2022年3-4月蘋果新公開的涉及傳感器應(yīng)用專利

傳感器是信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”，手掌大小的智能手機中就搭載了十余種傳感器，常見的有陀螺儀、光敏、磁場、重力、加速度、定位、指紋、CMOS圖像、霍爾傳感器等。

傳統(tǒng)手機傳感器硬件市場已十分成熟，以科技革新自勉的大廠們自然志不在于此。盡管各廠定位有別，供應(yīng)鏈邏輯與業(yè)務(wù)模式存在差異，但顯而易見的是，手機大廠瞄準(zhǔn)傳感器等先進制造行業(yè)已經(jīng)成為趨勢。

作為通信巨頭的華為，蜂窩基帶芯片和通信設(shè)備排名全球前列，被美國制裁之前消費者業(yè)務(wù)利潤可觀，每年智能設(shè)備全球出貨量數(shù)以億計，擁有龐大ICT基礎(chǔ)設(shè)施和智能終端業(yè)務(wù)的華為對傳感器的需求自然不弱。

2018年末華為在法國設(shè)立傳感器和軟件研發(fā)中心，配備30人專門從事傳感器和軟件的研發(fā)，打造華為的傳感器、執(zhí)行器生態(tài)圈。

2019年智能汽車躍居風(fēng)口，華為在傳感應(yīng)用上也找到了新突破口——智能汽車元部件，華為強調(diào)其意不在做“與客戶搶生意”的造車，而是要To B做智能汽車企業(yè)的供應(yīng)服務(wù)商，研發(fā)制造激光雷達、毫米波雷達、高清攝像頭等智能核心傳感器硬件，以應(yīng)用在ADAS智能駕駛操作系統(tǒng)與MDC自動駕駛云服務(wù)平臺，協(xié)助車企實現(xiàn)擁堵跟車、高速巡航、自動泊車等輔助駕駛乃至自動駕駛功能。這個戰(zhàn)略被華為冠以“爬北坡”之名，用攀登珠穆朗瑪峰最難的路徑之意來表明其研發(fā)決心。

來源：STR Service Centre

毫米波雷達技術(shù)正向4D成像雷達技術(shù)演進，華為在2021年4月發(fā)布具有12個發(fā)射通道24個接受通道大天線陣列的高分辨4D成像雷達，成為當(dāng)時業(yè)界可量產(chǎn)最大陣列毫米波成像雷達。根據(jù)智能駕駛的級別來看，L2水平以上的自動駕駛汽車將應(yīng)用更多的毫米波、激光雷達等傳感器設(shè)備，全球每年近700萬出貨量的新能源汽車將是華為業(yè)績增長的新戰(zhàn)場。

來源：奧迪威招股書

在孟晚舟出席的2021年度業(yè)績會上，華為表示已上市30多款智能汽車零部件，如北汽極狐、長城、哪吒、阿維塔、AITO等品牌搭載了華為的激光雷達。根據(jù)法國市場調(diào)研公司Yole的報告顯示，華為以3%的市場占有率與禾賽科技等多家老牌激光雷達企業(yè)排名第五。

毫米波傳感器之前廣泛應(yīng)用于航天和自動駕駛，華為將其引入智能家居領(lǐng)域。在華為春季發(fā)布會上的這款A(yù)I毫米波人體傳感器，搭載了24Ghz毫米波結(jié)合AI抗干擾技術(shù)實現(xiàn)人體動靜微感知，并排除其他電子設(shè)備的干擾和異動，成為今春全屋智能整體方案的智能創(chuàng)新點。

在可穿戴健康設(shè)備領(lǐng)域，華為運動健康部門與第三方廠商合作，將心率、血氧、睡眠、ECG、血壓、溫度、微創(chuàng)血糖、跌倒檢測等10余類監(jiān)測傳感器陸續(xù)用于手環(huán)、手表等可穿戴設(shè)備之中，配合表帶和自研算法（如TruSeen心率監(jiān)測算法、TruSleep睡眠分期監(jiān)測）實現(xiàn)低誤差測量。

