【技术帖】Smart Sensor——艾为研讨会系列之智能感知

如今是一个万物感知、万物互联、万物智能的数字时代。根据全球产业展望GIV 2025研究预测，2025年智能设备存量将达到400亿台。传感器作为信息获取的重要手段，是万物智能不可或缺的一部分。智能设备的飞速发展离不开形形色色的传感器，如最常见的图像传感器、接近传感器、磁传感器、温湿度传感器、触摸传感器等。

针对如此庞大的传感器市场，艾为规划了4种传感器：

1. SAR Sensor
检测人体靠近，辅助降低射频功率，保障无线设备通过SAR安全认证。

2. Cap Sensor
感应电容变化，实现触控和佩戴检测。

3. Force Sensor
感应力度变化，实现按捏操作和压力分级。

4. Hall Sensor
感应磁场强度，实现位置和角度检测。

1、SAR Sensor

SAR（Specific Absorption Rate，电磁波吸收比）用来衡量无线设备对人体辐射的剂量，SAR 值越低，设备对人体辐射越小，也就越安全。

SAR Sensor是隐形的健康守卫，巧妙复用天线作为感应电极，与主控、射频芯片形成高效的闭环控制系统。当人手靠近天线时，会形成感应电容；SAR Sensor 检测到感应电容后会通知主控有人体靠近天线；主控随后降低该天线的发射功率，从而保证辐射不超标，保障人体健康。

SAR法规在欧美率先强制执行，我国公布的SAR标准也将于2024年1月1号正式执行。无线手持设备在上市前须通过严格的Head SAR和Body SAR法规认证，对于不符合标准的设备，会被退市、召回或软件整改。

2020年艾为第一代SAR Sensor AW96103、AW96105在国内率先发布, 在手机、平板、POS机、笔电等应用领域实现稳定量产。

艾为SAR Sensor持续迭代演进。2021年推出第2代Flash可编程3~8通道 SAR Sensor，可灵活客制化程序，内置先进算法。2022年推出了第3代SAR Sensor，具有超强ATC自适应温补效果，基于40nm先进工艺，支持1.2V IO电平。2024年艾为将推出第4代分布式超小封装SAR Sensor，一对一布局，性能更优；配置极简，减少客户研发投入。

AW96308 属于艾为第三代SAR Sensor：

• 8ch 自互容一体检测，分辨率达0.52aF。
• 先进40nm SoC架构，支持在线升级。
• 1.2V IO电平，支持I2C & 12.5MHz I3C。
• Smart ATC自适应温补算法，温补效果高达99%。

2、Cap Sensor

艾为Cap Sensor分为4个系列：

（1） AW9300x 超低功耗系列
工作电流低至1μA，无需主控配置，广泛用于替代机械按键。

（2） AW9310x 高灵敏度系列
适用于佩戴检测和高性能触控。

（3） AW9320x 可编程系列
可深度客制化，适配差异化的创新应用。

（4） AW90xx Cap+LED Driver经典系列
适用触摸和指示灯一体应用，支持客制化灯效。

AW93208 是高灵敏度可编程的触控IC，支持触控按键和滑条手势检测：

• 8通道自互容检测，支持二维触控。
• 16kB Flash，程序灵活客制化。
• 集成GPIO等外设资源，媲美小型MCU。
• “大禹”防水防汗算法，无惧手汗。

古有大禹治水, 今有艾为防汗。艾为“大禹算法”赋能电竞玩家极致游戏体验，防汗更强、响应更快、触控更准。

3、Force Sensor

艾为压感量产经验丰富，在手机屏下的3D Touch、TWS耳机上的压感按键、手写笔的压力分级、音箱、笔电等应用上均能看到艾为压感的身影。

艾为有两种压感架构，第一种是独立AFE架构AW8686x系列，无内置MCU，具有功耗低、封装小优势，适用于IoT应用场景。

第二种是内置MCU+ 64kB Flash 的SoC AW8680x 系列。MCU实现了多重滤波优化、基线智能跟踪、多模式识别和多Sensor协同，降低了主控负担。

Cap + Force + Haptic 系统解决方案：

该方案可带来更精准可靠触控，同时能有类似机械按键的触感。输入端使用Cap+Force 将按压动作转为可靠的按压事件，同时通过一线可编程接口实时选取Haptic驱动AW86907的振动波形。触觉反馈响应迅速，仅需2ms，比主控调用快2倍以上。此方案在汽车智能表面、Trackpad、屏下压感等领域已被广泛应用。

4、Hall Sensor

艾为在VCM、OIS领域耕耘多年，VCM和OIS Driver与Hall Sensor配合紧密。为提供完整的系统解决方案，艾为推出了Hall Sensor，目前已经应用于各个领域。

艾为Hall Sensor产品包括3个系列：

（1）开关型Hall
0.4μA超低功耗，规格封装齐全，灵敏度一致性好。

（2）线性Hall
高线性度，误差精度小于1%，功耗低于1μA。

（3）Hall元件
采用砷化镓工艺，低温漂，超高灵敏度，0.8mm*0.4mm 超小封装。

AW8650x系列是超低功耗、高灵敏度的Hall开关：

• 产品功耗低至0.45μA。
• 高中低灵敏度全覆盖。
• 1.6V~5.5V宽工作电压。
• SOT / DFN等多种封装。

艾为率先推出国内小Hall开关AW86511，采用DFN 0.8mm*0.8mm封装，占板面积仅为SOT封装的1/12，对TWS、AR眼镜、折叠屏手机等有着重要意义。

AW8656x系列是高线性度的线性Hall：

• 线性度误差<1%, 对比传统芯片提升30%。
• 功耗低至1μA。
• 针对IoT、工业需求推出不同的封装规格。

为了让客户能“多快好省”，艾为提供了一站式解决方案。

01 需求评估

提供最佳方案，如按压、触控、佩戴检测。

02 建模仿真

提供电场和磁场仿真，确认方案可行。

03 设计指导

提供电路设计和模组Layout指导。

04 算法调优

算法调试，优化用户体验。

05 产线测试

提供产测方案、GUI指导，加速客户量产。

艾为智能感知，致力于持续提升人机交互体验，在不同的领域均能看到艾为Smart Sensor的身影。艾为拥有丰富的量产经验，在技术上精益求精。艾为将继续不断的升级和创新，推动各行业交互方式持续革新。