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MEMS传感器的下一个春天会是汽车市场吗?

www.cechina.cn2019.02.02阅读 5905

  在汽车电子控制系统的快速增长的市场需求下,汽车传感器技术不断发展。未来汽车传感器的发展总体趋势是智能化、微型化、集成化、多功能化以及新材料和新工艺制成的新型传感器。MEMS技术传感器成为汽车传感器的主要部件。
  因为智能手机、移动网络、社群媒体等造就了MEMS的第一波浪潮,接下来则进入智能工业时代www.cechina.cn,也就是“工业4.0”时代,同时自动驾驶以及无所不在的自动化,将带来MEMS下一波浪潮。

  1无处不在的汽车传感器
  汽车传感器可分为环境监测、车身感知两大类。在一辆汽车所配臵的传感器中,呈现出环境监测传感器量少价高,而车身感知传感器量多价廉的特点。
  同时,随着汽车 SAE 级别的提升,所需的环境监测传感器数量增长迅速,占据了汽车传感器总成本的绝大部分。
  车身感知传感器用于获取车身信息,如胎压、油压、车速等,是维持汽车正常、稳定、安全行驶所必备的基础传感器。按测量参数类型的不同,车身感知传感器包括压力传感器、加速计、陀螺仪、流量传感器等。
  以 MEMS 工艺生产该类传感器,具有低成本、高可靠性、小体积等优势,已逐步取代了基于传统机电技术的传感器。

  2发展最短潜力最大的MEMS传感器
  MEMS传感器行业是一个新兴的行业,在中国商业化的时间不到10年,而在全球也只有20余年的产业化历程。MEMS传感器代表了未来传感器的发展方向,具有体积微小、低功耗、一致性高等特点,可大批量、低成本制造,大大拓宽了传感器的应用领域,为智能设备的发展奠定了重要的技术基础,亦是物联网的重要组成部分。
  目前,MEMS传感器主要有三大细分市场,分别是:MEMS麦克风市场、MSME压力传感器市场、MEMS惯性传感器市场。
  得益于汽车和消费类市场应用的增长,MEMS传感器的市场也在不断扩张,有趣的是,尽管压力传感器是最“古老”的MEMS技术之一,但仍能保持市场增长。在汽车领域,压力传感器应用最多,MEMS压力传感器具有许多优势,例如无惧有害废气和恶劣的行车环境,更高的精度等等。
  对于消费类市场,移动设备和智能手机仍然占据着90%的市场营收,并且,相对于尺寸缩小,降低成本更为重要,因为其尺寸已经很小了。尽管在可预计的未来,还不会出现有力的杀手级应用,但是,新应用正在兴起:智能家居、电子烟、无人机以及可穿戴设备等。

  3汽车传感器已经成MEMS传感器主要市场
  车用MEMS传感器的应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统(ABS)、电子车身稳定程序(ESP)、电控悬挂(ECS)、电动手刹(EPB)、斜坡起动辅助(HAS)、胎压监控(EPMS)、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。
  随着高端汽车与智能汽车的普及,以及无人驾驶技术的推进,超声波传感器、图像传感器、激光雷达传感器、微波传感器、红外传感器等也都被采用。汽车传感器已经成为MEMS传感器的一个主要的应用市场。
  传感器在过去20年来在消费类电子大量被采用后,将在工业市场逐渐成长,由于工业市场需要更稳定的、周期更长的运作将会在工业产品领域承诺“十年供货”;此外,因精确度是传感器的关键功能之一。
  在三大应用来说,汽车MEMS传感器市场最被看好,目前虽然出货成长性最好的工业应用,但预期汽车应用会有爆发性成长,像是ADAS、车钥匙、车用水平调整等,都是传感需求扩大的实例。

  4汽车电子控制系统的主要信息源
  汽车市场已经成为传感器的重要应用市场,MEMS汽车传感器作为汽车电子控制系统电子控制系统的重要信息源控制工程网版权所有,对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。当前,一辆普通家用轿车上大约安装了近百个传感器,而豪华轿车上的传感器数量多达200个。
  车用MEMS传感器的应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统(ABS)、电子车身稳定程序(ESP)、电控悬挂(ECS)、电动手刹(EPB)、斜坡起动辅助(HAS)、胎压监控(EPMS)、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。
  随着高端汽车与智能汽车的普及,以及无人驾驶技术的推进,超声波传感器、图像传感器、激光雷达传感器、微波传感器、红外传感器等也都被采用。汽车传感器已经成为MEMS传感器的一个主要的应用市场。
  目前,压力传感器、加速计、陀螺仪与流量传感器四类器件合计占汽车MEMS系统的99%。
  其五年增长率均在3-12%。MEMS压力传感器是汽车中应用最多的传感器控制工程网版权所有,汽车用MEMS压力传感器的价格大概在5~7美元。在汽车领域,MEMS压力传感器营业收入2013年预计达到12.6亿美元,占当年总体产业营业收入的74%。
  至少18个汽车应用领域将促进传感器的增长,包括:轮胎压力CONTROL ENGINEERING China版权所有,电子稳定控制系统中的刹车传感器,侧面气囊,与日益严格的排放标准相关的引擎控制,大气压力与废气再循环压力。

  5MEMS传感器在汽车领域广泛应用
  随着汽车安全应用与降低碳排放的关注度日益提升,MEMS 传感器在汽车电子领域的渗透率逐渐提高,除此之外,无人驾驶等新兴技术也推动着MEMS 传感器进一步普及。
  2010 年全球平均每辆汽车包含9.2 个传感器,中国汽车含有5 个控制工程网版权所有,但中国扩大部署安全气囊和轮胎压力监测系统(TPMS),将推动中国汽车平均传感器数量到2015 年增加到10 个控制工程网版权所有,在每辆汽车中,光TPMS 系统就要使用4.2 个汽车MEMS 传感器,目前中国已超越日本成为第三大汽车MEMS 市场。
  当下汽车上常见的传感器有加速度计、陀螺仪、电子罗盘、气压计、红外传感器、超声波传感器、激光测距仪、雷达传感器等。

  6结尾
  虽然MEMS技术在性能、尺寸和重量上控制较好,但成本仍然是个挑战。自动驾驶的故障操作模式允许使用更高的价格的传感器,即使到2030年自动驾驶汽车数量仍相对较少。
  尽管如此,与工业应用相比,汽车的销量仍然具有非常大的吸引力,它为航位推算传感器提供了利润丰厚的未来市场。
  对于汽车领域的MEMS技术,需要有清醒的认识,MEMS未来会改变出行的方式,MEMS在很多领域拥有高增长的市场机遇,汽车市场会不会成为MEMS传感器的新的金矿仍需要时间和数据来检验。
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