从任天堂新健身游戏看MEMS惯性传感器和CMOS图像传感器市场概况
近期，任天堂推出一款新的健身游戏《健身环大冒险》，作为一款健身游戏，该游戏需要借助任天堂开发的新型柔性健身环设备，该设备使用可以像弹簧般返回原位的特制材料，还搭配有精密度极高的力学传感器，可感应推压和拉开的力道。在操作游戏时，玩家的操作，都通过传感器感应传输回主机完成画面效果，同时，传感器还可用于运动时的心率测量方面。那么，传感器具体是如何运作的？
柔性健身环设备，资料图
据Tech Insights拆机报告来看，该健身环左右两侧的Joy-Con手柄，均内置有博通（Broadcom）的蓝牙收发器，意法半导体（STMicroelectronics）的六轴加速度传感器和陀螺仪超低功耗MEMS惯性传感器。此外，右Joy-Con还装有意法半导体的NFC卡，以及红外摄像头模块，分析称是豪威（OmniVision）的红外CMOS图像传感器。
Joy-Con手柄内置有六轴加速度传感器和陀螺仪，资料图
这其中，加速度和陀螺仪惯性传感器用于测量方向的改变和加速度，红外摄像头用于检测对象的形状和距离，同时可检测心率。心率检测原理可简述为：
通过LED灯照射手指，因心脏将血液压送到毛细血管时，亮度（红光的深度）会呈现周期性的变化，透过摄影机捕捉这一些规律性的变化，并将数据传送到主机中进行运算，进而判断心脏的收缩频率，得出每分钟的心跳数。
心率检测原理示意图，资料图
据统计，任天堂Switch（NS）自2017上市至2019年上半年，全球累计销售3687万台，软件2亿多份。若不考虑用户额外购买的Joy-con，已销售出去的NS就共装有7000多万颗加速度计和陀螺仪超低功耗MEMS惯性传感器，3600多万颗红外CMOS图像传感器。
MEMS惯性传感器市场概况
全称是微型电子机械系统（Micro-ElectroMechanicalSystem），微机电系统是指可批量制作的，将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
根据Yole在2019年6月发布的MEMS产业发展研究报告显示，MEMS传感器主要细分市场是MEMS惯性传感器市场、射频MEMS市场、MSME压力传感器市场、MEMS麦克风市场。其中MEMS惯性传感器市场占MEMS产业中的大头。
图自YOLE 2019年6月MEMS产业现状报告
惯性传感器，主要是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度（DoF）运动，更为熟悉的名字应该是加速度器和陀螺仪。代表公司及工艺有InvenSense的Nasiri工艺，ST Microelectronic的THELMA工艺，Analog Devices的IMU工艺，博世（Bosch）的Bosch Process。该技术主要用在导航方面，比如大疆无人机，虚拟现实和体感输入（智能手机、PlayStaTIon手柄等），汽车安全气囊和ABS防抱死系统等。
在我国，MEMS传感器商业化约有10年的历史，发展比较晚，且拥有自己核心技术的不多。国内主要MEMS惯性传感器厂商：上海深迪、苏州明皜、士兰微。其中，上海深迪拥有完全自主知识产权的先进的MEMS工艺和集成技术，专注于为消费电子及汽车电子市场设计和生产低成本、高性价比、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺仪芯片。深迪的六轴惯性传感器（IMU）SH3001芯片于2019年10月推出工程样品，明年一季度量产，主要应用于智能手机、物联网（IoT）等领域，可能成为“中国芯”。明皜传感为被苏州固鍀收购的美国Miradia，主要产品有加速度传感器、陀螺仪、压力传感器和磁传感器。
CMOS图像传感器市场概况
专业名称为互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor），应用于制作数码影像器材的感光元件，通过将光转化为电子（或电荷）再处理成电子信号的原理来进行影像数据的保存。在实际使用中，CMOS越大，同条件下所接收的光越多，通常画质与观感就越好、噪点越少等。
根据Yole在2019年6月发布的关于CMOS图像传感器季度研究报告显示，CMOS图像传感器已经成为半导体的一个关键领域，其中，索尼（Sony）是毋庸置疑的领导者，其他市场参与者还有三星（Samsung）、豪威（OVT）、安森美半导体（ON Semiconductor）、意法半导体（STMicroelectronics）等。
CIS（CMOS IMAGE SENSOR) 图自YOLE 2019年6月CMOS图像传感器季度研究报告
得益于智能手机闯入影像市场，图像传感器的附着率正在增加，尤其是移动摄影和社交媒体的连结更是加速了CMOS市场情况，尽管手机数量渐趋饱和，但CIS市场由于导入了双镜头、光圈与3D相机，而能持续稳定成长。2019年，3D后置摄像头进一步推进和改善了摄影体验，并将开拓增强现实（AR）应用。其次是安全和汽车，这两个市场也在加大对CIS的使用量。
一直以来，国内的CMOS传感器厂商在规模和技术上与国外厂商存在较大差距，产品主要用于中低端消费类电子领域，或者为大厂提供封装服务。例如上市公司中，晶方科技以CMOS影像传感器晶圆级封装技术起家，为索尼等CMOS大厂提供封装服务。再例如格科微，国内领先图像传感器芯片设计公司，在官网首页上挂出的公司愿景是成为世界一流的芯片公司，这道路看上去漫长且显得毫无野心。2019年国内韦尔股份收购豪威科技（OVT），形成”韦尔+豪威+思科比”国内CIS整合巨头，后续发展值得关注。
