屈指可數(shù)掌握多品類MEMS芯片設(shè)計(jì)和制造工藝能力，敏芯股份提供MEMS麥克風(fēng)、壓力傳感器、慣性傳感器以及MEMS IMU等多種MEMS解決方案支持智能機(jī)器人發(fā)展。

例如，智能機(jī)器人的交互功能離不開語音識(shí)別，多個(gè)復(fù)雜且緊湊的MEMS麥克風(fēng)必須有能力將講話者聲音從噪聲中識(shí)別出來并定位方向。敏芯股份高性能MEMS麥克風(fēng)傳感器以先進(jìn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)制造，并利用波束成型技術(shù)，根據(jù)到達(dá)時(shí)間和音頻強(qiáng)度差異來辨別講話者的方向，并通過噪聲消除技術(shù)把外界的背景聲中消除噪聲成分。敏芯股份MEMS麥克風(fēng)出貨量已位列全球第四，可按客戶需求提供定制化產(chǎn)品。

壓力傳感器可以為機(jī)器人感知到準(zhǔn)確的信號(hào)，幫助其穩(wěn)定、準(zhǔn)確的活動(dòng)；在進(jìn)行物體識(shí)別、抓取、操作等任務(wù)時(shí)，還可以感知物體的形狀、大小、位置等信息，進(jìn)行精確的操作等，提高了人形機(jī)器人的智能化和自主性，更好地適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境和任務(wù)。

今年，敏芯股份研發(fā)出了基于PMUT的超聲波ToF傳感器。超聲波傳感器在機(jī)器人應(yīng)用中最受歡迎的是它可以在任何照明條件下工作，不受被測(cè)物體顏色和光學(xué)透明度影響，用于障礙物檢測(cè)、高低坡檢測(cè)和地面檢測(cè)，包括地面軟硬程度，其精度可達(dá)毫米。

MEMS IMU（慣性測(cè)量單元Inertial Measurement Unit，也可稱為慣性傳感器）主要用來檢測(cè)和測(cè)量加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可為機(jī)器人提供運(yùn)動(dòng)感知和控制能力。例如，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人姿態(tài)控制、行走穩(wěn)定性、步態(tài)協(xié)調(diào)性、模仿人類動(dòng)作等活動(dòng)。

敏芯股份控股子公司中宏微宇于2013年成立，十年來專注于MEMS慣性傳感器、陀螺儀以及MEMS IMU等技術(shù)研發(fā)、升級(jí)迭代，也印證了敏芯股份推崇打造MEMS技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)——技術(shù)研究、技術(shù)疊加、技術(shù)沉淀的理念。

MEMS IMU的研發(fā)難度高，技術(shù)積淀要求高，存在較強(qiáng)的技術(shù)壁壘，以MEMS陀螺儀舉例，其產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)需經(jīng)歷近十年時(shí)間。敏芯股份通過中宏微宇I(lǐng)MU算法積累，投資敏易鏈半導(dǎo)體的陀螺ASIC設(shè)計(jì)以及自研加速度傳感器的技術(shù)沉淀，將布局從MEMS加速度傳感器、MEMS陀螺以及MEMS IMU的產(chǎn)業(yè)鏈條，以國(guó)內(nèi)大市場(chǎng)的藍(lán)海下，有望復(fù)制在聲學(xué)傳感器領(lǐng)域的成功，從而實(shí)現(xiàn)無人系統(tǒng)、智能機(jī)器人領(lǐng)域質(zhì)的飛躍。

未來，機(jī)器人終將與人類越來越相似，而MEMS解決方案是智能機(jī)器人一切“擬人化”的基礎(chǔ)與條件，有著“中國(guó)MEMS芯片第一股”稱號(hào)的敏芯股份，作為一家MEMS技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)，為此已吹響了進(jìn)場(chǎng)號(hào)角。