追隨“MEMS一哥”博世 回顧傳感器在汽車(chē)和手機領(lǐng)域的發(fā)展之路

　　每一款智能手機都具有屏幕自動(dòng)旋轉的功能，可以在風(fēng)景和人像模式之間自由切換;在美國銷(xiāo)售的每輛新車(chē)根據法律要求都配有安全氣囊。前者滿(mǎn)足用戶(hù)在火車(chē)上看YouTube的需求;后者在事故中可以挽救用戶(hù)的生命。從表面上看，兩者完全是隨機的、毫無(wú)關(guān)系的例子。但是，安全氣囊和智能手機具有的共同點(diǎn)超過(guò)大多數人的想象。

　　這個(gè)故事要從電子學(xué)興起之前說(shuō)起。1923年春天，博世(Bosch)推出了一款警告司機汽車(chē)輪胎漏氣等問(wèn)題的警示鈴。這是一款簡(jiǎn)單而巧妙的設計。警示鈴安裝在每個(gè)輪輞的內側，如果輪胎氣壓低，每次輪胎旋轉，警示鈴就會(huì )接觸地面而發(fā)出報警。我們可以把它看作是當今胎壓監測系統的原始版本。

　　技術(shù)迅速發(fā)展。20世紀60年代末，博世開(kāi)始制造用于燃油噴射系統的機械式壓力傳感器，并從70年代開(kāi)始制造用于防污染系統的氧含量(LAMBDA)傳感器。1987年，開(kāi)發(fā)下一代更智能的機械式傳感器在博世成功立項。

　　當時(shí)，出于舒適和安全的考慮，也為了符合北美洲和歐洲等市場(chǎng)對污染的嚴苛規定，全世界汽車(chē)制造商都在尋找將越來(lái)越多的電子特性集成至模組中的方式。博世也因此踏上了挑戰之路。

　　微機電系統(MEMS)的第一波大規模生產(chǎn)要追溯到1995年。當時(shí)的傳感器尺寸比今天大得多，主要用于汽車(chē)安全和舒適系統，在發(fā)動(dòng)機管理軟件的運行中也起著(zhù)重要的作用，之后用于電源驅動(dòng)輔助系統，如防抱死系統和電子穩定控制。

　　值得一提的是，MEMS傳感器會(huì )告訴車(chē)載計算機在發(fā)生碰撞時(shí)是否打開(kāi)氣囊。被稱(chēng)為“博世工藝”的等離子刻蝕技術(shù)的問(wèn)世，使大規模生產(chǎn)成為可能。汽車(chē)工業(yè)突然(意外地)發(fā)現比櫻桃核的四分之一還小還薄的MEMS器件竟然驅動(dòng)該行業(yè)成為科技革命的核心。

　　20世紀90年代，隨著(zhù)傳感器功能越來(lái)越強大，尺寸越來(lái)更小，市場(chǎng)需求也在增長(cháng)。精明的工程師萌發(fā)了將傳感器技術(shù)應用到汽車(chē)行業(yè)之外領(lǐng)域的想法。一切顯得非常完美：SUV市場(chǎng)繁榮起來(lái)了，傳感器技術(shù)在我們日常生活的方方面面都獲得了立足點(diǎn)，包括工作、教育和娛樂(lè )。

　　博世的傳感器產(chǎn)品系列包括加速度計、陀螺儀、磁力計和環(huán)境傳感器

　　第二波MEMS傳感器熱潮是在21世紀后期，雖然汽車(chē)仍然使用MEMS傳感器，但在各種各樣的消費電子產(chǎn)品中，包括智能手機和平板電腦，也出現了MEMS傳感器。例如，用于室內導航以提供高精確度的數據。

　　電影《蜘蛛俠：回家》里的“小蜘蛛無(wú)人機”配備了博世的慣性測量單元，電影《星球大戰》里的絕地武士Luke Skywalker的電子光劍使用的是博世的加速度計，Manus VR手套則采用了博世的磁力計和傳感器中樞。如今，博世出貨的MEMS傳感器中，有四分之三是面向消費電子市場(chǎng)。

　　科技的發(fā)展速度如此之快，以至于下一輪演進(jìn)并未花費太長(cháng)時(shí)間。當前的傳感器浪潮出現在2005年左右，比起“前輩”，傳感器變得更小更強大，可以被連接在巨大的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)絡(luò )設備中，開(kāi)始出現在智能城市設備(如博世的氣候監測系統)、智能手機、無(wú)人機等。當然，傳感器還繼續應用在汽車(chē)領(lǐng)域，而且在可預見(jiàn)的未來(lái)還將繼續存在。

　　博世的創(chuàng )新傳感器技術(shù)項目負責人Reinhard Neul談到：“在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，我們目前正在開(kāi)發(fā)新的角速率傳感器，結合額外的慣性傳感器、激光雷達和衛星導航，全面收集車(chē)輛的相關(guān)數據。由此，控制系統能實(shí)時(shí)感知車(chē)輛和其他道路使用者的位置和運動(dòng)，并且可以相應地對這些信息做出反應。”

　　據麥姆斯咨詢(xún)報道，目前，博世每天制造的傳感器大約是450萬(wàn)顆，隨著(zhù)需要連接物體的數量增長(cháng)，預計這個(gè)數字將繼續膨脹。從汽車(chē)安全氣囊開(kāi)始，發(fā)展如今的智能手機，MEMS傳感器已經(jīng)走過(guò)很長(cháng)的道路，如今在辦公室、衣服口袋、房間的每一個(gè)角落里都有其身影，已成為人類(lèi)生活中不可或缺的器件之一。