Postępuje miniaturyzacja elektroniki. Mniejsze niż obecnie stosowane w smartfonach czujniki pozwolą na umieszczenie w nim pojemniejszej baterii

Czujniki są obecne w każdym smartfonie. Odpowiadają m.in. za redukcję szumów podczas rozmowy czy wykrywania położenia urządzenia. Ich dziesięciokrotne zmniejszenie może pozwolić np. montować większe baterie w smartfonach, a co za tym idzie – wydłużyć ich czas pracy. Czujniki przewodnictwa kostnego z kolei już wkrótce trafią do słuchawek dousznych, co pozwoli słyszeć otoczenie przy jednoczesnym korzystaniu ze słuchawek. 

– Jesteśmy w stanie znacznie zmniejszyć czujniki w stosunku do obecnych rozmiarów. Opracowujemy wszystkie rodzaje czujników, począwszy od detektorów ruchu, poprzez czujniki przewodnictwa kostnego, żyroskopy i akcelerometry, aż po mikrofony i kompasy. W przypadku smartfonów mniejsze czujniki pozwalają zaoszczędzić miejsce np. na większą baterię, co jest niezwykle istotne, bo umożliwia dłuższy czas pracy telefonu – mówi w rozmowie z Agencją Informacyjną Newseria Innowacje Josep Montanya z Nanusens.

Miniaturyzacja jest jednym z największych wyzwań, jakie stawia sobie branża elektroniczna, by mogła się dalej rozwijać. Wykorzystywana jeszcze na początku XX wieku 3,5–calowa dyskietka komputerowa mogła pomieścić na taśmie magnetycznej na powierzchni mieszczącej się w dłoni zaledwie 1 megabajt danych. Obecnie na podobnej powierzchni inżynierowie IBM byli w stanie zmieścić 330 terabajtów danych. Rozwój nanotechnologii pozwala pracować na materiałach o średnicy tysiąckrotnie mniejszej od średnicy włosa.

Stworzony w technologii CMOS czujnik Nanosens MEMS, przeznaczony do stosowania w słuchawkach dousznych, jest dziesięciokrotnie mniejszy od konwencjonalnych czujników mikromechanicznych. Zajmuje on objętość jednego milimetra sześciennego. Dzięki temu w niewielkim urządzeniu zwalnia się bardzo dużo przestrzeni, która może zostać wykorzystana np. do zamontowania pojemniejszej baterii.

Dzięki mniejszym czujnikom, możliwe jest także zamontowanie ich większej liczby, co zwiększą wygodę użytkowania słuchawek. Czujniki oparte na przewodnictwie kostnym, wykrywając głos użytkownika, uruchomią redukcję szumów. Inne, dzięki detekcji ruchu, wykryją, kiedy urządzenie znajduje się w kanale ucha, a kiedy w kieszeni. Dzięki temu słuchawki nie będą niepotrzebnie włączone, gdy ktoś z nich rzeczywiście nie korzysta. 

– Główne zastosowanie tej technologii to słuchawki douszne, a więc także smartfony czy internet rzeczy. Wszystkie te urządzenia potrzebują mniejszych czujników, a my potrafimy je zmniejszyć bardzo skutecznie. Szczególnie jeśli chodzi o słuchawki – to rynek, na którym w krótszej perspektywie możemy spodziewać się prawdziwego boomu, dlatego to na nim się skupiamy – wskazuje Josep Montanya.

Nanusens do opracowywania swoich rozwiązań korzysta z systemów pamięci budowanych w technologii CMOS, umożliwiającej zmieszczenie bardzo dużej liczby tranzystorów na jednostce powierzchni płytki krzemu. W praktyce oznacza to znikomy pobór mocy i możliwość pracy w bardzo szerokim zakresie temperatur. Technologia pozwoli na opracowanie szeregu różnych czujników.

– W tym roku zajmujemy się tworzeniem próbek czujników bezwładnościowych, a więc detektorów ruchu i czujników przewodnictwa kostnego. Nasz pierwszy prototyp – czujnik ruchu dla branży słuchawek dousznych – pojawi  się w sprzedaży we wrześniu – zapowiada przedstawiciel Nanusens.

Obecnie światowym liderem w produkcji takich czujników jest Bosch, odpowiedzialny za wdrożenia MEMS w połowie smartfonów produkowanych na świecie. Czujniki mikromechaniczne mogą służyć do mierzenia ciśnienia, przyspieszenia, ruchu obrotowego czy analizowania pola magnetycznego Ziemi. W telefonach są odpowiedzialne m.in. za działanie systemów wykrywających, czy smartfon trzymamy poziomo czy pionowo, a także za redukcję szumów i rejestrowanie mowy. Czujnikami MEMS naszpikowane są też systemy wspomagające jazdę. We współczesnym samochodzie bywa zamontowanych nawet 50 takich czujników.

Według analityków z Market Research Future światowy rynek MEMS i innych czujników elektronicznych osiągnie do 2023 roku wartość przeszło 26 mld dol. Średnioroczne tempo wzrostu utrzyma się na poziomie powyżej 10 proc.