目前華為在國內(nèi)擁有深圳、西安、東莞三個運動健康科學(xué)實驗室，在硬件和算法之外，通過采集數(shù)據(jù)推出“血管健康、動脈硬化風(fēng)險篩查、心臟健康研究”等項目、加上與國內(nèi)知名醫(yī)院合作推出O2O的健康管理方案，獲得了市場的好評。雖然華為受制裁后兜售榮耀業(yè)績下滑，2021年其可穿戴腕帶設(shè)備依然取得全球出貨量第三的成績，有媒體評論，“人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用的新工業(yè)正悄悄支撐著華為度過至暗時刻”。

2022年以來，小米造車勢頭猛漲，在專注車用半導(dǎo)體芯片的研發(fā)同時，持續(xù)投資入股傳感器廠商，今年第一季度就有5家傳感器企業(yè)被小米入股，如漢威科技旗下的斯能達電子、MEMS龍頭企業(yè)矽睿科技、百億估值的速騰聚創(chuàng)等。

在智能手機換機潮時代，小米以“性價比”沖出一條生路，這種風(fēng)格至今延續(xù)在傳感器等硬件產(chǎn)業(yè)——雷軍向其用戶承諾硬件業(yè)務(wù)凈利潤不會超過5%。自2015年起小米發(fā)布了多款平價消費級人體傳感器、門窗傳感器，打入C端市場；另一方面大力扶持生態(tài)鏈企業(yè)，與綠米聯(lián)創(chuàng)、石頭掃地機器人、云米科技等公司保持共產(chǎn)共銷；除了雷軍本人的順為資本之外，又成立極目創(chuàng)投、長江產(chǎn)業(yè)基金兩大項目在上游制造業(yè)大舉入股并購，降低采購成本，打造軟硬件生態(tài)協(xié)同。

小米的傳感器算盤，主要打在智能家居和造車領(lǐng)域。智能家居正從零散家電的智能化，轉(zhuǎn)向全屋智能應(yīng)用時代。一套完備的方案中囊括的溫度、濕度、亮度、暖通、流量、煙霧、水浸傳感器等不勝枚舉，小米也逐漸放棄了Zigbee的傳輸方式，轉(zhuǎn)向BLE和Mesh，以實現(xiàn)多件家居的自動開關(guān)與智能聯(lián)動。

而小米投資的激光雷達企業(yè)，在掃拖地機器人終端上的LDS激光雷達、ToF避障傳感器、物體AI識別傳感器等上可見一斑，據(jù)不完全統(tǒng)計，小米系資本在動力電池及電控、自動駕駛、車載芯片的汽車產(chǎn)業(yè)鏈上投資約40家。相比蘋果造車的一路坎坷，雷軍卻宣布在2024年小米汽車即可大批量生產(chǎn)，顯然激光雷達、毫米波雷達等傳感器也將會是其智能汽車的標(biāo)配。

手機周邊產(chǎn)業(yè)，小米在機身上就投入了相關(guān)的專利研究，如用多個溫度傳感器配合軟件算法以提高手機的散熱性能、疑似無孔化的瀑布全曲屏概念手機、針對曲面屏手機設(shè)計的側(cè)邊指紋傳感器等。在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，小米也開發(fā)了靈弦算法作為其運動健康傳感器的強大支撐。據(jù)IDC統(tǒng)計，2021全年小米可穿戴腕帶設(shè)備和TWS耳機出貨量均躍居全球第二。

小米在AIoT領(lǐng)域的積淀，除了有群雄并起“竹林效應(yīng)”的生態(tài)鏈企業(yè)，也有投資并購看中的硬件龍頭企業(yè)，給小米從上游元件材料到下游客戶服務(wù)帶來多元化操盤的可能，小米也順理成章地順利切入IoT這片萬億藍海。

來源：胡潤中國

胡潤研究院發(fā)布的《胡潤中國10大消費電子企業(yè)》顯示，華為、小米、VIVO、分別以1.1萬億、4340億、1750億占據(jù)榜單三甲?；煊谢ヂ?lián)網(wǎng)、硬件制造、新零售、投資屬性的小米，似乎印證了那句經(jīng)典的廣告詞，不生產(chǎn)傳感器，卻近乎成為了大批量智慧終端所需傳感器的“搬運工”。

