SMART SENSING 

FOR

IOT

JULY 13

TH

2016 - SEMICONWEST

FRANÇOIS BEAUCHAUD

BOSCH SENSORTEC

BOSCH SENSORTEC

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

2

Yearly volume increase

of MEMS production

Ac

cumul

at

ed

sens

or

pr

oduc

tion

(m

io

)

7,000

6,000

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

3

Bosch – The MEMS supplier

Automotives

►

Accelerometers

►

Angular rate sensors

►

Pressure sensors

►

Mass-flow-sensors

Consumer Electronics

►

Accelerometers

►

Geomagnetic sensors

►

Gyroscopes

►

Pressure sensors

►

Humidity sensors

►

Combo sensors

►

ASSNs

►

MEMS microphones

Internet of Things

►

Smart sensors / actuator nodes

►

Embedded SW & algorithms

►

Customized IoT sensor &

actuator solutions

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

4

Waves of MEMS

sensor proliferation

1990

2000

2010

2020

1st wave

Automotives

2nd wave

Consumer

Electronics

3rd wave

Internet of Things

(IoT)

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

5

What are MEMS?

M

icro-

E

lectro-

M

echanical

S

ystems

►

MEMS are miniature systems that combine tiny mechanical structures with electronic circuits. Typical individual structures have a size of a few µm.

►

The MEMS sensor element is usually packaged together with an ASIC and made into one unit, e.g. into a LGA package.

1

2

5

4

3

MEMS

ASIC

Decoupling unit

Bonding wires

Printed circuit board (PCB)

1

2

3

4

5

2.5 mm

2.5 mm

0.93 mm

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

6

Full Solution Development

The Hardware Challenge

Inertial

Pressure

Environmental

Geomagnetic

Each product segment requires specific technology (not fully CMOS compatible)

Challenge for integration, need for advanced packaging technologies (SiP)

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

7

Sensors Subsystem

Today

Details

•

Sensor Hubs 

enable Always-on sensor monitoring 

in complex systems 

•

Sensor Fusion 

is happening at the lowest level

•

Sensor types

expending 

rapidly (HR, 

Environmental, …)

•

Sensor subsystems 

offer the best

compromises

between 

flexibility

(running on the main processor) 

and 

optimization

(embedded within the sensor)

•

No 

One-size-fits-all

: Each Sensor 

Subsystem is tailored to its target 

application

•

Processing

can be 

distributed

between multiple components of the 

subsystem depending on the 

requirements

Sensor Hub

Main

Processor

Software

GPS Wireless …

INTs

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

8

Power efficiency (arrow points to more efficient location)

Memory cost efficiency (arrow points to more efficient location)

AP

Cortex M4F

uC

Sensor

Hub

Sensor

~10 x

~10 x

~10 x

AP

Cortex M4F

uC

Sensor

~5 x

~3 x

Memory cost efficiency

Optimized Power numbers

Sensor

Hub

~3 x

Sensor Subsystems

Integration of MEMS sensors and MCUs

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

9

More use cases than just portrait / landscape

Outdoor

Context

Fitness

Wellness

Outdoor

►

GPS

Indoor

►

Step count & heading

►

Localization

►

Improve with pressure

User’s context

►

In a meeting

►

Outside

►

Sitting and eating

►

Watching TV

►

Activity recognition

Sports trainer

►

Step counter

►

Fitness level

►

Calorie monitoring

►

Swimming

►

Running

►

Snowboarding

►

Climbing

Well-being

►

Sleep monitoring

►

Activity

►

Socializing

Stress monitoring

►

Speaker assistant

►

Stress level

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

10

Internet of Things – Making objects smart

Wireless connected smart sensors and actuators are enabling the IoT

MEMS Sensors

Micro-Controller

Connectivity

Embedded Software

Power Management

Small Form Factor

If you want to increase your

comfort,

productivity, health, security

and

lifestyle

, you have to create smart, 

interactive and sensitive systems. 

Therefore, you have to enable things
to sense.

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

12

Size / power

Continue shrinking of sensor footprint / size

and power consumption

(e.g. accelerometer)

Integration / µC + SW

Integration of multi-axis sensors + µC + SW in 

combo package (e.g. motion / orientation)

New measurements

Rise / emergence of novel sensor clusters

(e.g. environmental cluster – T, p, H, …)

MEMS technology

is ready for IoT

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

13

Fast innovation in environmental sensing

Pressure

Temperature

Humidity

Gas

BMP280

BME280

BME680

Quantify yourself

►

Well-being recommendations

►

Personalized environment

►

Sport and fitness monitoring

Personalized control

►

Environmental monitoring

►

Personal weather forecast

►

Home automation

Environmental measurement

►

Barometric pressure

►

Humidity

►

Temperature

►

Gas / indoor air quality

Combo sensors: Sensing our environment

New drivers for new applications

© Bosch Sensortec GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Sensortec | Marketing | 11.04.2016

14

IoT – from monitoring to control

Connected smart, self-enabling sensor networks – integrated within one eco-system via Internet

TODAY, 

THREE OUT OF

FOUR SMART PHONES

WORLDWIDE

USE BOSCH 

SENSORTEC SENSORS.