它们叫嚣：没有我们，谈什么iPhone 8！
2017-03-08 13:52:50   来源：微迷   评论：0   点击：

前言：2017年是苹果手机十周年，所以最近关于苹果新机的爆料一波接着一波，为迎接iPhone诞生十周年，苹果全力以赴的iPhone 8才是重头戏！在最近召开的苹果10周年庆祝会上，库克对于今年的iPhone 8总结了几个字：好戏还在后头，引发了大家无限的遐想。

苹果向来喜欢玩神秘，但各路真粉假粉对它的猜测和关注却从来没少过。互联网的大V和脑洞党们时不时的爆料一点真假消息，比如iPhone 8的OLED曲面屏、Touch ID按钮集成在玻璃屏幕下、无线充电等等，凭据部分来自手机发展的大趋势、部分来自苹果被曝光的专利申请。

其中，2月14日一项苹果专利授权就曝光表明，苹果公司正寻求利用其收购的LuxVue公司的技术，在新产品上采用能读取指纹的显示屏，传统的指纹传感器或将消失。这似乎佐证了iPhone 8的概念模型机采用无边框显示屏的传闻。

但要实现无边框显示屏就必须移动或隐藏屏幕上现有的某些元器件，如环境光传感器、接近传感器和Touch ID指纹传感器等。

这些传感器有什么作用？传感器是想隐藏就能隐藏的吗？为什么iPhone 8也要为它们慎重考虑？智能手机里到底有多少种传感器？智能手机传感器的主要厂商有哪些？……带着这些疑惑，我们来看看智能手机里的传感器、其作用以及主要厂商：

1、加速度计

加速度计用来测量物体运动的加速度值。只要跟手机运动相关感测的几乎都与加速度计有关：计步、手机的姿态测量、相关的动作游戏等。现阶段用在手机里面的加速度计都是基于MEMS技术的，里面的微机械结构为运动部件,由于外界运动会影响结构的电容、压阻等电学特性，由此来测量加速度值。

现在智能手机的加速度计一般都是三轴的，因为手机的运动是三维的，所以需要三个轴来感知手机的运动，通过对这个有大小有方向的矢量的测量，可以判断手机是否是静止或者匀速直线运动，而此时通过对其方向的判断，便可知道手机的姿态，这就是横竖屏翻转的原理。

主要厂商：意法半导体、博世、InvenSense、美新半导体、罗姆（Kionix）、mCube、明皜传感、士兰微电子、矽睿科技、敏芯微电子、GMEMS。

2、陀螺仪

陀螺仪通过测量旋转产生的科氏加速度来获得角速度。现阶段用在手机里面的陀螺仪也都是MEMS陀螺仪，里面的微机械结构为振动件。主要用来照相防抖，以及配合加速度计（有的还有磁传感器）形成的组合传感器来完成特定的功能，如照相防抖、惯性导航、玩游戏时的角速度测试等。

手机里陀螺仪实际上是一个结构非常精密的芯片，内部包含超微小的梳齿电容。只要从外部施加一个角速度，就会产生一个与质点运动方向垂直的科里奥利力。该科里奥利力使质点发生位移，位移大小与所施加的角速度大小成正比。同时，与质点相连的可移动电容极板由于发生位移，从而引起电容变化。

主要厂商：意法半导体、博世、InvenSense、深迪半导体、士兰微电子、矽睿科技。

3、磁力计

磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。磁力计的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。根据工作原理，磁力计主要分为霍尔效应（Hall Effect）、各向异性磁阻（AMR）、巨磁阻（GMR）、穿隧磁阻（TMR）、磁阻抗效应（MI）、磁通门（FGS）等类型。

