2023-03-01 19:55:43 来源：电子工程网
在英飞凌科技股份公司的主导下，欧洲研究项目“Listen2Future”开始与来自7个国家的27家合作伙伴携手合作，开发用于工业和医疗领域的全新的微型麦克风和超声波传感器，进而推动高精度迷你助听器、婴幼儿感染迅速控制设备和可穿戴的超声波贴片等产品的开发与落地。
(相关资料图)
英飞凌科技微型MEMS麦克风.jpg
当前，整个社会面临着医疗保健、健康老龄化、能源安全和产品质量等基本问题。作为 “感官”的传感器技术，如麦克风、超声波传感器等微型传感器在其中发挥着重要作用。作为“数字耳朵”，微型传感器不仅能够记录声音信号，还能加快检测速度。“Listen2Future”研究项目将显著提升现有系统的性能，并开发出全新的解决方案，造福于社会及人类健康。
工业和医疗领域的数字化创新
“Listen2Future”研究项目旨在以具有全球竞争力的成本优势，推动超小型的微机电传感器（简称“MEMS传感器”）投入量产，并拓宽其在工业和医疗等领域的广泛应用。该研究将提高超声波探头的图像分辨率，开发出具有顶级无损音质、低功耗且耐用的迷你助听器。此外，该项目还将重点研究用于心脏病早期检测等领域的可穿戴式超声波贴片，以及用于婴幼儿感染迅速控制的超声波设备。除此之外，在工业领域，该项目还将针对连续的材料质量控制以及能源基础设施的智能监测等方向开展研究。
英飞凌科技奥地利股份公司首席执行官Sabine Herlitschka表示：“各学科的交叉往往能够带来重大的科技创新。其中，医学与微电子的融合创新尤为明显，以此为基础，我们能够更加精准地进行生命体征检测，为提升医疗保健水平创造巨大潜力。基于欧洲的“Listen2Future”研究项目，英飞凌正在与来自产业、医学和科研领域的优秀合作伙伴携手合作，共同展示 “数字耳朵”在医疗等领域所发挥的作用。同时，我们也在携手并进，为推动声学在该关键领域的应用作出重要贡献。”
欧洲已经在MEMS传感器方面具有领先优势，拥有全球超过40%的市场份额。基于该项目的研究成果，欧洲公司的市场地位将得以进一步加强。
英飞凌科技电源与传感系统事业部总裁Adam White表示：“全球对小型化、高能效系统级解决方案的需求正在增长，半导体在其中发挥着关键作用。传感器负责采集数据，微控制器负责处理并传输数据。英飞凌提供高质量的MEMS微控制器和解决方案。通过“Listen2Future”研究项目，我们现在可以进一步开发一流的声学传感器系统。同时，结合高效的处理器和人工智能技术，凭借在该领域的专业知识和技术积淀，英飞凌将与研究伙伴并肩合作，将整个系统的性能提升至新水平。此项研究具有巨大的应用潜力，并将长期创造可持续的效益。”
精准捕捉声音并将其可视化
微型MEMS麦克风能够在低能耗的情况下，保证助听器和听力探头、智能手机或免提设备实现无损音质。在医疗领域，利用超声波技术进行检查是最为常见的诊疗手段之一，该技术可用于妊娠、甲状腺、肝脏或心脏的检查。工业领域则借助超声波来检测摩擦、振动现象或者检查受损区域，以便在设备维护或预测性维护中能够更加轻松、快速地发现问题。但这些设备仍存在局限性：工作效果会受到频率范围影响并会随之产生差异，通常而言这些设备只能提供快照并且体积大、价格高。“Listen2Future”研究团队正在着力解决相关难题。
新一代传感器
该研究团队正在开发基于新型柔性薄膜材料的微型压电式超声波传感器和麦克风传感器。有赖于新材料的发展和领先的传感器概念，此类电子器件有望提供更加精准的信号、更加清晰的图像以及更好的音质，同时具备可扩展性、灵活的适应能力以及低功耗等特点。目前，基于整条开发链开展的研究正在如火如荼地进行中，范围涵盖从材料、设计、信号处理、组装和封装技术、软件开发和人工智能算法，到可集成的小型系统级解决方案等方方面面。最终，整个系统将变得更加智能、小巧、稳健、节能、灵活机动。
具体应用领域
更低功耗的迷你助听器
在欧洲，约有3400万人的听力受损，但其中，只有约三分之一听力受损的人能够获得专业支持并使用助听器。体积更加小巧且易于使用的助听器，将显著提升听力受损人群的接受度并提升医疗保健水平。MEMS压电式麦克风的技术进步，将有望实现体积最小、最稳健且防水的产品设计，并通过高效的能量转换，将功耗降低15%以上。此举不仅能够改善用户体验，让助听器佩戴起来更加舒适，同时还将延长助听器的电池使用寿命。
用于婴儿感染检测的高精度超声波技术
全新的小型超声波探头能够快速且轻松地诊断婴幼儿感染以及脑膜炎等危及生命的疾病，整个过程无痛、无创。由“Listen2 Future”研究项目开发的高度集成且具有高性价比的MEMS技术，有助于推动上述设备的广泛普及，使其在医院之外的场景或者发展中国家也能广泛使用。该研究成果有助于进一步降低发展中国家的新生儿死亡率。
用于监测心脏状况的便携式贴片
该研究项目还有望显著推进柔性超声波贴片的发展。可穿戴的超声波贴片能实现永久、连续且无创的心脏监测，例如监测心输出量、供血不足和心脏泵血容量等。未来，患者将能够在家中通过贴在胸前的超声波贴片，对心脏机能进行无痛且持续的自主监测。此外，医生也将借此获得更多信息，以便提供更优质的医疗服务，减少患者的住院时间。
复合材料与电力网络监测
得益于该研究项目的推动，用于对材料和质量进行持续监控的集成系统获得了新进展。借助上述技术和系统，工程师将能够精确检测航空航天器件的状态，以了解其剩余的使用寿命。电网的在线状态监测将能够持续监测关键器件，防止意外故障的发生，并优化预测性维护能力。
