昆泰芯成立于2017年,专注磁性传感器芯片和光学传感器芯片,核心解决的是位置、位移、角度等运动指标——通过检测磁场变化,判断磁铁与芯片之间的相对运动。6月3日,在第十六届松山湖中国IC创新高峰论坛上,泉州昆泰芯微电子科技有限公司 CEO 武建峰分享了该公司旗舰级磁性开关芯片——KTM1305,该芯片实现了超低功耗与超高灵敏度的结合。
武建峰表示,很多人可能觉得,传感器芯片在整个系统里就是个"小配角"。但恰恰是这个小配角,决定了智能眼镜能不能真正走出发烧友圈子,进入大众市场。当前AI眼镜面临一个核心矛盾,业内称之为"不可能三角":轻量化、长续航、高性能,三者很难同时满足。
为此,镜片要从玻璃换成树脂,越来越薄、越来越轻,因为人戴着沉重的东西会很不舒服。续航方面,用户不可能接受总是充电。性能上,如果体验跟不上,产品就只能局限在小众圈层。
在这个三角里,SoC要降功耗,显示和各类传感器也要降功耗。而磁性开关芯片,虽然功耗占比不大,却至关重要——它是一个状态开关。它负责识别眼镜当前处于什么状态,据此决定哪些功能该开、哪些该关、何时进入休眠。
开关芯片用在哪里?
有三个关键场景:
第一,镜腿折叠检测。 镜腿合上就是休眠,展开就是唤醒。这个判断不能出错,一旦休眠后不知道镜腿是否合上,用户体验就会崩塌。
第二,磁吸收纳。 眼镜放进收纳盒,盒内有磁铁,芯片感知到磁场后,整机进入低功耗休眠。但开关芯片本身必须一直在线——如果它也休眠了,就无法感知镜腿状态。所以它的功耗必须极低,低到可以"长期在线"而不拖累续航。
第三,更广泛的在线检测。 比如连续血糖检测设备,放入盒子休眠、取出即用,不需要任何手动开关。几十纳安持续工作就够了。武建峰表示,目前,昆泰芯的磁性开关芯片一年出货可达上亿支,用在很多用户看不到的地方。
他表示,为实现上述场景,开关主流技术路线有三条:干簧管:磁片放在玻璃管里,靠磁力吸合。但体积大、寿命有限,不适合塞进纤细的镜腿。
传统霍尔传感器:要达到足够的灵敏度,功耗基本要到微安级,对续航是负担。
TMR:昆泰芯选择的路线。TMR的结构是"自由层—隧穿势垒—钉扎层"。当磁场作用于自由层,隧穿电流发生变化,从而实现高灵敏度检测。更关键的是,它采用垂直堆叠结构,电阻可以做得很高,天然适合低功耗设计。
对比下来,TMR在三个维度上形成了明确优势:
高灵敏度意味着可以用特别小的磁铁、特别低的阈值来完成检测。全极检测则简化了结构设计,不用担心磁铁装反。输出锁存让系统在休眠后仍能记住最后状态。武建峰强调,除了上述优势,磁性传感器的应用范围也十分广阔,但这也会带来痛苦——什么都能做,但每个方向都要深入。例如,隔空操作是磁传感器最擅长的场景。中间没有物理摩擦,凡涉及旋转、扭动的场景都适合。比如旋钮控制、电机位置检测、缝纫机等。
在机器人领域,关节位置检测会大量使用磁芯片。体积小、成本低,随着机器人浪潮到来,这方面的认知会越来越普及。光学传感器则更多用在工业设备中,比如六轴加工中心、雕刻机、CNC设备、高精度校瞄设备等。
武建峰用一句话概括了KTM1305的核心价值:用一颗低功耗芯片,解决结构空间、量产一致性和续航三个问题。把那些需要长期在线的小功能,做到更省电、更稳定。芯片虽然小,却是智能眼镜能否突破"不可能三角"、真正走向大众的关键一环。
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