【大咖开讲】创芯海微赵柱：红外测温在智能穿戴中的应用

主讲人：创芯海微市场总监赵柱

江苏创芯海微科技有限公司HINOVAIC于2021年12月8日出席了在深圳由潮电智库、旭日大数据联合举办举办的智能手表领袖峰会。公司市场总监赵柱在8日进行的专场讲座上进行了主题为《红外测温在智能穿戴中的应用》的精彩演讲。

峰会介绍

12月8日，由旭日大数据举办的《第三届可穿戴健康监测产业峰会/潮涌国产芯TWS创变全球》技术峰会，在深圳深铁皇冠假日酒店圆满举办。会议上，金亿帝、龙旗、安盟智能、原相科技、创芯海微、惠诚、卫和医学、印度boat、芯翰半导体、瑞勤电子、安声科技、昇生微、瀛通通讯、杭州国芯、兆易创新、智听科技等企业齐聚一堂，上午探讨智能手表，下午探讨TWS发展大方向。

本次讲座创芯海微主要从以下几个层面展开：

一
市场现状

纵观近年来的整个行业，“物联网”这一名词不断被人们提及，组成这个庞大传感层网络则需要依靠一颗颗的传感器来实现，就像人体的神经网络，遍布着无数的神经突触，采集信息，传输信息，最后再由中枢进行信息处理，正是传感器实现了“物联网”从书本走进生活，由概念变为实际。

随着近几年，人工智能、物联网、5G的成熟和发展，传感器的市场需求也呈现爆发式增长。其中红外传感器作为一种可以感知测量物体辐射量的器件，实现了温度检测的功能。其中小到去年疫情大显身手的额温枪单点红外传感器，大到军工、国防上广泛应用的红外成像技术都属于红外传感器的专业类别。

目前国内红外传感器的市场还没有迎来“井喷式”的增长，究其原因有两点：第一是红外传感器应用在过去没有爆发式的拐点；第二点就是做这个行业的之前在性能、指标、稳定性上，跟海外比还有很大的差距。

二
产业链与竞争格局

随着IoT产业快速发展，智能穿戴时代和万物互联AIoT新时代的前景无限，我们不会再单一的依赖手机，手机+智能眼镜+智能手表+TWS将构建全新的智能穿戴时代，其市场规模将放大至20万亿元。

由于健康，医疗，互联网玩家的加入，全球智能手表市场发展将再次迎来全新的市场风口，市场出货量突破十亿大关将指日可待，智能手表也将由此迈向生态圈融合和内容融合的3.0时代。

TWS作为目前声学领域发展最为迅速的产品，呈现几何增长，产品覆盖全球。潮电智库预计，2021年全球TWS出货量在5.9亿对，增速放缓至28%。这不仅仅是白牌市场的萎缩，还意味着洗牌期的开始，也是更多新型传感器的入场时机。

三
创芯海微在可穿戴设备应用中的探究

回归我们今天的主题，提到红外传感器，最耳熟能详的应用当属于额温枪，实际上市场不止额温枪，包括家电、手机、办公设备等市场领域都对非接触红外测温传感器有大量需求，但国内企业一直没有做好，导致主要市场还是被海外品牌垄断，国内企业市场占比很小。

手表测温的功能其实一直都有，以往的技术是在表盘底下添加一片亲肤金属，通过金属和皮肤接触实现测温。这一方法的问题是精度比较低、响应速度比较慢，把这个传感器用在可穿戴设备上，并不能很准确的反应人体的温度。而现在红外传感器的出现，正针对这一痛点，通过不接触人体皮肤的方式，实现快速稳定高精度的人体温度测试，满足市场需求。