大家可以自行脑补初中时学过的电磁感应~~

主要厂商：AKM、雅马哈、阿尔卑斯电气、爱知制钢、美新半导体、博世、矽睿科技、爱盛科技、深迪半导体、明皜传感。

小贴士：

在实际应用中，由于应用、误差修正、误差补偿的需要，往往会组合使用上述传感器，充分利用每种传感器的特长，让最终的运算结果更准确。

所以，陀螺仪知道“我们转了个身”，加速计知道“我们又向前走了几米”，而磁力计则知道“我们是向西方向”的。

现在手机里所谓的重力感应器、方向感应器等等，都是基于加速度计、陀螺仪、磁传感器以及GPS的数据获得的“派生”传感器。

4、气压计

运用于气压计的气压传感器，基本都是依靠不同高度中气压的变化来获取测量值。普通的气压计原理是依据气压计里面水银的高度来测量当前的气压值，而手机中的气压计没有液体水银，代替的是气压传感器的感测，并将大气压转换成海拔高度。

在苹果2014年发布的iPhone 6手机中，多了一个气压传感器。智能手机内嵌式气压传感器用以测量手机持有者的相对海拔高度，通过传送个人所在海拔高度，通过GPS获取三维空间坐标及时间坐标的处理速度将大幅加快，有助于提升手机GPS定位效率。

举个例子，在iOS 8系统中有一个健康应用，可以通过气压计来监测我们所爬的楼层

内嵌式气压传感器也有助于智能手机使用者获知实时的周围气压变化数据，进而了解天气变化；如果加上内嵌式湿度传感器技术，通过搜集各地使用内嵌式气压及湿度传感器的实时数据，有助于官方或气象学家进行气象预报，大幅提升天气预测的准确度和时效性。

主要厂商：博世、意法半导体、恩智浦（飞思卡尔）、泰科电子（精量电子）、欧姆龙、村田、康森斯克、歌尔声学、敏芯微电子、丽恒微电子、惠贻华普、美泰科技。

5、麦克风

麦克风，学名传声器，是将空气中的变动压力波转换为音频电信号的传感器。MEMS技术制造的麦克风近几年取代了过去的驻极体麦克风，具有改进的噪声消除性能与良好的RF及EMI抑制能，MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。以美国楼氏电子（Knowles）和中国的歌尔声学、瑞声科技为主导，MEMS麦克风已经基本替换了大部分手机中的传统麦克风。

Knowles用在iPhone中的麦克风

主要厂商：楼氏电子（Knowles）、歌尔股份、瑞声科技、BSE、InvenSense、意法半导体、Cirrus Logic（Wolfson）、博世（Akustica）、共达电声、芯奥微、敏芯微电子。

6、环境光和接近传感器

环境光传感器是一种光敏元件，通过感受机身环境光的强度以及变化，从而调整机器屏幕的亮度、键盘背景灯亮度以及其它拓展功能。

接近传感器，是无需接触检测对象即可进行检测的传感器的总称，能检测对象的移动信息和存在信息进而转换为电信号。接近传感器发射红外光，光从物体上反射回光电二极管。不同物体的红外反射率是不同的，如果没有物体，就不会发生反射，在光电二极管上就没有信号。

举个例子，手机中自动调节亮度的功能就是依赖于光传感器；而接听电话时，手机贴近耳朵自动黑屏、离开耳朵时自动恢复的功能，则是依赖于接近传感器。

主要厂商：AMS、Intersil、威世、美信、安华高、芯科科技、意法半导体、凌耀科技、光宝科技、夏普、艾普柯微电子。

小贴士：

环境光传感器和接近传感器一般都会安装一起，位于手机正面听筒周围。但这样就会产生一个问题——手机的额头上存在太多洞孔或黑色长条会影响整体美观性。

所以苹果公司一直在想方设法减少手机正面的开孔或者隐藏开孔。黑色面板的手机可以轻易隐藏这两个传感器，白色面板手机想要隐藏传感器的难度比较大。但苹果从iPhone 5开始，将光线传感器做成了白色，巧妙的隐藏起来。

