蘋果向來喜歡玩神秘，但各路真粉假粉對它的猜測和關注卻從來沒少過。互聯網的大v和腦洞黨們時不時的爆料一點真假消息，比如iphone8的oled屏幕、取消home 鍵、無線充電、雙卡雙待、玻璃機身金屬中框等等，憑據部分來自手機發展的大趨勢、部分來自蘋果被曝光的專利申請。
其中，2月14日一項蘋果專利授權就曝光表明，蘋果公司正尋求利用其收購的luxvue公司的技術，在新產品上采用能讀取指紋的顯示屏，傳統的指紋傳感器或將消失。這似乎佐證了iphone 8的概念模型機采用無邊框顯示屏的傳聞。
但要實現無邊框顯示屏就必須通過移動、隱藏或去除屏幕上現有的某些元件，如環境光傳感器、接近傳感器和touch id指紋傳感器等。
這些傳感器有什么作用？為什么iphone8也要為它們慎重考慮？手機里到底有多少種傳感器？傳感器是想藏就能藏的嗎？……帶著這些疑惑，我們來看看智能手機里的傳感器及其作用。
1加速度計
加速度計用來測量物體運動的加速度值。只要跟手機運動相關感測的幾乎都與加速度計有關：計步、手機的姿態測量、相關的動作游戲等。現階段用在手機里面的加速度計都是基于mems技術的，里面的微機械結構為運動部件,由于外界運動會影響結構的電容、壓阻等電學特性，由此來測量加速度值。
現在智能手機的加速度計一般都是三軸的，因為手機的運動是三維的，所以需要三個軸來感知手機的運動，通過對這個有大小有方向的矢量的測量，可以判斷手機是否是靜止或者勻速直線運動，而此時通過對其方向的判斷，便可知道手機的姿態，這就是橫豎屏翻轉的原理。
主要廠商：意法半導體、博世、invensense、美新半導體、羅姆（kionix）、mcube、明皜傳感、士蘭微電子、矽睿科技、敏芯微電子、gmems。
2陀螺儀
陀螺儀通過測量旋轉產生的科氏加速度來獲得角速度。現階段用在手機里面的陀螺儀也都是mems陀螺儀，里面的微機械結構為振動件。主要用來照相防抖，以及配合加速度計（有的還有磁傳感器）形成的組合傳感器來完成特定的功能，如照相防抖、慣性導航、玩游戲時的角速度測試等。
手機里陀螺儀實際上是一個結構非常精密的芯片，內部包含超微小的陀螺，陀螺儀測量的參考標準是內部中間在與地面垂直方向上轉動的陀螺，通過設備與陀螺的夾角得到測量結果。陀螺儀的強項在于測量設備自身的旋轉運動角度，但不能確定設備運動的方位。
主要廠商：意法半導體、博世、invensense、深迪半導體、士蘭微電子、矽睿科技
3磁力計
磁傳感器廣泛用于現代工業和電子產品中以感應磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數。磁力計的原理跟指南針原理類似，可以測量出當前設備與東南西北四個方向上的夾角。
根據工作原理，磁力計主要分為霍爾效應（hall effect）、各向異性磁阻（amr）、巨磁阻（gmr）、穿隧磁阻（tmr）、磁阻抗效應（mi）、磁通門（fgs）等類型。
大家可以自行腦補一下初中時學過的電磁感應~~
主要廠商：akm、雅馬哈、阿爾卑斯電氣、愛知制鋼、美新半導體、博世、矽睿科技、愛盛科技、深迪半導體、明皜傳感
*補充：
在實際應用中，由于應用、誤差修正、誤差補償的需要，往往會組合使用上述傳感器，充分利用每種傳感器的特長，讓最終的運算結果更準確。
所以，陀螺儀知道“我們轉了個身”，加速計知道“我們又向前走了幾米”，而磁力計則知道“我們是向西方向”的。
現在手機里所謂的重力感應器、方向感應器等等，都是基于加速度計、陀螺儀、磁傳感器以及gps的數據獲得的派生傳感器。
4磁力計