OPPO、VIVO兩家算是“同本同源”，業(yè)務(wù)也都專注在手機及周邊產(chǎn)品，OPPO一向以在影像和拍照性能作為主打賣點，直到2019年，OPPO宣布正式布局IoT行業(yè)，這奠定了藍廠在影像傳感器優(yōu)化迭代的基礎(chǔ)。

在全球手機出貨量驟減的環(huán)境下，OPPO也正在開始走上轉(zhuǎn)型道路，最直接的表現(xiàn)是加大投資收購。2021年以前藍廠的投資案例屈指可數(shù)，但在當(dāng)年OPPO就對外進行累積22筆投資，有媒體統(tǒng)計其對外投資也是在先進制造、智能硬件、半導(dǎo)體領(lǐng)域居多，包括光學(xué)領(lǐng)域的麥斯卓微（MEMS馬達）、誠瑞光學(xué)（攝像頭模組光學(xué)方案）等。

來源：烯牛數(shù)據(jù)

OPPO將其轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略命名為“3+N+X”科技躍遷，“3”分別指硬件、軟件和服務(wù)基礎(chǔ)技術(shù)?！癗”是指包括人工智能、安全隱私、多媒體、互聯(lián)互通等數(shù)個能力中心。“X”指差異化技術(shù)，包含影像、閃充和新形態(tài)。在IoT領(lǐng)域，作為后起之秀，OPPO主要聚焦在手機作為入口功能，同時也像小米一樣推出自有的智能設(shè)備終端品牌，以開放的HeyThings IoT平臺協(xié)議與其他終端建設(shè)開放生態(tài)。

相比泛IoT業(yè)務(wù)，“視覺融合”是OPPO的一項核心競爭力，OPPO研發(fā)申請的專利以圖像傳感器為主，如設(shè)計捕光傳感器、ToF傳感器、RGBW傳感器等用于強化手機成像視覺、拍照算法。

2021年OPPO發(fā)布了與索尼聯(lián)合研發(fā)的IMX709圖像傳感器，被認為是OPPO的突破性創(chuàng)新。這款傳感器采用22nm工藝，集成了OPPO自研的RGBW圖像融合單元，加強了CMOS的影像算法，官宣可以做到60%的感光能力提升與35%的噪點降低。OPPO表示其有300名影像工程師參與該項目，并產(chǎn)生了87項技術(shù)專利。

此外，OPPO在UWB空間感知、Lifi光通信、3D虛擬人像技術(shù)、AI眼球控制、AR/VR等也有所布局，這些與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和視覺傳感技術(shù)關(guān)系也十分密切。

再觀OPPO的“兄弟/對手”公司VIVO，除了同步加碼影像光學(xué)傳感器、研發(fā)影像芯片之外，更多注重在TWS耳機和手表等智慧生活領(lǐng)域、Jovi InCar智能車載兩大領(lǐng)域發(fā)力，但相比以上幾家，不論是跨界研制的深度與廣度，還是智能終端的產(chǎn)品數(shù)量都還差些火候，印證了科技領(lǐng)域“一步慢，步步慢”的箴言。

蘋果作為全球頂尖的科技公司，產(chǎn)品自帶流量風(fēng)靡全球，同時憑借創(chuàng)新，其在傳感器的設(shè)計和研發(fā)上一直以“黑科技”著稱。早在2014年移動終端產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期，率先扛起屏下指紋傳感器、智能手表傳感器應(yīng)用的大旗，引領(lǐng)智能手機終端產(chǎn)業(yè)變革，成為許多國內(nèi)用戶心中的“白月光”。

在市場上，蘋果也是全球智能終端最強力的競爭者。據(jù)IDC統(tǒng)計，2020年全球可穿戴設(shè)備出貨量達4.45億臺，2021年全球可穿戴市場規(guī)模約5.78億美元，折合人民幣40億元，蘋果以30%的出貨量霸居榜首。取得如此成績，這與蘋果的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品人文相融合，與蘋果極其強大的全球軟硬件供應(yīng)商密不可分。

蘋果在傳感器領(lǐng)域的布局，主要是圍繞手機及周邊硬件，除了Mac三件套之外，蘋果的傳感器集成技術(shù)多應(yīng)用在Airpods 、Apple Car 、AR/MR頭盔等消費電子產(chǎn)品中，涉及CMOS影像傳感器、運動健康檢測傳感器、生物識別傳感器、自動駕駛車載傳感器等多個領(lǐng)域。

