Qorvo作为现如今当之无愧射频（RF）市场巨头，近几年正在不断扩大其商业版图，传感器就是其中之一。

2021年，Qorvo收购领先的MEMS传感器解决方案提供商NextInput，在收购以前，这家初创公司便是力度感测人机交互 (HMI) 解决方案这一新兴领域的行业先锋。

时隔三年，Qorvo的传感器业务发展如何？日前，Qorvo资深客户经理Renado Lei（雷益民）分享了Qorvo的最新动态和成果。

HMI触控的难题

人类如何和机器对话？过去，大多数设备上只有机械按钮或按键，而现在则利用触摸屏及其它传感技术来控制设备和设置选项。

现在HMI传感器已经遍布我们的生活，比如内置于平板电脑、手机、手表、车载系统、机械，甚至冰箱中的触摸感应设备。

现在主流使用的电容式触摸感测技术渐渐遇到难题。它通常内置于显示屏中，当手指在玻璃上便会产生一个电容增量，以识别手指在玻璃表面的位置，最终交给HMI软件完成位置信息与功能的关联。

不过，在特殊环境下，电容式触摸感测技术。就没那么好用了。比如说，戴手套触摸、手指潮湿时触摸，再或者极端天气时，识别不准，识别不上的问题就来了。

此外，想要让电容式触摸感测技术在特殊环境下工作，就要附加额外的技术，比如说密封件，才能实现无缝的传感，这无疑会在机械层面增加设计的复杂度，同时使得成本增加。

这种情况下，借助现代压力传感器技术，就能在任何表面下集成高力敏器件来实现“无间隙”设计了，而这正是Qorvo的产品——Sensor Fusion。

能用在任何表面的传感器

Sensor Fusion主要应用场景便是人机交互（HMI），它拥有超过100单位应变系数的灵敏度，体积非常小巧，最低工作状态功耗仅1μA。

该产品最大得优势是能够用在各种表面，局限性小，无论是各种外形和厚度的塑料、玻璃、金属、木头，还是高低温、潮湿、油污的状况，都能够轻松胜任工作，识别任何环境中任何输入的触摸，实现真正的无间隙和防水设计。

Sensor Fusion由两部分构成：一部分是MEMS工艺做的Sensor芯片，可以将力转换成电信号；另一部分是CMOS工艺的ASIC芯片，主要处理Sensor受力转化模拟电压信号，包括信号放大、模数转换及内部集成的算法。相比其它对手只做Sensor而不做ASIC，Qorvo的方案更具创新性和实用性。

Qorvo会提供了一个整体方案，最终给到用户的就是量化的力度信号值。

Renado Lei强调，与普通电子芯片不同，压力传感器是跨学科的产品，它不仅涉及电子技术，还涉及结构设计。因此，Qorvo推荐采用特定的结构堆叠方式，从而有效地将用户施加的轻微力传导至芯片，进而将这一力值量化并传输至MCU或上位机进行后续的判断和处理。

根据结构堆叠方式不同，Qorvo将Sensor Fusion分为MEMS Force和ForceGauge两个系列产品，Qorvo会根据客户使用场景、结构及材料需求，推荐不同的结构堆叠方式和传感器系列。

MEMS Force系列采用的是直压式工作原理，Sensor芯片通过结构材料如硅胶等直接接触了，用户在操控这个表面时，力会直接传导到Sensor芯片的表面，将微小的力转化为电信号，这些电信号再经过AFE芯片处理，最终传输给上位机。

ForceGauge则略有不同，表面受到的轻微力会导致PCB板发生轻微形变，从而产生量化的力度信号。由于该系列灵敏度较高，因此对变形量的要求相对较低，纳米到微米级的形变即可满足需求。

用压力传感器改变生活

如此强大的传感器，它会如何改变行业，改变我们的生活方式？

首先，手机领域。通过力敏传感器替代传统机械按键，手机能够实现一体化的式设计，无需开设物理槽。在游戏手机上，也可以通过3D Touch或屏下压感技术结合电容触控对X、Y信号的识别，以压力作为Z信号的判断，实现3D触控功能。由于压感工作功耗极低，也可以作为Power键或HOME键，当检测到力时唤醒整个系统。

其次，AR/VR领域，由于这些设备体积小、功耗低，且对力信号的检测精准、线性，因此通过使用力敏传感器能够精确感知用户的意图，无论是轻微的触碰还是较大的施力。

再者，汽车领域，已经有19款车采用Qorvo的产品，并已行驶在路上。传统车内车外设计通常包含许多物理按键，随着车辆智能化和电气化发展，我们可以见到在方向盘、门板及中控等位置上，从传统的机械按键逐渐过渡到智能表面设计。通过智能表面技术，可以根据用户施加力的大小，使单个按键实现更多功能。在某些应用场景中，采用纯压感+电容的融合方案，能够极大增强触控可靠性，显著减少电容触控误触问题。摩托车和两轮车等户外场景，Qorvo的产品特别注重防水性能，能够确保在恶劣、极端雨雪天气正常操作。

另外，穿戴领域，蓝牙耳机和手表是Qorvo产品的主要应用，利用压感方式，能够让设备在户外或遇水情况，或是冬天戴手套时，提供更加稳定的交互体验。这些设备紧贴用户皮肤，很容易误触。

最后，家电领域，传统电容触控技术在有水或油污的环境中，可能会出现误触或操作不灵敏的情况，同时它对材料有特定要求，可能导致家电整体设计受限，比如，为了电容按键而需要在界面挖出一个区域放置玻璃或亚克力材料。相比之下，压感技术不仅可以让整个操作界面设计更为整体化，同时也可以使用金属等材料。