運用于氣壓計的氣壓傳感器，基本都是依靠不同高度中氣壓的變化來獲取測量值。普通的氣壓計原理是依據氣壓計里面水銀的高度來測量當前的氣壓值，而手機中的氣壓計沒有液體水銀，代替的是氣壓傳感器的感測，并將大氣壓轉換成海拔高度。
在蘋果2014年發布的iphone 6手機中，多了一個氣壓傳感器。智能手機內嵌式氣壓傳感器用以測量手機持有者的相對海拔高度，通過傳送個人所在海拔高度，通過gps獲取三維空間坐標及時間坐標的處理速度將大幅加快，有助于提升手機gps定位效率。
舉個例子，在 ios8 系統中有一個健康應用，可以通過氣壓計來監測我們所爬的樓層
內嵌式氣壓傳感器也有助于智能手機使用者獲知實時的周圍氣壓變化數據，進而了解天氣變化；如果加上內嵌式濕度傳感器技術，通過搜集各地使用內嵌式氣壓及濕度傳感器的實時數據，有助于官方或氣象學家進行氣象預報，大幅提升天氣預測的準確度和時效性。
主要廠商：博世、意法半導體、恩智浦（飛思卡爾）、泰科電子（精量電子）、歐姆龍、村田、康森斯克、歌爾聲學、敏芯微電子、麗恒微電子、惠貽華普、美泰科技
5麥克風
麥克風，學名為傳聲器，是將將空氣中的變動壓力波轉換為音頻電信號的傳感器。
mems技術制造的麥克風近幾年取代了過去的駐極體麥克風，具有改進的噪聲消除性能與良好的 rf 及 emi 抑制能，mems麥克風在不同溫度下的性能都十分穩定，其敏感性不會受溫度、振動、濕度和時間的影響。
以美國樓氏電子（knowles）和中國的歌爾聲學、瑞聲科技為主導，mems麥克風已經基本替換了大部分手機中的傳統麥克風。
knowles用在iphone中的麥克風
主要廠商：樓氏電子（knowles）、歌爾股份、瑞聲科技、bse、invensense、意法半導體、cirrus logic（wolfson）、博世（akustica）、共達電聲、芯奧微、敏芯微電子。
6麥環境光和接近傳感器
光線傳感器是一種光敏元件，通過感受機身環境光的強度以及變化，從而調整機器屏幕的亮度、鍵盤背景燈亮度以及其它拓展功能。
接近傳感器，以無需接觸檢測對象即可進行檢測的傳感器的總稱，能檢測對象的移動信息和存在信息進而轉換為電信號。
接近傳感器發射紅外光，光從物體上反射回光電二極管。不同物體的紅外反射率是不同的，如果沒有物體，就不會發生反射，在光電二極管上就沒有信號。
舉個例子，手機中自動調節亮度的功能就是依賴于光傳感器；而接聽電話時，手機貼近耳朵自動黑屏、離開耳朵時自動恢復的功能，則是依賴于接近傳感器。
主要廠商：ams、intersil、威世、美信、安華高、芯科科技、意法半導體、凌耀科技、光寶科技、夏普、艾普柯微電子
*補充：
光線傳感器和接近傳感器一般都會安裝一起，位于手機正面聽筒周圍。但這樣就會產生一個問題——手機的額頭上存在太多洞孔或黑色長條會影響整體美觀性。
所以蘋果公司一直在想方設法減少手機正面的開孔或者隱藏開孔。黑色面板的手機可以輕易隱藏這兩個傳感器，白色面板手機想要隱藏傳感器的難度比較大。但蘋果從iphone5開始，將光線傳感器做成了白色，巧妙的隱藏起來。
很多國產手機廠商暫時無法做到這點，他們只能選用更小尺寸的傳感器，將光線+接近傳感器放在一起做成更小的長條形或是和攝像頭一樣大的大圓形，這樣相對美觀。
7圖像傳感器
圖像傳感器是攝像頭內部用于接收光學信號的元件，配合鏡片組以及圖像處理器（isp）可以實現拍攝照片的功能，這三者共同決定成像質量的好壞。
索尼的cmos圖像傳感器
圖像傳感器上擁有眾多接收光線信號的像素點，它們將自己接收到的光線信號轉換成電信號，并通過isp轉化成我們在屏幕中看到的照片。
