汽車MEMS傳感器的應(yīng)用與主要廠商盤點

據(jù)調(diào)研機構(gòu)Yole Developpement發(fā)布,2017年MEMS市場總額預(yù)計為129億美元,比2016年的114億美元增長了13%。隨著萬物互聯(lián)時代越走越近,市場對于MEMS產(chǎn)品的需求還將進(jìn)一步提升。MEMS的全稱是微型電子機械系統(tǒng)(Micro Electromechanical System),是利用半導(dǎo)體制造工藝和材料,將傳感器、執(zhí)行器、機械機構(gòu)、信號處理和控制電路等集成于一體的微型器件或系統(tǒng),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級。與傳統(tǒng)的機械傳感器相比,MEMS傳感器具有體積小、集成化、智能化、低成本等優(yōu)點,可以滿足物聯(lián)網(wǎng)時代對于傳感器的要求。
MEMS是一項革命性的新技術(shù),廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),是一項關(guān)系到國家科技發(fā)展、經(jīng)濟繁榮和國防安全的關(guān)鍵技術(shù)。常見的產(chǎn)品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風(fēng)、微馬達(dá)、微泵、微振子、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器等以及它們的集成產(chǎn)品。
汽車MEMS傳感器的應(yīng)用
汽車電子行業(yè)被認(rèn)為是MEMS傳感器的波應(yīng)用高潮的推動力量,MEMS傳感器在汽車上應(yīng)用的快速發(fā)展主要是受益于各國*全面推出汽車安全規(guī)定和汽車智慧化的發(fā)展趨勢。平均每輛汽車包含10個傳感器,在汽車中,大約采用25至40只MEMS傳感器,車越好,所用的MEMS就越多。MEMS傳感器不僅能適應(yīng)汽車苛刻的工作環(huán)境,還具有高可靠性、高精度和低成本的特點。其應(yīng)用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動手剎(EPB)、斜坡起動輔助(HAS)、胎壓監(jiān)控(EPMS)、引擎防抖、車輛傾角計量和車內(nèi)心跳檢測等等。目前,壓力傳感器、加速度計、流量傳感器與陀螺儀四種器件合計占汽車MEMS系統(tǒng)的99%。

1、MEMS壓力傳感器

MEMS壓力傳感器是汽車中應(yīng)用多的傳感器, 至少18個汽車應(yīng)用領(lǐng)域促進(jìn)壓力傳感器的增長,包括:輪胎壓力,電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的剎車傳感器,側(cè)面氣囊,與日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的引擎控制,大氣壓力與廢氣再循環(huán)壓力。這種傳感器用單晶硅作材料,以采用MEMS技術(shù)在材料中間制作成力敏膜片,然后在膜片上擴散雜質(zhì)形成四只應(yīng)變電阻,再以惠斯頓電橋方式將應(yīng)變電阻連接成電路,來獲得高靈敏度。車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種常見的形式。

2、MEMS加速度計

MEMS加速度計的原理是基于牛頓的經(jīng)典力學(xué)定律,通常由懸掛系統(tǒng)和檢測質(zhì)量組成,通過微硅質(zhì)量塊的偏移實現(xiàn)對加速度的檢測,主要用于汽車安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)等,除了有電容式、壓阻式以外,MEMS加速度計還有壓電式、隧道電流型、諧振式和熱電偶式等形式。其中,電容式MEMS加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點,是MEMS微加速度計中的主流產(chǎn)品。