溫濕度傳感器普及還欠缺什么？

近年來(lái)，隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的迅速發(fā)展，其中內(nèi)置的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的比例越來(lái)越高。根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)Juniper Research公布的最新研究報(bào)告，預(yù)計(jì)到2016年應(yīng)用到移動(dòng)設(shè)備中的MEMS器件收入將超過(guò)60億美金。其中除了已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的加速度計(jì)、陀螺儀、重力感應(yīng)計(jì)、麥克風(fēng)、射頻器件等，還包括剛進(jìn)入商用不久的壓力傳感器、揚(yáng)聲器、軌跡球、微型投影機(jī)、溫濕度傳感器等。其中溫濕度傳感器等新興的MEMS器件則有望成為智能手機(jī)硬件差異化的重要部件。

“目前，我們公司的傳感器每年的出貨量已經(jīng)超出了幾千萬(wàn)片，全球業(yè)務(wù)增長(zhǎng)幅度近年來(lái)都在40%左右。”總部位于瑞士的深圳盛思銳(Sensirion)公司總經(jīng)理Paul Chia表示，作為全球領(lǐng)先的傳感器制造商，盛思銳公司早在七年前就已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，并向中國(guó)廠商推廣溫濕度傳感器。“我們的產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)主要分三大應(yīng)用：第一是安防監(jiān)控;第二是節(jié)能，普遍應(yīng)用到家電，汽車等領(lǐng)域;第三則是舒適度，主要應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域。”在2009年，盛思銳公司推出了一款當(dāng)時(shí)世界上最小的數(shù)字濕度和溫度傳感器——SHT21，引起市場(chǎng)廣泛關(guān)注。

一直以來(lái)，盛思銳在推廣溫濕度傳感器的過(guò)程中，都非常注重于宣傳舒適度概念。“之前的客戶只有溫度的概念，而沒(méi)有濕度概念。其實(shí)相對(duì)濕度是與溫度密切相關(guān)的，只有對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)的濕度和溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，才能保證相對(duì)濕度的準(zhǔn)確性。”Paul Chia表示，人體對(duì)空氣濕度的舒適感應(yīng)空間較窄，因此需要通過(guò)感應(yīng)器來(lái)感知濕度，隨時(shí)補(bǔ)充或降低水分。

在2009年，盛思銳公司推出了一款當(dāng)時(shí)世界上最小的數(shù)字濕度和溫度傳感器—SHT21，引起市場(chǎng)廣泛關(guān)注。

盛思銳是業(yè)內(nèi)第一家將溫、濕度傳感器集成到一起的廠商。“我們不僅僅是提供一個(gè)感應(yīng)器，而是把溫度補(bǔ)償和標(biāo)定數(shù)據(jù)都集成在一個(gè)電路里面。我們的溫濕度傳感器在出廠前都經(jīng)過(guò)完全標(biāo)定，客戶只需將其跟單片機(jī)通訊就可以直接采集到數(shù)據(jù)。”據(jù)介紹，溫濕度傳感器作為電子技術(shù)和物理化學(xué)原理的復(fù)合技術(shù)，硬件因素只占其中50%，另一個(gè)重要因素則是標(biāo)定。如果要保證測(cè)出來(lái)的值是準(zhǔn)確的，則需要保證每次檢測(cè)的標(biāo)定值永遠(yuǎn)在一個(gè)固定范圍內(nèi)，這是非常難做到的。一般來(lái)說(shuō)，由于標(biāo)定需要大量的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試，只有產(chǎn)品出貨量越大，產(chǎn)品穩(wěn)定性才會(huì)越好。“由于一些小型IC廠商出貨量較小，所以很難保證測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度”。

據(jù)了解，溫濕度感應(yīng)器目前主要分為電阻式、電容式兩種，相對(duì)來(lái)說(shuō)電容式的精準(zhǔn)度比較好，感應(yīng)速度非?？?，但是在水分的侵蝕下容易氧化。由于盛思銳采用了獨(dú)特的的電極分布和鍍膜技術(shù)，使得感應(yīng)器不僅不會(huì)氧化，還能很快吸收水分子。“基本上每一個(gè)廠家的濕度傳感器都存在一個(gè)問(wèn)題，進(jìn)水容易損壞。我們的傳感器在水分蒸發(fā)后可以迅速還原，電阻式傳感器無(wú)法做到這一點(diǎn)。”

針對(duì)手機(jī)市場(chǎng)，應(yīng)用匱乏成普及最大阻礙

Paul Chia認(rèn)為，未來(lái)的傳感器市場(chǎng)尤其是在消費(fèi)電子及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域擁有廣闊前景。當(dāng)然在具體應(yīng)用中，也面臨一些需要解決的問(wèn)題，“物聯(lián)網(wǎng)方面，客戶希望一塊紐扣電池可以為傳感器供電達(dá)4年之久，另外多種傳感器的組網(wǎng)和無(wú)線傳輸方式也是一個(gè)問(wèn)題。”但在手機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)推廣過(guò)程中，Paul Chia意識(shí)到，阻礙智能手機(jī)廠商采用溫濕度傳感器的主要原因，可能并非來(lái)自傳感器本身。