這些像素點是決定圖像效果最重要的因素。如果圖像傳感器中集成了很多像素點，那么拍到的照片將會存留更多信息，細節會更好；如果像素越大，那么每個像素接收光線的能力就越強，最大的好處就是降低了曝光時間、增加了暗光環境拍攝成功率，色彩也會更豐富銳利。
隨著傳感器技術的發展，圖像傳感器早已被廣泛應用于消費電子、醫療電子、航空電子等領域。
主要廠商：索尼、三星、豪威科技、安森美、佳能、東芝、松下、sk海力士、格科微、意法半導體、思比科微電子、比亞迪微電子、原相科技
*補充：
對于圖片成像，我們必須了解幾點 ：
1.圖像傳感器并非像素越高越好。因為手機體積決定圖像傳感器不能設計過大，所以如果像素過高，像素點過多，那么單個像素面積便會減小。
2.除了像素，鏡頭同樣可以影響畫質。有些鏡頭帶有鍍膜，可以阻擋紅外線干擾，降低照片的炫光、紫邊等現象。
3.光學防抖可以通過延長曝光時間的方式提升暗光環境下的拍攝能力，以及防止拍攝視頻時抖動導致的模糊成像。
8指紋傳感器
指紋傳感器是實現指紋自動采集的關鍵器件。指紋傳感器目前主要分為兩類，光學指紋傳感器和半導體指紋傳感器。
光學指紋傳感器主要是利用光的折射和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會不一樣。cmos或者ccd的光學器件就會收集到不同明暗程度的圖片信息，就完成指紋的采集。
半導體指紋傳感器，無論是電容式或是電感式，其原理類似，在一塊集成有成千上萬半導體器件的“平板”上，手指貼在其上與其構成了電容（電感）的另一面。由于手指平面凸凹不平，凸點處和凹點處接觸平板的實際距離大小就不一樣，形成的電容/電感數值也就不一樣。設備根據這個原理將采集到的不同的數值匯總，也就完成了指紋的采集。
而蘋果的新專利“配備紅外二極管的交互式屏幕面板”，描述了一種可以識別用戶指紋的顯示屏，不需要專門的 touch id 傳感器。該技術是用較小的紅外光發射器和傳感器代替較大的電容傳感器，發射器和傳感器位于 rgb led 顯示基板旁邊或安裝在基板上的微芯片上。工作原理是通過從用戶的手指反射回紅外光并回到感測二極管。
基于micro-led技術的光學指紋傳感器
主要廠商：蘋果（authentec）、新思科技、fingerprint cards、匯頂科技、思立微、邁瑞微電子、敦泰電子、高通、集創北方、比亞迪微電子、信煒科技。
9壓力觸控傳感器
關于壓力觸控傳感器，不得不提到蘋果iphone對觸摸屏帶來的變革。第一代 iphone 為全世界帶來了多點觸摸技術，從此改變了我們體驗科技的方式。
而在2015年9月9日發布的iphone 6s和6s plus中，新一代3d touch觸摸技術橫空出世，可以感應用戶按壓顯示屏的力度，讓用戶更快速、更便捷地處理各種重要事務，為智能手機的使用體驗開拓出全新的維度。
其顯示屏的背光層中集成了電容式壓力傳感器，能測出表層玻璃與背光之間距離的細微變化，從而轉換成壓力變化。同時，它還能通過全新的線性致動器（taptic engine）產生輕微的觸感反饋。
3d touch的快速操作功能
主要廠商：蘋果、hideep、歌爾股份、nextinput、敏芯微電子、敦泰電子、新思科技、賽普拉斯、匯頂科技、愛特梅爾
10觸控芯片
觸摸屏主要由觸摸檢測部件（觸摸屏面板）和觸控芯片兩部分組成。觸摸屏面板本質上是一種傳感器，用于檢測觸摸動作信息，接收后送至觸控芯片。觸控芯片的主要作用是從觸摸屏面板上接收相關信息，并轉換成觸點坐標送給處理器（cpu），同時也可以接收cpu發來的命令并執行。
手機觸摸屏組成
主要廠商：敦泰電子、新思科技、晨星半導體、匯頂科技、思立微、集創北方、比亞迪微電子、海櫟創微電子、原相科技。