很多国产手机厂商暂时无法做到这点，他们只能选用更小尺寸的传感器，将光线+接近传感器放在一起做成更小的长条形或是和摄像头一样大的大圆形，这样相对美观。

7、图像传感器

图像传感器是摄像头内部用于接收光学信号的元器件，配合镜片组以及图像处理器（ISP）可以实现拍摄照片的功能，这三者共同决定成像质量的好坏。

索尼的CMOS图像传感器

图像传感器上拥有众多接收光线信号的像素点，它们将自己接收到的光线信号转换成电信号，并通过ISP转化成我们在屏幕中看到的照片。这些像素点是决定图像效果最重要的因素。如果图像传感器中集成了很多像素点，那么拍到的照片将会存留更多信息，细节会更好；如果像素越大，那么每个像素接收光线的能力就越强，最大的好处就是降低了曝光时间、增加了暗光环境拍摄成功率，色彩也会更丰富锐利。

主要厂商：索尼、三星、豪威科技、安森美、佳能、东芝、松下、SK海力士、格科微、意法半导体、思比科微电子、比亚迪微电子、原相科技。

小贴士：

对于图片成像，我们必须了解几点：

（1）图像传感器并非像素越高越好。因为手机体积决定图像传感器不能设计过大，所以如果像素过高，像素点过多，那么单个像素面积便会减小。

（2）除了像素，镜头同样可以影响画质。有些镜头带有镀膜，可以阻挡红外线干扰，降低照片的炫光、紫边等现象。

（3）光学防抖可以通过延长曝光时间的方式提升暗光环境下的拍摄能力，以及防止拍摄视频时抖动导致的模糊成像。

8、指纹传感器

指纹传感器是实现指纹自动采集的关键器件。手机中的指纹传感器目前主要分为两类，光学指纹传感器和半导体指纹传感器。

光学指纹传感器主要是利用光的折射和反射原理，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。CMOS或者CCD的光学器件就会收集到不同明暗程度的图片信息，就完成指纹的采集。

半导体指纹传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面。由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样。设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集。

而苹果的新专利“配备红外二极管的交互式屏幕面板”，描述了一种可以识别用户指纹的显示屏，不需要专门的 Touch ID 传感器。该技术是用较小的红外光发射器和传感器代替较大的电容传感器，发射器和传感器位于 RGB LED 显示基板旁边或安装在基板上的微芯片上。工作原理是通过从用户的手指反射回红外光并回到感测二极管。

基于Micro-LED技术的光学指纹传感器

主要厂商：苹果（AuthenTec）、新思科技、Fingerprint Cards、汇顶科技、思立微、迈瑞微电子、敦泰电子、高通、集创北方、比亚迪微电子、信炜科技。

9、压力触控传感器（Force Touch）

关于压力触控传感器，不得不提到苹果iPhone对触摸屏带来的变革。第一代 iPhone 为全世界带来了多点触摸技术，从此改变了我们体验科技的方式。而在2015年9月9日发布的iPhone 6s和6s Plus中，新一代3D Touch触摸技术横空出世，可以感应用户按压显示屏的力度，让用户更快速、更便捷地处理各种重要事务，为智能手机的使用体验开拓出全新的维度。其显示屏的背光层中集成了电容式压力传感器，能测出表层玻璃与背光之间距离的细微变化，从而转换成压力变化。同时，它还能通过全新的线性致动器（Taptic Engine）产生轻微的触感反馈。

3D Touch的快速操作功能

主要厂商：苹果、HiDeep、歌尔股份、NextInput、敏芯微电子、敦泰电子、新思科技、赛普拉斯、汇顶科技、爱特梅尔。

10、触控芯片

触摸屏主要由触摸检测部件（触摸屏面板）和触控芯片两部分组成。触摸屏面板本质上是一种传感器，用于检测触摸动作信息，接收后送至触控芯片。触控芯片的主要作用是从触摸屏面板上接收相关信息，并转换成触点坐标送给处理器（CPU），同时也可以接收CPU发来的命令并执行。