我们团队最开始着手测温方案的时候，除了进行体温测试，还进行了两项加载测试。其中一项是在烧水壶，把水壶烧到100度，把手表贴近去测，在2-3s的时间内就达到了97、98度；然后又使用冰袋，把手表贴近，在2-3s的时间内又迅速测到冰袋的温度是2、3度，测温响应速率客户非常满意。我们团队了解到这个行业也有其他公司在做，但目前对比来看我们的产品具备明显优势。研发中，我们团队持续跟进硬件、软件的双向设计，在传感器出厂的时完成标定，把整个标定的算法通过封装的函数库，提供给客户直接调用，极大减少了客户应用的难度。

最后，我们团队也进行了多工况性能的测试，不仅针对产品进行大量的深度标定和测试，而且同时关注器件的生产工艺。根据产品的特性，每一类产品度会相应提取热模型参数，封装到我们的库里，针对不同客户的需求，直接区别调用。以上就是我们团队的探究过程，基于目前的工作已有多家客户与我司建立了合作关系。

四
创芯海微在红外热电堆芯片中的巧思

我司已在红外传感器领域已深耕10多年，在芯片研发上，我们做了三方面的改进：第一，持续优化MEMS热电堆红外传感器的器件结构；第二，在器件中集成了宽光谱高吸收的纳米森林结构；第三，在片内集成了性能和一致性的自测试功能。通过这三方面的工作，我们降低了噪声，大幅提升了响应率、探测率、稳定性和一致性！

作为一家以芯片研发技术为核心的企业，我们在“纳米森林”方面做了很深入的研究，也申请了很多专利。“纳米森林”简单来说就是在晶圆表面通过自研的工艺技术，形成大面积的一维有序纳米结构，通过控制纳米结构的生长速度、高度、尺寸，可实现宽谱高吸收的有益效果。通过将“纳米森林”与MEMS红外传感器的原位集成，显著提高了器件性能，比传统结构上至少高出35%。

五
创芯海微公司简介

创芯海微是一家MEMS传感器创新型科技企业，专注于MEMS红外传感器、温湿度传感器、麦克风等传感器的研发、生产与应用设计服务。通过对工艺、器件结构及应用材料的深入研究，多物理场耦合模型建立，创新性地应用于各类传感器的产品研发。

公司产品主要包括热电堆红外传感器裸芯片、TO及SMD封装产品、模组和阵列产品等，主要应用于人体测温（耳温枪和额温枪等）、工业测温、智能家居（空调、微波炉等）、可穿戴（智能手环、智能手表等）、智能手机、安保监测等领域。此外，红外焦平面阵列、湿度传感器、气体传感器等产品也即将推向市场。公司在新冠疫情期间推出热电堆传感器W-TRS-5.5，凭借探测率高、响应时间快等优势，广泛应用于额温枪、耳温枪等抗疫设备。

六
创芯海微公司优势

第一是人才。团队发起人陈大鹏，是国家MEMS专家组成员，享受国务院特殊津贴，获得过包括国家技术发明二等奖在内的一系列荣誉；团队发起人毛海央，中国科学院微电子研究所研究员，长期从事微纳传感技术、CMOS-MEMS工艺和微纳传感器研究，承担国家级、省部级项目15项。研发团队其他成员也多来自国内知名高科技企业和顶尖科研院所，研发背景和实力非常雄厚。我们已深耕红外技术十余年，获得相关专利证书数十项，研发团队硕士以上学历占比70%，博士占比30%。

第二是双方向的共同发力。我们团队目前分为无锡团队和北京团队，其中无锡团队专注于芯片、传感器的设计、研发、生产、测试等工作；北京团队负责产品的应用以及解决方案，进行传感器的产品化，对接不同的客户需求，结合客户实际情况迅速扶客户上马，快速进行方案落地。

第三是产能。由于红外传感器市场的迅速扩张，芯片的产能也是市场推动速度的关键点，我们团队目前在北京依托于一条8寸晶圆代工线，极限产能可达到日均50w颗芯片。在2020年疫情初期，曾用45天的时间响应了市场2000w额温枪芯片的需求；其次，即将在无锡落地一条新的8寸MEMS传感器代工线，预计2022年7月通线流片，因此对于市场的需求我们团队可进行充分的消化和保障。