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纽迪瑞:这个创可贴是最软的硬科技

2020/10/09
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触控是人机交互的一种主要方式,其中压感触控已经被广泛应用于人机交互场景。不过,在具体实现方式上,由于苹果手机,大家对电容感应类型更为熟悉,而事实上基于压阻材料的压感触控已经在包括手机、耳机、家电等多元化场景中得到广泛应用,其市场前景也非常广阔——预计到 2022 年,全球将有 16 亿部手机、3.8 亿台笔记本电脑和 10 亿件 TWS 耳机。

赛道选择

在一个成熟的赛道中,能够独辟蹊径以形成一个具有竞争力的护城河是所有创新企业迈向成功实现商业价值的第一步,这一点,在纽迪瑞(New Degree Tech)这家公司的发展中得到了印证。该公司创始人兼 CEO 李灏 15 年前在摩托罗拉做触控方面的开发项目,这位自称“木匠”的马里兰大学材料科学博士对“好的技术”和“对的技术”的理解决定了当他 2011 年要在深圳创建公司时,选择了以柔性 MEMS 为核心技术来做压感触控。在获得东方富海天使轮的投资后,多家 VC 进场,从密码锁、抽油烟机到进入手机这个海量市场供应链,截止今年,纽迪瑞公司的压感触控累积出货量已经超过 5000 万,占据了全球 98%的压感触控市场。

纽迪瑞的产品市场方向主要是三个:手机、可穿戴和可测量。“我们是全球首家真正将柔性 MEMS 的概念商业化的公司,” 李灏说,“纽迪瑞在 2015 年就配合中兴发布了第一款 3D Touch 手机 Axon Mini,2017 年配合谷歌发布首款边缘触控手机 Pixel 2,2019 年配合 vivo 发布了第一款无按键手机 NEX 3。今年 9 月份,华为首款压感 TWS 耳机(FreeBuds Pro)正式导入纽迪瑞产品,从而打开可穿戴的新市场。”

需求分析

市场来源于需求。在手机市场中,手机追求游戏体验,因为 ARPU 值高,客户黏性好,但目前交互方式已经不能满足更多的功能。纽迪瑞公司市场销售副总裁任璐佳认为,以游戏按键为例,屏幕方向变化的话会误触,所以现在手机的客户已经在屏下加上压力传感。另外无孔化、轻薄化一直是手机的方向,而随着 5G 的来临,天线频段的全覆盖对于尺寸的要求和按键的需求、位置越来越有挑战,实体按键的结构不够支持,这将带来压力传感的需求。

另一个需求是笔记本电脑的触控板。苹果笔记本的触控板没有实体按键,但按下去会有反馈(马达),相较于苹果的这个交互设计,微软系一直采用两个实体按键的方式,体验不如苹果。但现在情况正在变化,如联想和华为已经开始在用压感去替代实体按键。

可穿戴市场中,以TWS为主的交互市场潜力巨大,但现有的交互方式一直不理想。李灏解释,可穿戴的交互难题在于人体都是导电体,由于耳朵和手指一样导电,使得手指触碰和人耳朵接触的信号互相混淆,这时候就可以借压感技术来感应。AirPods Pro 加入了压感技术,交互模式丰富了很多,交互语言基本完备,但调音量还是需要借助手机,因为交互语言还不完备。

华为最新推出的 FreeBuds Pro 则采用了纽迪瑞的传感器融合技术,把电容交互和压感交互集成在一个很小的传感器中,从而实现了完备和自洽的交互——捏一下可以听歌、降噪,上下滑动则可以调节音量,“这个完备的系统让用户在任何使用场景中都不用再掏手机,这个可穿戴的交互才真正完整了。”

图 1:华为 FreeBuds Pro 把电容交互和压感交互集成在一个很小的传感器中

可测量有很多应用场景,是另一个规模很大的市场,目前主要是工业和医疗场景应用,而随着纽迪瑞解决了低成本、易装配的问题,这一需求将延伸到诸如笔记本触控板、压力笔、电动牙刷等消费领域。据任璐佳介绍,以压力笔为例,苹果、微软、华为、三星等头部企业都在推出压力笔,特别是数字绘画,需要 4096、8192 压力分级,目前纽迪瑞已经实现了技术落地,相关产品将面世。此外,无人零售和扫地机器人也是两个潜力市场,前者可借助压感提高仿真性继而提高智能化,后者基于压力分级提高用户体验。

图 2:纽迪瑞所在的压控市场规模达百亿

变现路径

虽然市场很大,但总的来看,压感触控目前的渗透率并不高,这意味着变现机会很多,就看变现路径是否有料。传统的 MEMS 是硅基,柔性 MEMS 使用的是聚酰亚胺,即柔性线路板作为基底。柔性 MEMS 听起来挺玄,其实工作原理并不复杂:力的交互就是基于一个作用表面,任何表面受力都会形变,再通过柔性表面的 MEMS 把这个变化转化成电信号,从而实现触控。原理虽然简单,但要实现和用好,需要解决两个问题,一是传感器表面的柔性材料,二是易装配。

图 3:柔性 MEMS 工作原理和特性

柔性 MEMS 首先是一个材料学的课题,任璐佳称之为最软的硬科技,而从材料学到商业化落地,可谓十年之功毕其一役,十分不易。“从结构、实现、量产到整个全产业链的商业化,其实不仅是材料,还要告诉客户怎么做,怎么校准,怎么节省时间,才能商业化。从材料到算法到模组到一体化的实现和量产工具,纽迪瑞都自主开发,我们会把算法和芯片选型直接提供给客户,” 任璐佳说,“目前我们超过 5000 万的出货量不仅是单芯片或单通道模组,也包括传感器阵列。”

图 4:纽迪瑞的产品组合

李灏把纽迪瑞的核心技术总结为可印刷、易于集成和整体解决方案。可印刷是指生产工艺,通过多次试验和调试,纽迪瑞通过 SMT 产线流程实现了自主生产和检测——对于 MEMS 公司而言,这十分关键。

图 5:纽迪瑞通过 SMT 产线流程实现了自主生产和检测

易于集成是指装配。类似手机这样的精密应用,装配关系到成本和良率,而纽迪瑞可以把传感器做成类似创可贴一样,撕掉背胶即贴即用,任璐佳感叹这“真正地开创了一个领域。”

整体解决方案实际上关系到价值延展,背后是技术路径的规划。除了现有技术继续优化,纽迪瑞正在打造 ISSG 传感平台,整合更多功能电路,下一步,则是向包括温度、体征在内的多功能复合传感器演进,以期在消费领域之外,向汽车、机器人、AR/VR 和 IoT 领域扩张。

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与非网内容总监。电子科技行业媒体人,热衷于观察产业,沉湎于创新技术。好奇常驻,乐在其中。