手机触摸屏组成

主要厂商：敦泰电子、新思科技、晨星半导体、汇顶科技、思立微、集创北方、比亚迪微电子、海栎创微电子、原相科技。

11、心率传感器

目前心率传感器有两种，一种是通过光反射测量的光电心率传感器，它的工作原理是：把一个光线感应器放置在绿灯旁，当你皮肤下的血液脉冲，会改变光线感应器的亮度，而亮度的变化就是心跳的信号；另一种是利用人体不同部位电势进行测量的电极式心率传感器。

前者尽管测量准确度欠佳，但优势在于体积小，所以目前所有的移动终端都用该种方式测量。后者在医院中测量心电图的时候我们经常会看到，通过测量人体不同点的电势变化，从而测量出心率变化，该方法测量精准，但必须同时监测人体的两个部位。我们平时用手机和手表的时候都是单手接触产品，所以无法做到持续监测。

电极式心率传感器目前还无法应用于较小的穿戴设备上，但目前已经有厂商在为此而努力了。作为个人健康设备的超级武器，该功能可以通过监测心率来追踪运动强度、不同的运动训练模式等，并可以针对这一数据推算睡眠周期等与之关联的健康行动数据。

主要厂商：美信、亚德诺、芯科科技、AMS、歌尔股份、艾普柯微电子、原相科技。

12、气体传感器

气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。“气体传感器”包括：半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器、固体电解质气体传感器等。气体传感器在有毒、可燃、易爆、二氧化碳等气体探测领域有着广泛的应用。

智能手机通过“威果AirRadio E1”监测室内环境中的甲醛含量

主要厂商：AMS、CCMOS、炜盛科技、歌尔股份。

目前智能手机早已不是简单通信工具，集成各种功能，担任起个人助理的角色，而各项功能的实现离不开传感器技术和工艺的发展。上文中提到的加速度计、陀螺仪、麦克风、气压传感器等，都是应用了目前最新的MEMS工艺，用MEMS工艺制造传感器的显著优点是——微型化、集成化、低成本化。

举个例子：

传统的Northrop Grumman的军用半球形陀螺仪，大小和一个美元硬币的对比如图。为了保证军用的精确度和性能，这样一个陀螺仪的产量之低、价格之高可想而知。

随着智能手机时代的到来，我们总不能把这么大的加速度计和陀螺仪放在手机里面吧，并且民用的精确度比军用低。有了MEMS技术，我们手机里面的加速度计和陀螺仪可以变成比硬币还小的体积。

MEMS产业发展带动MEMS线上交易平台

无论iPhone 8是否像传言一样，移除Touch ID以及Home键，配备支持面部识别的前置3D激光扫描仪，还是将光感传感器安装在基板旁边或基板上的微芯片上，其创新的背后钧有MEMS工艺的支持。进一步说，MEMS几乎可以革命性地影响到所有类别的电子产品。

而我国的MEMS产业和IC产业相比，虽然同样与国外先进水平存在差距，但由于MEMS产业在全球兴起时间不长，仅仅是一个起跑快慢的区别，在个别领域，例如麦克风产品已经具有了可观的市场占有率。特别是移动互联网和物联网的快速发展，将对MEMS我国产业产生深远的影响，并将催生大量新的产品、新的应用，带动MEMS产品在日常生活及工业生产中的普及化。

以华强旗舰平台MEMS线上交易专区为例，充分利用线上交易的优势，将MEMS原厂与终端买家通过高效线上交易平台对接，保证产品品质的同时，缩短供应链。

华强旗舰与中国半导体行业协会MEMS分会副秘书长单位麦姆斯咨询合作，将依托于华强集团的行业生态系统与麦姆斯咨询的媒体资源整合起来，打通MEMS和传感器产业供应链的上下游，将是对传统市场的革新。

明皜传感、纳芯微、敏芯微、多维科技等二十多家MEMS原厂已入驻