意法半导体推出内建AI的高效能振动传感器
- 陈俞萍／台北
-
全球半导体领导厂商意法半导体（STMicroelectronics，NYSE：STM；ST）推出一款专为工业设备状态监测应用打造的智能振动传感器，可满足高精度、高可靠度与低功耗等需求。
采用ST MEMS（微机电系统）技术打造的IIS3DWB10IS振动传感器，内建智能传感处理单元（ISPU 2.0），可在传感器内直接执行先进数码信号处理与AI推论。此元件体积精巧，可量测最高达200g、频率超过10kHz的振动与冲击信号。
除了具备数码量测的高精度与易于设计导入的优势外，最高工作温度可达125°C，即使在严苛工业环境下也能稳定运作。此振动传感器可协助客户提高设备稼动率、降低非计划性停机风险，并协助导入预测性维护机制。
振动分析是设备状态监测领域最广泛采用的技术之一，因为许多产业仰赖各类旋转设备执行切削、成形、搬运、冷却等作业。透过及早发现设备异常，例如提前预测轴承故障，可避免设备停机，协助汽车产业及各类制造业维持稳定生产，让生产流程更加顺畅。
意法半导体APMS（类比、电源与离散元件、MEMS与传感器事业群）旗下MEMS产品部门执行副总裁Simone Ferri表示，「这款工业级MEMS振动传感器具备高端应用所需的高动态范围与宽广频率范围，并进一步发挥ST传感器内建数码处理技术的优势。 ISPU 2.0新增专为高速信号处理与AI推论打造的硬件加速器，可更准确识别设备磨耗情况，同时降低延迟与功耗。产业客户将迎来新一代设备状态监测传感器，不仅兼具轻量化、易于导入、高精度与低功耗等优势，更成为设备状态监测领域首个具竞争力的压电传感器替代方案，即使采用电池供电也能长时间运作。」
Bonfiglioli S.P.A.技术长Andrea Torcelli则指出，「IIS3DWB10IS具备符合目标市场与应用环境需求的产品优势。其高动态范围、宽广频率范围与高温环境适应能力，加上容易设计导入、更精简且具成本效益的电路设计，使其得以取代既有的压电传感器技术。此外，内建的ISPU 2.0处理器可在传感器端执行复杂信号处理与快速AI推论，进一步提升系统对设备状态变化的反应能力。」
透过预测性维护与维修排程最佳化，线上设备状态监测可协助企业提升设备稼动率与运作效率，同时降低突发故障风险并强化作业安全。根据Fortune Business Insights数据显示，全球设备状态监测市场规模至2032年将超过50亿美元，年复合成长率（CAGR）超过9%.
IIS3DWB10IS振动传感器是业界首款兼具宽广频率范围与内建运算能力的数码传感器，可满足高端工业设备状态监测应用需求，并成为压电传感器之外首个具竞争力的替代方案。
此传感器可精准量测超过10kHz的振动信号，动态范围最高可达200g，且杂讯表现低至35µg/√Hz，与压电传感器相当。此外，IIS3DWB10IS在精准度与灵敏度方面亦达到同等水准，同时具备数码传感技术的优势，包括更小尺寸、更低功耗、更精简的电气与机构设计，以及在系统运算资源配置上提供更高弹性。
ISPU 2.0（智能传感处理单元）新增多项专用加速电路，可在装置端实时执行信号处理与AI运算。这些加速电路可提升常用功能的执行效率，同时降低功耗。其核心支持 C 语言程序开发，并内建程序与数据RAM。
完整的开发生态系提供相关软件函式库，可协助开发人员在ISPU上执行常见的振动监测演算法，包括FFT（快速傅立叶转换）、滤波、包络分析、振动速度严重度分析（Velocity Severity）以及异常侦测等功能。
ISPU 2.0具备40 MIPS与40 MFLOPS的数码信号处理能力，运算效能最高可达前一代产品的四倍。此外，ISPU 2.0的传感器界面可将与MEMS传感元件之间的数据传输速度提升至六倍。
IIS3DWB10IS亦内建2048 × 80位元FIFO暂存器，以及高精度温度传感器。
IIS3DWB10IS采用适用于严苛工业环境的MEMS设计，最高工作温度可达125°C，并纳入ST的10年工业产品供货计划（Industrial Longevity Program）。
IIS3DWB10IS采用4.5 mm × 4.5 mm × 1.5 mm、16脚位LGA封装，并具备可润湿侧边（Wettable Flanks）设计，有助于在高品质表面黏着制程中进行自动光学检测（AOI）。该产品预计于2026年7月开始供货。更多产品信息，请参阅官网。
