众多MEMS和传感器初创公司掘金物联网 生物医疗和边缘AI受热捧

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物联网正一步步从梦想成为现实,人、车、建筑和城市万物互联。据著名市场咨询公司麦肯锡(McKinsey)预测,到2025年,物联网经济的全球影响每年最少将在4万亿美元——11万亿美元之间。其中,MEMS和传感器是物联网的感知层,是必不可少的基础组成每段。越来越,MEMS和传感器产业咋样在物联网大潮中分得更大的蛋糕?答案之一在于潜力巨大的MEMS和传感器初创公司。

据麦姆斯咨询报道,2019年的MEMS与传感器高峰会议(MSEC)由SEMI在美国加州科罗纳多岛(Coronado Island, Calif.)举办,这是该领域每年一度不容错过的行业盛会,吸引了产业众多推动者和创新力量一同为产业把脉。在为期多日 的会议上,与会者进行了热烈的讨论和交流,Technology Showcase突出了最新的MEMS和传感器技术及应用,评选出了6家快速成长且极具前景的MEMS和传感器初创公司,包括DNA搜索引擎,用于自动驾驶汽车的4D激光雷达(LiDAR),以及医疗保健应用的可穿戴生物传感器。

Biolinq——MEMS微阵列血糖监测

目前,大每段糖尿病患者大多通过指尖采血,使用血糖仪或连续血糖监测仪(GCM)来测量血糖。Biolinq开发了有某种MEMS微阵列传感器技术,该技术可作为有某种维持多日 的皮肤贴剂使用,也能在不接触血液的情况汇报下传输用户的代谢化学物质。它可不也能评估患者的红心红心红心红心红心葡萄糖水平、变化趋势以及食物或运动对血糖的影响。Biolinq首席技术官Joshua Windmiller说:“我确信这是当前侵入性最小的血糖监测方案,一同,可不也能实时提取临床级信息。”

据麦姆斯咨询介绍,这款医疗器械由Biolinq开发的MEMS微传感器阵列、带有精密电化学模拟前端的印刷电路板、32位微控制单元(MCU)以及一块电池组成。监测数据可不也能传输到苹果手机机iOS系统的相关应用APP。与植入式系统不同,Windmiller解释说,这俩 微传感器阵列可不也能监测真皮中的间隙液,这俩 间隙液仅处在于皮肤下方约一毫米的位置。据Biolinq称,这俩 基于MEMS的无针GCM有望详细替代指尖采血方案。

Windmiller说:“有人有人有人 产品的优势是佩戴随心所欲,冲浪、跑步都越来越问提,它密封带性很好,不限于任何活动。”Biolinq的目标是凭借其可穿戴传感器贴片来重塑GCM用户体验。

这款传感器尺寸小巧(最少最少一枚硬币大小),且应用时毫无痛感。不过,为那此佩戴时间不可不也能超过多日 呢?

Windmiller宣布说:“该设备与人体连接,其中具有生物识别元素。有人有人有人 设定为多日 ,是过后连续贴附一周后用户会确实它很痒。”

另外,为那此要使用锂电池,而算是寻找有某种能量架构设计 土办法来为这俩 一次性器械供电呢?

Windmiller解释称,公司正在探索什么都化学电池方案,并透露其博士学位研究的正是生物燃料电池项目,也能在生理体液中架构设计 红心红心红心红心红心葡萄糖。

Windmiller总结称,Biolinq的MEMS传感器阵列应用不仅限于红心红心红心红心红心葡萄糖。“在人体真皮中还带有多种什么都代谢产物和电解质。其中什么都在运动生理和营养学方面具有广泛意义。”

Biolinq于2012年在加州拉霍亚(La Jolla, Calif.)成立,当时名为Electrozyme LLC,现在过后成功完成了两项FDA批准所需用的临床试验。Biolinq过后完成50美元A轮融资,目前拥有25名员工。

Motus Global——基于MEMS IMU的运动管理

最近发表在《美国运动医学杂志》上的一项研究显示,在另一个多精心组织的长距离抛投项目研究中,棒球投手意识的发力与实际测得的力暂且一致。在实验中,六十名男性高中和大学棒球投手在其紧身护臂中佩戴了Motus Global传感器,该传感器也能测量肘内翻扭矩、手臂高度、出手位置和肩膀旋转。

Motus Global生物力学与创新副总裁Benjamin Hansen介绍称,Motus Global成立于2010年,致力于开发最大程度提高运动表现并降低受伤风险的MEMS处里方案。

Motus Global推出的MotusThrow是美国职业棒球大联盟(MLB)首次批准比赛中使用的6轴高动态范围惯性测量单元(IMU),它可不也能记录练习和比赛中每一次投掷的生物力学数据。它可不也能计算棒球投球期间尺侧副韧带(UCL)上的扭矩。

Motus Global开发的生物力学运动负荷监控软件平台,可不也能累计日常运动负荷、剧烈运动负荷、长期运动负荷及其比率,以帮助球员和教练制定个性化的训练策略,优化体能并降低投掷者手臂受伤的风险。

