磁傳感技術(shù)市場(chǎng)及應用

作者/ 王金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：國內磁傳感器廠(chǎng)商主要在做四種磁傳感器，即霍爾效應、AMR、GMR和TMR。這四種產(chǎn)品主要分成消費類(lèi)、車(chē)載以及工業(yè)和能源三個(gè)大的市場(chǎng)。本文根據“中國(上海)國際傳感器技術(shù)與應用研討會(huì )”之“磁傳感技術(shù)及應用”研討會(huì )的相關(guān)報告，介紹了磁傳感器的市場(chǎng)發(fā)展狀況，并介紹了新一代傳感器的特性及要求。

磁傳感器的四種產(chǎn)品和三大市場(chǎng)

　　目前，國內磁傳感器廠(chǎng)商主要在做四種磁傳感器，即霍爾效應、AMR、GMR和TMR。矽?？萍嫉难邪l(fā)副總監鄒總介紹稱(chēng)。對于常用的這四種產(chǎn)品，在國內產(chǎn)業(yè)鏈中比較成熟，這四種產(chǎn)品主要分為三個(gè)大的市場(chǎng)，第一個(gè)市場(chǎng)是消費類(lèi)市場(chǎng)，這是比較大的市場(chǎng)，主要在智能機升級后的指南針的應用，比如在攝像頭中的應用，另外在白色家電，還有數碼相機里面都有產(chǎn)品;另一個(gè)較大的市場(chǎng)是車(chē)載，車(chē)載里面主要有三大類(lèi)，第一類(lèi)是關(guān)于磁的位置，另外還有用來(lái)檢測速度的磁傳感器，第三個(gè)是用來(lái)檢測電流的磁傳感器;工業(yè)和能源是另外一個(gè)市場(chǎng)。消費類(lèi)磁傳感器市場(chǎng)在2010年到2012年有比較大的增長(cháng)，它的銷(xiāo)售額呈現縮小的態(tài)勢，工業(yè)和能源比較平穩。對于磁工藝鏈，首先要生產(chǎn)圓片，另外，相應的工藝和普通工藝不一樣，霍爾效應、AMR、GMR和TMR四種傳感器的架構不一樣，每一種架構和工廠(chǎng)工藝需要磨合，除此以外，系統解決方案也是很重要的一方面。

　　據2014年IHS對廠(chǎng)商的統計，前10家都是IDM(整合元件制造商)，他們的特點(diǎn)也是長(cháng)期的投資，我們很少看到代工廠(chǎng)可以做，現在只有臺積電和華虹。它的芯片情況決定了它的工藝鏈問(wèn)題。需要特定的設備和特定的工藝，也需要長(cháng)期大量的投資，這也決定了不同的磁傳感器廠(chǎng)商采取的策略是完全不一樣的。QST很清醒地認識到，在目前的狀態(tài)下需要更高效存活的方式，現在走的是虛擬AMR方式，部分生產(chǎn)設備委托第三方，自己開(kāi)發(fā)特有的工藝，這樣成本的分攤會(huì )很有效。