在運動健康領(lǐng)域，蘋果Health健康團隊擁有近1000名員工，蘋果的Apple Watch等可穿戴設(shè)備傳感器均由該部門研發(fā)。2015年第一代產(chǎn)品中就搭載了光學(xué)心率傳感器、此后陸續(xù)加入了GPS傳感器、氣壓傳感器、ECG心電、跌倒檢測、SpO2血氧檢測等傳感器。

最新消息稱，蘋果在血壓和血糖監(jiān)測方面遇到開發(fā)問題，對于血壓檢測，研發(fā)人員希望在可穿戴設(shè)備上不僅能提供收縮壓與舒張壓讀數(shù)監(jiān)測，還要具備高血壓告知功能。他們致力于開發(fā)一種可以確定用戶是否患有高血壓的精準(zhǔn)傳感器，但因為測試準(zhǔn)確性問題一直被擱置。

此外蘋果也計劃將健康傳感器用于TWS耳機之中，提出“傳感器觸合”的概念，一份蘋果早年專利也顯示可以把一套健康監(jiān)測設(shè)備安裝在耳機中，通過嵌入式活動傳感器取得溫度、汗液、心率等數(shù)據(jù)。面對日益競爭激烈的TWS耳機市場，蘋果試圖在追求音質(zhì)、降噪等市面競品中以健康功能再次越級。

在車載領(lǐng)域，蘋果高度重視智能網(wǎng)聯(lián)車的感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)與通信系統(tǒng)，截止2020年，蘋果公司有自動駕駛專利180件，從各技術(shù)分支布局看，傳感器相關(guān)專利53件。

雖然已有搭載蘋果自動駕駛軟件的其他廠汽車在加州公路上巡航測試，但Apple car尚未有確切信息是主攻自動駕駛整車還是技術(shù)平臺，據(jù)傳蘋果與4家激光雷達供應(yīng)商開展了合作，想要將激光雷達傳感器改進得更微型、更便宜、更容易量產(chǎn)。

手機+周邊，軟硬件一體的玩法正逐漸成為手機廠商主流。華米OVA幾大廠商都在打造其硬件終端生態(tài)，“黑電、白電、可穿戴”似乎成為標(biāo)配，華米果三家作為早期玩家，擁有技術(shù)和生態(tài)鏈優(yōu)勢，市場占有率自然也較高，OV兩家作為以手機中心探索轉(zhuǎn)型產(chǎn)品，優(yōu)先完善生態(tài)也有潛在市場。日漸智能化、微型化、互聯(lián)化的消費電子市場，給物聯(lián)網(wǎng)通信模組、制程芯片、傳感器升級提供了施展拳腳的廣泛空間。

同時，我們也能看到，華米OV等國產(chǎn)手機廠商，能與國際老牌電子企業(yè)爭雄，能在全球移動通信終端市場脫穎而出，背后是智慧制造政策和國產(chǎn)替代的政策利好，是無數(shù)研發(fā)人員的兢兢業(yè)業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈的精工細琢，大廠們能有今日之成就，離不開傳感器行業(yè)微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化帶來的降本提效，離不開Wi-FI、BLE、NB-IoT、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等無源通信技術(shù)的快速迭代，離不開國產(chǎn)半導(dǎo)體通信芯片、處理器芯片越發(fā)強大的集成能力。

手機大廠生態(tài)轉(zhuǎn)型，業(yè)務(wù)正從消費端延伸至產(chǎn)業(yè)端，從新零售走向先進制造，給IoT行業(yè)帶來大量出貨增長空間、龐大資金支持和潛在人才輸送，在IoT化趨勢之下，無論是消費物聯(lián)網(wǎng)，亦或是產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)中上游產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)細分市場正迎東風(fēng)。

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參考資料：

1、虎嗅APP，華為年報的最大亮點，不是孟晚舟

2、澎湃新聞，OPPO公布“3+N+X”戰(zhàn)略，陳明永定調(diào)致善式創(chuàng)新

3、投資界.MEMS咨詢等投融資快訊

4、元氣資本，OPPO投資版圖：2021年的重大轉(zhuǎn)折