Motus Global基于MEMS的IMU(包括三轴陀螺仪和三轴加高度计)也过后应用于一款FDA一级医疗器械中。这是有某种旨在缓解膝盖骨关节炎的护膝。它也能对步态生物力学进行重复提取,并可不也能针对膝关节预康复活动和康复应用进行远程家庭锻炼。

当谈及Motus Global的传感技术算是可不也能分析芭蕾舞者的双脚负重时,Hansen的回答是肯定的,可是我“有人有人有人 更专注于复杂性的运动负荷管理”,这俩棒球或板球等。

Motus Global总部处在纽约,据称其2019年的营收过后超过50万美元,预计2020年将创造超过230万美元的营收。该公司计划在2021年第二季度实现盈利。

Cardea Bio——石墨烯场效应生物传感器

无论有人有人有人 想知道那此,用谷歌过后百度搜索一下即可。越来越,有人有人有人 可不也能对当事人的基因组进行谷歌搜索,并掌握有关自身遗传学的特定信息呢?这可是我总部处在加州的Cardea Bio所投身的事业,什么都公司也过后付诸努力。

Cardea Bio联合创始人兼首席生产官Ross Bundy说:“有人有人有人 要做的是将生物学和数字世界融合为另一个多生态系统,有人有人有人 称之为生物学互联网。”Cardea Bio开发了有某种石墨烯场效应生物传感器,该传感器也能将生物分子整合到电子电路中,从而读出其生物化学函数。Bundy说,这为应用生物学打开了新大门,这俩食品质量控制、农业、药物检测和兽医学等。另一个多例子便是最近发布的Genome Sensor,它是有某种基于CRISPR芯片技术运行的DNA搜索引擎,用于编辑基因组并方便用户“搜索有人有人有人 的基因组”。

“谁都可不也能很方便地使用它,”Bundy说,“将样本放入芯片上,可是我插入计算机,便可得到结果。可不也能不做任何修饰就能想看 基因组带算是处在相关序列。CRISPR芯片还仅是其带有某种应用,随着有人有人有人 将更多生物学信息引入系统,还可不也能开拓更多的应用。”

当被问及算是可不也能支持氢气时,Bundy表示Cardea Bio可不也能“对此进行修改,但有人有人有人 的大每段努力算是围绕氢气样本的。有人有人有人 暂时还越来越发现它不适用的生物学应用。”

自成立以来的5年多时间里,Cardea Bio付出了巨大的努力,以确保其石墨烯材料(以导电性和阳物相容性著称)也能适应MEMS代工厂要求。“有人有人有人 与MEMS代工厂Rogue Valley Microdevices一同相互企业合作,花费了极少量时间和努力来取舍 质量、工艺类型甚至封装。”

Cardea Bio起初名为Nanomedical Diagnostics,过后完成了对CRISPR芯片创建者Nanosens Innovations的并购。这使Cardea Bio也能打造其“生物晶体管”的先进DNA版本,过后通常不可不也能应用于蛋白质。Bundy说,Cardea Bio过后在“赚钱”,可是我“有人有人有人 还在投入极少量的研发,可是我有人有人有人 还越来越盈利。”目前正在生产一万颗芯片,有超过75家公司要求将Cardea Bio的技术集成到有人有人有人 的产品中。

Cardea Bio总部处在圣地亚哥,目前拥有25名雇员。

TetraVue——4D激光雷达(LiDAR)

安全,始终是自动驾驶的关键。无论障碍物是岩石、动物、自行车还是儿童,车辆都需用也能及时探测出它们几时过后危及道路安全。TetraVue首席执行官Paul Banks说,有人有人有人 生活在3D世界中,TetraVue的光学飞行时间(oTOF)技术可不也能利用2D CMOS图像传感器并为每个像素增加高度信息,以捕捉高分辨率3D图像。

据麦姆斯咨询此前报道,TetraVue采用了不同业界主流的激光雷达(LiDAR)方案。它越来越将激光作为光束或阵列来使用,可是我用激光来照明整个视场(最高每秒三十帧以捕捉详细运动)。据此,TetraVue打造了有某种固态闪光(Flash)激光雷达处里方案,其处里方案也能捕捉视场内每个像素的距离和高度。

TetraVue声称其固态高清摄像头可不也能每秒捕捉5000万个点,可是我无论室内外都可不也能在长达50米的距离处捕获运动和高度。

TetraVue成立于508年,总部处在加州,TetraVue得到了科技巨头科磊(KLA Tencor)、泛林(Lam Research)、博世风险投资(Robert Bosch Venture Capital)、三星催化基金(Samsung Catalyst Fund)和Nautilus Ventures的支持。

Syntiant——边缘人工智能(AI)

物联网过后进入有人有人有人 的日常生活。从有人有人有人 的家到汽车再到办公室,付近过后被各种智能设备环绕,它们可不也能帮助有人有人有人 管理各种重要事项。Syntiant首席技术官Jeremy Holleman说:“所有那此智能设备每天都需用做出无数个决策,而高度学习提供了有某种工具集,可不也能获得相比传统基于人类直觉更好的决定。有人有人有人 认为,设备端的智能化才是未来趋势。”

