過去幾年健康領域消費類電子產品的銷量數據統(tǒng)計表明，不管是否受到疫情的影響，人們對于身體健康的關注度越來越高。

根據ABI的市場調研了解到，在未來8到10年內，市場對于安裝Home Healthcare（居家場景下的健康管理）產品的需求會非常高，2022年預計大概有2千萬臺，到未來10年后，也就是2030年，就會超過1.8億臺。這也反映出一個事實，人們對自身健康狀況非常關注，而現在隨著科技的發(fā)展，可以通過很多傳感器收集生命體征數據，并將其轉化成讓自身以及家人都能看懂的結果。

行業(yè)需求推動著智慧健康產業(yè)的蓬勃發(fā)展。在AIoT智慧產業(yè)鏈中，上游芯片是整個生態(tài)發(fā)展的基石，產品創(chuàng)新靈感和升級的落地源頭。傳感器作為智能終端信息采集的重要部件，通常開發(fā)新產品會從頭部半導體供應鏈廠商尋找參考。英飛凌作為全球領先的半導體與傳感器公司之一，在智慧健康領域會有哪些“凌”感可發(fā)掘呢？

英飛凌在傳感器方面有著多年的開發(fā)經驗，具備多種傳感器研發(fā)體系，其通過模擬人體的各種感官，比如說視覺、味覺、聽覺等，從而模擬出實際環(huán)境并進行感應。

以前在醫(yī)療以及健康監(jiān)測領域內，有很多專業(yè)的傳感器應用于專業(yè)級健康醫(yī)療設備中。由于英飛凌傳感器在封裝、尺寸、成本，以及技術上的優(yōu)勢，可將其在工業(yè)上的應用拓展到消費類的電子產品。

比如在可穿戴設備中，以前大家通過智能手表來測量呼吸、心率或者步數等?，F在也可以通過其它的載體實現測量，比如眼鏡、戒指，或者IoT設備等，并且這些設備也不一定要與身體接觸，某些只需放在室內空間或者智能家居中即可測量，所以載體的類型已經從穿戴式轉移到家居或者室內空間中。

值此我們從英飛凌的幾款毫米波雷達（mmWave radar sensors）、3D ToF飛行時間傳感器、CO₂傳感器，一起來發(fā)掘智慧健康新“凌”感。

【雷達傳感器】

毫米波雷達的功能和特性十分強大，隨著毫米波雷達技術的不斷成熟及大規(guī)模量產化，雷達逐漸從軍工、工業(yè)、汽車等行業(yè)，發(fā)展到醫(yī)療、家居、消費電子等市場，其可以感知到任何微小的移動，包括呼吸時胸腔微小的位移，并由此可以做一些生命體征的監(jiān)測，甚至它也可以利用“存在感測”激發(fā)一些裝置系統(tǒng)，去感知它的距離、位置、速度、角度等數據信息，之后進一步利用算法可以實現呼吸、心跳、手勢、追蹤人等各方面的應用。

早在2016年英飛凌有了應用在谷歌Pixel 4雷達傳感產品，實現手勢偵測等功能。經過多年發(fā)展今年新推出兩種毫米波雷達（BGT60LTR11AIP 和 BGT60TR13C ），基本上可以涵蓋很多使用的場景，從簡單的移動偵測到更高級的感測，提供給行業(yè)不一樣的解決方案。

【BGT60LTR11AIP】

BGT60LTR11AIP是一款基于毫米波多普勒效應的高集成度雷達傳感器，芯片尺寸約3×7毫米，一發(fā)一收架構，集成基帶，并采用集成天線封裝技術。在自動模式下，雷達可以探測到距離5米遠的人，水平的視角約80度，平均功耗小于5 mW（與紅外方案比較，此毫米波更敏感，誤報率更低，會大幅提升使用者的體驗）。在SPI的模式下，外部的MCU或者PC可以提取原始的雷達數據，用于已經開發(fā)的自定算法。利用此方式，偵測的距離可以增加到遠達10米。

【BGT60TR13C】

  BGT60TR13C的硬件架構有別于 BGT60LTR11AIP, 是一發(fā)三收的 MMIC，并同樣采用集成天線封裝技術（AIP），尺寸為6.5×5mm，使用時平均功耗大約是20-30mW左右，使用的頻寬大于5GHz以上，解析度可以大約達到3cm。

由于是多發(fā)多收架構，它也可以提取角度信息資料，利用一些不一樣的高級算法開發(fā)，來實現手勢辨識、室內人員的存在感知、追蹤,生命體征監(jiān)測、睡眠、跌倒、呼吸、心跳監(jiān)測等功能，以上功能可以運用在多種場景中，包含智慧建筑、智能家居、TV、筆記本以及老人看護等方面。

   60GHz毫米波雷達的波長相對較短，容易偵測到人體微小幅度的動作，也很容易應用于訊號的分析，芯片已通過了FCC認證。國內外都已有不少方案商、終端廠商的產品應用在醫(yī)療、康養(yǎng)等健康監(jiān)測領域，如清雷、Sleepiz等。