“我們的產(chǎn)品能提供溫濕度參數(shù)，但是怎樣使其轉(zhuǎn)化為手機(jī)用戶的有利信息?”在日本，針對(duì)溫濕度傳感器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)已經(jīng)走在了前列。盛思銳的溫濕度傳感器已被應(yīng)用于日本某知名品牌手機(jī)當(dāng)中。筆者猜測(cè)，相關(guān)數(shù)據(jù)可能會(huì)被NTT、DOCOMO等運(yùn)營(yíng)商賣給氣象臺(tái)或商家來(lái)進(jìn)行分析。在中國(guó)，包括海爾、聯(lián)想在內(nèi)的手機(jī)廠商也開(kāi)始了一些嘗試，針對(duì)農(nóng)村市場(chǎng)已經(jīng)推出了可以顯示溫濕度的手機(jī)，可以幫助農(nóng)民更便捷地了解氣候變化。“未來(lái)我們還可能在一些針對(duì)老人的手持設(shè)備中加入溫濕度傳感器，提醒他們及時(shí)補(bǔ)充水分和調(diào)節(jié)空間溫濕度。”

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，溫濕度傳感器的傳統(tǒng)應(yīng)用是天氣預(yù)報(bào)以及室內(nèi)監(jiān)測(cè)，例如盛思銳三年前在香港做的“weather station”，通過(guò)一個(gè)顯示屏顯示日期、時(shí)間、溫度和濕度。手機(jī)中如果僅僅集成這種應(yīng)用，消費(fèi)者是否愿意為增加的成本買單?

“在接觸國(guó)內(nèi)手機(jī)客戶的過(guò)程中，他們對(duì)我們的產(chǎn)品其實(shí)很看好，唯一的疑問(wèn)是手機(jī)還缺少相關(guān)應(yīng)用。很遺憾的是，如果沒(méi)有大型國(guó)際品牌手機(jī)廠商先使用，國(guó)內(nèi)二、三線手機(jī)廠是不會(huì)貿(mào)然嘗試的。”Paul Chia透露，近段時(shí)間他基本上遍訪了國(guó)內(nèi)排名前十位的智能手機(jī)廠商及IDH公司，但是最終還是確定先與日韓和歐美的幾家國(guó)際品牌廠商開(kāi)始合作。他同時(shí)表示，隨著Windows 8、Android 4.0增加了對(duì)于溫濕度傳感器的API支持，相關(guān)的第三方應(yīng)用開(kāi)發(fā)者將可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)大量的應(yīng)用軟件。而一旦幾家國(guó)際公司率先應(yīng)用，將很快在國(guó)內(nèi)形成更加完善的生態(tài)系統(tǒng)。

當(dāng)然，如果要針對(duì)中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)，成本是不得不考慮的一個(gè)因素，目前溫濕度傳感器在成本上仍然過(guò)高。“我們也意識(shí)到手機(jī)行業(yè)很多時(shí)候‘興奮點(diǎn)’在1美金以下，而目前業(yè)界同樣產(chǎn)品的價(jià)格還達(dá)不到興奮點(diǎn)，所以我們也在研發(fā)一些體積較小、功耗較小、成本較低的產(chǎn)品。”Paul Chia表示，用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品上的傳感器精度可能并不需要達(dá)到那么高，他認(rèn)為5%濕度精度、0.5℃溫度精度已經(jīng)可以滿足客戶需求。隨著傳感器價(jià)格的持續(xù)降低，相信未來(lái)不只是高端手機(jī)，包括中、低端的智能手機(jī)都會(huì)考慮加入這一功能。

從應(yīng)用層面來(lái)看，與手機(jī)行業(yè)相比物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對(duì)于傳感器的要求似乎更加迫切。“物聯(lián)網(wǎng)是我們重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，我們現(xiàn)在跟全國(guó)的倉(cāng)儲(chǔ)物流中心有交流，未來(lái)將針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、物流監(jiān)控等領(lǐng)域推廣我們的溫濕度傳感器。”Paul Chia表示，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，與歐美相比中國(guó)的食品運(yùn)輸缺乏監(jiān)控措施，采用溫濕度傳感器對(duì)運(yùn)輸中的食品進(jìn)行監(jiān)控可以有效幫助降低食品運(yùn)輸中的損失。也許在不久的將來(lái)，只需要?jiǎng)觿?dòng)手指，通過(guò)手機(jī)或電腦即可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。

除此之外，溫濕度傳感器未來(lái)還將廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、氣象、海洋、環(huán)境、林業(yè)、水利、電力、科研等領(lǐng)域。

“我們意識(shí)到，中國(guó)是一個(gè)很特殊的市場(chǎng)，可能歐美市場(chǎng)的許多應(yīng)用在這里并不適用，而很多針對(duì)本土的應(yīng)用我們還沒(méi)發(fā)現(xiàn)。”Paul Chia表示，盛思銳未來(lái)將進(jìn)一步開(kāi)拓代理渠道，以滿足中國(guó)市場(chǎng)的特殊需求。