Syntiant首席技术官Jeremy Holleman

Holleman介绍说,本地化决策具有什么都优势,“首先便是隐私性,有人有人有人 暂且再将数据发送到云端;其次是可靠性,过后决策过程中执行的环节减少了;另外还有响应性,过后越来越了和云端传输数据的延迟。”可是我,高度学习需用极少量的计算。决策的身前是极少量的数学运算,而MCU等传统计算机架构往往难以应对那此高计算量。

Syntiant开发的定制AI芯片NDP50内嵌神经网络,可不也能在越来越网络连接的情况汇报下为电池供电型设备提供边缘计算。它支持64种类别,即64种不同的词、手势以及超过50万个参数,为基于传感器的应用提供了大规模并行计算。NDP50可不也能集成到多种语音和音频设备中,可是我,最近还通过了亚马逊(Amazon)的Alexa认证。

NDP50的尺寸几乎不可不也能硬币上亚伯拉罕·林肯(Abraham Lincoln)的鼻子越来越大,连续识别运行时的能耗约为140 µJ。NPD50和什么都现有技术对比,Syntiant声称在能耗方面它比典型的微控制器改善了近50倍。Holleman说:“相比意法半导体(STMicroelectronics)的STM32L476 ARM Cortex-M4 MCU在进行唤醒词监测时的500 µJ,NPD50仅需用约3.4 µJ。有人有人有人 还也能支持每秒50帧,而MCU不可不也能支持每秒5帧。这主要源于,跟具有通用目的计算平台的存储系统线程池池架构相比,NPD50具有专用的内置数据路径。

Syntiant于2017年在加州橘郡(Orange County, Calif.)成立,据称已有“多家客户”,并已从微软(Microsoft)投资部门M12、亚马逊的Alexa基金、Applied Ventures、英特尔资本(Intel Capital)、摩托罗拉风险投资(Motorola Ventures)和博世风险投资(Robert Bosch Venture Capital)等投资方获得超过50万美元的融资。该公司于2019年上多日 将其第一批芯片投入了限量生产,现在正在“产能爬坡”。目前公司拥有40名员工。

Cartesiam——边缘人工智能(AI)

在距离数据源头最近的边缘进行预处里,而算是将所有数据都传输到云端进行分析,难道算是更合理更高效的土办法吗?不不往返云端,还可不也能减少数据延迟,提高性能。

今年MSEC Technology Showcase的获胜者是来自法国的软件公司Cartesiam,该公司专注于在微控制器中嵌入人工智能。Cartesiam致力于为客户增加机器学习能力,基那我说可是我在边缘创建和训练模型并最终掌握有某种模式。

Cartesiam推出的业界首款工业4.0独立维护助手Eolane designed Bob™

Cartesiam的差异化优势在于也能将其NanoEdge软件处里方案应用于任何基于Cortex-M MCU架构构建的设备。Cartesiam常务董事兼联合创始人André Dupaquier表示,“部署过程仅需数周即可完成,可是我不需用数据科学家。在编码中嵌入具有所有功能的模型库。对于模型库的代码,有人有人有人 仅需用数百KB的闪存和8——32 KB的RAM。”

不过,成功的道路是漫长而曲折的,充满了什么都障碍。Dupaquier回忆说:“有人有人有人 制造的第一款产品是为了证明该技术可行,过后无论有人有人有人 走到哪里,算是有人他不知道们这是不过后的,这是行不通的。有人有人有人 需用当事人购买器件当事人完成制造,以证明该技术可行,神经网络可不也能在边缘的Cortex-M MCU上运行。”

最初,NanoEdge在Intel Curie上运行,但现在“有人有人有人 可不也能在任何类型的Cortex-M MCU上运行,在Cortex-M0和Cortex-M4上算是用例,可是我还有客户在Cortex-M33上成功运行。”Dupaquier说,“有人有人有人 还可不也能在MPU上运行。”

Cartesiam现在发展到第二阶段,并计划将软件提供给客户,以生成满足客户所需数量的库。“有人有人有人 正在进行Alpha版测试,不过,过后有什么都客户找上门要Beta版本。”

Cartesiam总部处在法国土伦(Toulon),最近在Gartner的2019年人工智能心智心智心智早熟 期是什么期期 是什么度曲线研究中被认定为三大边缘人工智能公司之一,另外两家是意法半导体(STMicroelectronics)和瑞萨电子(Renesas Electronics)。这家成立三年的初创公司拥有20名员工,可是我工作土办法很有意思。“每个星期五,有人有人有人 告诉员工暂且从事有人有人有人 的工作任务,可是我寻找有人有人有人 的技术可不也能应用的真正很酷的东西。现在,有人有人有人 努力的每个项目几乎都变成了潜在机遇。”

关于MEMS

微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System),也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等,指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。