　　國內的磁傳感器發(fā)展的狀況可以分為四個(gè)部分，第一是芯片面積隨著(zhù)時(shí)間的推移，從1.6mm×1.6mm到如今有的廠(chǎng)商已經(jīng)推出了1.2mm×1.8mm的產(chǎn)品，芯片的面積已經(jīng)縮小了1倍;第二是在國內的銷(xiāo)量也有巨大增長(cháng)，2012年量較小，預計2018年，國內的銷(xiāo)量相對于2012年將有巨大增長(cháng);第三是關(guān)于手機的搭載率，國外市場(chǎng)和國內市場(chǎng)完全不一樣，蘋(píng)果從iPhone3已經(jīng)開(kāi)始搭載地磁傳感器了，國內一部分手機還沒(méi)有搭載地磁傳感器，這兩年隨著(zhù)本土品牌逐漸受到重視，地磁傳感器搭載率會(huì )越來(lái)越高，預計到2018年搭載率將會(huì )達到70%左右。由于這是成熟的市場(chǎng)，量上來(lái)了，品牌價(jià)格將會(huì )往下走，價(jià)格競爭是比較殘酷的，在這種狀態(tài)下，國內的磁傳感器公司將會(huì )有比較大的機遇，來(lái)源將會(huì )是幾個(gè)方面。第一是我國半導體自主發(fā)展持續的投入，包括這兩年國內的磁傳感器廠(chǎng)商發(fā)展也與此相關(guān);另外，更重要的是市場(chǎng)設計和市場(chǎng)應用在往中國走，國內的生產(chǎn)廠(chǎng)商后端越來(lái)越緊密;第三就是國內具備了完整的磁傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈，從芯片生產(chǎn)到后期的封裝都已經(jīng)可以在國內完成;第四是國內的磁傳感器的水平也在逐步提高，逐漸被國內的廠(chǎng)商接受。再有就是國內的廠(chǎng)商有本土的優(yōu)勢，更接近市場(chǎng)和需求，能夠更快響應市場(chǎng)需要。

新一代傳感器的特性

　　在性質(zhì)上，新一代傳感器的要求和舊一代都有很顯著(zhù)的差別。愛(ài)盛科技傳感器研發(fā)資深經(jīng)理袁輔德介紹道。首先是磁質(zhì)導致了偏移量，之所以需要校正，是因為產(chǎn)生了原來(lái)沒(méi)有的偏移量，讓原來(lái)的原點(diǎn)位移了一個(gè)向量，位移到很遠的時(shí)候，發(fā)現羅盤(pán)轉不了一圈了。這已經(jīng)不是失準的問(wèn)題，如果一個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)生了大的誤差或者出現小毛病，最低的要求是不要被人發(fā)現，但是當羅盤(pán)已經(jīng)不能轉一圈時(shí)，任何人都能發(fā)現，這是偏移量會(huì )造成的結果。偏移量來(lái)自于不同地方，從系統端過(guò)來(lái)，因為有電容和偏電阻，這兩個(gè)器件帶磁性，所以這兩個(gè)器件被磁化后，羅盤(pán)也會(huì )受到影響，如果沒(méi)有系統前提下，本身有額外干擾，這是另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一般對于這種情況的校正方式就是畫(huà)靶。例如，飛機、火車(chē)遇到磁干擾，重點(diǎn)是不知道有沒(méi)有干擾，怎么校正?？梢?jiàn)手機和無(wú)人機對磁感要求不一樣。另外，在VR應用上，解析度和感度則是很重要的指標。

　　對于新一代的磁傳感器，非常低的磁質(zhì)是至關(guān)重要的，因為在越來(lái)越多的應用上用的東西離使用者越來(lái)越遠，比如無(wú)人機離人越來(lái)越遠，遠距離當然不適合所謂的校正，所以元件本身抗磁振能力是新的要求。第二個(gè)校正，也許VR更重要，無(wú)人機上也非常重視，有的廠(chǎng)商的無(wú)人機在使用之前比較嚴謹，他們希望校正，我們不能期望每個(gè)人的校正都很漂亮，所以必須把校正做到非常簡(jiǎn)化，甚至不靠演算法，是大同小異，但是怎么采進(jìn)來(lái)的?所以這是非常的重要的環(huán)節，在玩游戲的時(shí)，目標在虛擬遠方的時(shí)候，有效夾角非常窄，所以性能好一點(diǎn)。還有就是無(wú)人機校正的難度遠遠大于手機，因為在飛的時(shí)候，如果在太陽(yáng)下面電磁發(fā)熱，放在密閉的機殼儲存的時(shí)候，溫度落差在極端天氣下超出100℃，所以這個(gè)部分是重點(diǎn)。(注：本文根據“磁傳感技術(shù)及應用”研討會(huì )的部分速記整理改編，未經(jīng)講演者確認。該會(huì )議于2016年9月12日在上海舉行，是“中國(上海)國際傳感器技術(shù)與應用展覽會(huì )(Sensor China)”活動(dòng)的一部分。)

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本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第10期第17頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。