11心率傳感器
目前心率傳感器有兩種，一種是通過光反射測量的光電心率傳感器，它的工作原理是：把一個光線感應器放置在綠燈旁，當你皮膚下的血液脈沖，會改變光線感應器的亮度，而亮度的變化就是心跳的信號；另一種是利用人體不同部位電勢進行測量的電極式心率傳感器。
前者盡管測量準確度欠佳，但優勢在于體積小，所以目前所有的移動終端都用該種方式測量。后者在醫院中測量心電圖的時候我們經常會看到，通過測量人體不同點的電勢變化，從而測量出心率變化，該方法測量精準，但必須同時監測人體的兩個部位。我們平時用手機和手表的時候都是單手接觸產品，所以無法做到持續監測。
電極式心率傳感器目前還無法應用于較小的穿戴設備上，但目前已經有廠商在為此而努力了。作為個人健康設備的超級武器，該功能可以通過監測心率來追蹤運動強度、不同的運動訓練模式等，并可以針對這一數據推算睡眠周期等與之關聯的健康行動數據。
主要廠商：美信、亞德諾、芯科科技、ams、歌爾股份、艾普柯微電子、原相科技
12氣體傳感器
氣體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉換成可以被人員、儀器儀表、計算機等利用的信息的裝置。“氣體傳感器”包括：半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器等。
氣體傳感器在有毒、可燃、易爆、二氧化碳等氣體探測領域有著廣泛的應用。
主要廠商：ams、ccmos、煒盛科技、歌爾股份
目前智能手機早已不是簡單通信工具，集成各種功能，擔任起個人助理的角色，而各項功能的實現離不開傳感器技術和工藝的發展。上文中提到的加速度計、陀螺儀、麥克風、氣壓傳感器等，都是應用了目前最新的mems工藝，用mems工藝制造傳感器的顯著優點是——微型化、集成化、低成本化。
舉個例子：
傳統的northrop grumman的軍用半球形陀螺儀，大小和一個美元硬幣的對比如圖。為了保證軍用的精確度和性能，這樣一個陀螺儀的產量之低、價格之高可想而知。
隨著智能手機時代的到來，我們總不能把這么大的加速度計和陀螺儀放在手機里面吧，并且民用的精確度比軍用低。有了mems技術，我們手機里面的加速度計和陀螺儀可以變成比硬幣還小的體積。
無論iphone 8是否像傳言一樣，移除touch id以及home鍵，配備支持面部識別的前置3d激光掃描儀，還是將光感傳感器安裝在基板旁邊或基板上的微芯片上，其創新的背后都有mems工藝的支持。進一步說，mems幾乎可以革命性地影響到所有類別的電子產品。
而我國的mems產業和ic產業相比，雖然同樣與國外先進水平存在差距，但由于mems產業在全球興起時間不長，僅僅是一個起跑快慢的區別，在個別領域，例如麥克風產品已經具有了可觀的市場占有率。特別是移動互聯網和物聯網的快速發展，將對mems我國產業產生深遠的影響，并將催生大量新的產品、新的應用，帶動mems產品在日常生活及工業生產中的普及化。
以華強旗艦平臺mems線上交易專區為例，充分利用線上交易的優勢，將mems原廠與終端買家通過高效線上交易平臺對接，保證產品品質的同時，縮短供應鏈。
華強旗艦與中國半導體行業協會mems分會副秘書長單位麥姆斯咨詢合作，將依托于華強集團的行業生態系統與麥姆斯咨詢的媒體資源整合起來，打通mems和傳感器產業供應鏈的上下游，將是對傳統市場的革新。
圖：明皜傳感、納芯微、敏芯微、多維科技等二十多家mems原廠已入駐
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