【3D ToF飛行時間傳感器】

近兩年談到智能傳感器，應該都免不了聊到Time-of-Flight（飛行時間）傳感器。在ToF這個領域里面，pmd和英飛凌是行業(yè)先驅。早在2002年，pmd就已經從事這方面的研究。2013年pmd和英飛凌正式合作之前，pmd主要專注在偏向工業(yè)的應用。在2013年中旬英飛凌開始和pmd合作，主要的需求是讓ToF的imager（成像器）尺寸更小、功耗更低，真正將其應用到消費類產品里面。由于英飛凌在CMOS工藝方面有多年的積累，具備良好的技術，所以在2015年宣布推出第一代的ToF imager，稱為REAL 3的成像器。并于2016年的時候推出第二代產品。之后該產品便在基于谷歌Tango標準的聯想手機和華碩手機上實現了量產。到2016年，除了這幾款手機以外，還有一家美國創(chuàng)業(yè)公司Lighthouse研發(fā)的一款家庭機器人，盡管后來這家公司被蘋果收購，但它在當時是非常創(chuàng)新地ToF傳感器用到了家庭智能終端、智能助理的產品中。

2018年推出的ToF第三代產品，于2019年榮獲當年Vision Product of the Year產品獎項，并同時在LG的手機中實現前視Face ID的量產。之后在日本的夏普手機里面實現兩款產品的量產，其主要是應用圖像的增強，對焦和背景虛化的功能，隨后在中國某家頭部的手機廠中，不管是前視還是后視模組都安裝了ToF的應用。

  英飛凌是ToF領域最早的創(chuàng)立者，同時也是在消費類產品里面實現大量量產的廠商。在2021年時推出第六代的產品，其具備更遠距離的檢測（比如說達到10米的距離，可以適應元宇宙的趨勢）以及更加適配AR的應用(包括圖像功能增強的需要和低功耗的需要)。

  英飛凌的ToF是一個高分辨率的ToF，具備幾萬個點至幾十萬個點。在手機上，前視主要是FaceID（人臉識別）和gesture（手勢）判斷，后視的應用目前偏重的是圖像的增強，包括對焦、背景虛化的功能，在未來更有想象空間的就是AR、VR的應用，可以做很多長距離的探測等等。

  ToF還可以應用在各種各樣的領域里面，如汽車上的智能座艙，所謂的Smart in-cabin sensing（駕艙內智能感應），包括檢測駕駛員的Face ID，以及乘客的檢測，比如調整座椅、燈光等。

從智慧健康角度來看，在智能家居/智慧人居場景，如養(yǎng)老院、隔離酒店，ToF可以做跌倒檢測。其原理是在跌倒的時候有一些姿態(tài)的變化，用ToF的好處是可以成一幅圖像（成像不是彩色的，不涉及到隱私）。如用RGB可能會涉及到很多隱私的信息。目前其已有落地的項目應用，并正式實現量產。接下來會期待ToF能夠在健康和其它領域有更多的創(chuàng)新的應用。

【XENSIV^TM PAS CO₂ 傳感器】

憑借MEMS技術的經驗以及領先的地位，英飛凌成功開發(fā)了以光聲光譜技術(PAS) 為基礎的新型二氧化碳傳感器，采用高靈敏度MEMS麥克風檢測傳感器腔內CO₂分子產生的壓力變化。這種檢測方式可以顯著減小CO₂傳感器的尺寸，與市面上一些NDIR CO₂傳感器相比，可以在最終產品中節(jié)省超過75%的空間。

XENSIV^TM PAS CO₂傳感器集成英飛凌自家開發(fā)的光聲傳感器（包含MEMS麥克風、紅外源和光學濾波器）、MCU，以及用于驅動紅外源的MOSFET。其中，集成的MCU將MEMS麥克風的輸出轉換為ppm讀數，并通過串行I2C、UART或PWM接口提供這些讀數。該傳感器的測量范圍從0ppm至32000ppm，精度為±30ppm或讀數的±3%。

由于該傳感器提供可直接讀出的ppm讀數，可實現表面貼裝，并且設計簡單，因而可以快速集成到各種低容量和高容量應用中，如智能家居和樓宇自動化設計、按需求控制的通風系統(tǒng)、空氣凈化器、恒溫器、氣象站和個人助理等。

現如今我們的生活 工作中，從智能穿戴、智能家居、智慧社區(qū)到智慧城市、工業(yè) 、能源、醫(yī)療等，使用共享單車、公交地鐵、掃地機器人、刷臉支付、語音識別、安防監(jiān)控、實時健康等監(jiān)測，AIoT物聯網幾乎已是無處不在。其中，傳感器是物聯網的“起點”，它相當于人類的“五官”，英飛凌XENSIV?傳感器系列產品可以給物聯網工程師/產品經理們持續(xù)帶來豐富的“凌”感創(chuàng)造。

可以預見，擁有“感知、計算、執(zhí)行、連接、安全”AIoT五個核心環(huán)節(jié)完整布局的英飛凌，會持續(xù)用領先、專業(yè)的產品和方案，構筑端到端的一站式物聯網軟硬件解決方案，從而將現實與數字世界完美連接在一起，讓我們的生活更便捷、更安全、更環(huán)保。

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