汽車(chē)市場(chǎng)會(huì )是MEMS傳感器下一座金礦？

　　首先，您認為MEMS傳感器未來(lái)的三大應用包括哪些?

　　汽車(chē)傳感器三大類(lèi)：安全、引擎管理和舒適應用

　　如果您的答案中沒(méi)有“汽車(chē)”市場(chǎng)，那證明您沒(méi)有在浮躁的市場(chǎng)“回聲室”中人云亦云(回聲室效應，形象地體現了如今社交媒體上的一種普遍現象：由于相同的觀(guān)點(diǎn)被人們不斷地重復、夸大，因此很難聽(tīng)到質(zhì)疑的聲音)，當然，也有可能您沒(méi)有仔細看標題。每個(gè)人都知道，由于汽車(chē)正在從傳統的機械向電氣化“線(xiàn)控驅動(dòng)”轉型，為電子市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機遇。

　　這意味著(zhù)越來(lái)越多的傳感器將會(huì )在汽車(chē)中得到應用，因此，MEMS廠(chǎng)商正在為即將到來(lái)的市場(chǎng)熱潮而做好準備。

　　但是，蛋糕可能沒(méi)那么快上桌。邏輯似乎沒(méi)問(wèn)題，但事實(shí)上，正如去年秋季在“MEMS和傳感器高峰會(huì )議”上，著(zhù)名市場(chǎng)研究機構IHS Markit首席分析師兼MEMS和傳感器高級總監Jeremie Bouchaud提供的一些實(shí)際調研。確實(shí)，在汽車(chē)市場(chǎng)的這輪變革中，需要應用很多傳感器，但其中有多少會(huì )是MEMS傳感器(甚至基于半導體的傳感器)?

　　MEMS無(wú)處不在?

　　據麥姆斯咨詢(xún)介紹，MEMS器件在汽車(chē)領(lǐng)域的表現一直很好。安全氣囊和胎壓監測是MEMS傳感器在汽車(chē)領(lǐng)域的首批大規模應用，將MEMS傳感器從乏力的高摩擦業(yè)務(wù)推向主流市場(chǎng)。但據IHS Markit稱(chēng)，汽車(chē)領(lǐng)域的MEMS傳感器增長(cháng)預計將低于其他傳感器。2014~2024年期間，IHS Markit認為MEMS傳感器的復合年增長(cháng)率(CAGR)為3%，而排在MEMS傳感器前面的下一個(gè)類(lèi)別傳感器(傳統的負溫度系數(NTC)熱傳感器)的復合年增長(cháng)率預計為7%，其它一些傳感器的復合年增長(cháng)率更高，例如，雷達可達18%。

　　汽車(chē)MEMS和傳感器市場(chǎng)總覽

　　數據來(lái)源：《汽車(chē)MEMS和傳感器市場(chǎng)及技術(shù)趨勢-2017版》

　　Jeremie Bouchaud按應用對傳感器的市場(chǎng)機遇進(jìn)行了細分解讀，如果您認為所有傳感器都將最終從傳統技術(shù)轉換到MEMS技術(shù)，那么他的分析可以給您帶來(lái)一些清醒的認識。

　　在認識到實(shí)際上并非所有傳感器都是MEMS以后，已將原本的“MEMS產(chǎn)業(yè)”分類(lèi)更名為“MEMS和傳感器產(chǎn)業(yè)”。但研究的重點(diǎn)仍是領(lǐng)先的微尺度半導體傳感器。例如，嚴格來(lái)說(shuō)，霍爾效應傳感器這樣的器件可能不屬于MEMS，但它們仍然是微尺度的，并且也是用硅制造的。其它不在晶圓上制造和組裝的尺寸更大、相對更笨重的宏觀(guān)機電單元，也不乏光明的未來(lái)。

　　目前，汽車(chē)根據顯著(zhù)差異的傳感器需求可以分為兩類(lèi)。其中，最顯眼的一類(lèi)是大家都在談?wù)摰淖詣?dòng)駕駛汽車(chē);另一類(lèi)(在某種程度上與自動(dòng)駕駛重疊或有交集)是電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車(chē)。

　　自動(dòng)駕駛內燃汽車(chē)中的傳感器

　　在傳統汽車(chē)向自動(dòng)駕駛發(fā)展的過(guò)程中，多種傳感器正在爆發(fā)增長(cháng)。在Level 2級自動(dòng)駕駛，外部攝像頭和雷達占主導地位，微測輻射熱計作為可選傳感器應用日益增長(cháng);在Level 3級自動(dòng)駕駛，將需要車(chē)廂內部攝像頭和激光雷達(LiDAR);在Level 4級和5級自動(dòng)駕駛，在操作端將會(huì )看到慣性測量單元(IMU，即加速度計、陀螺儀和磁力計的組合)，乘員娛樂(lè )系統會(huì )用到更多可能的傳感器和執行器。

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器市場(chǎng)預測

　　數據來(lái)源：《自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器-2018版》

　　攝像頭和雷達屬于傳統傳感器，每輛車(chē)可以在不同方向上應用多顆。此外，在眾多激光雷達競爭者中，大部分也都采用了傳統技術(shù)。事實(shí)上，最知名的使用旋轉鏡反射激光束的方案，也是在宏觀(guān)尺度上運行的。這些傳感器會(huì )被MEMS技術(shù)替代嗎?有可能，但IHS Markit的預測并不確定，認為只有部分激光雷達會(huì )采用MEMS方案。

　　然后，是應用日益增長(cháng)的微測輻射熱計。那什么是微測輻射熱計呢?這是一種電阻型熱傳感器，工作原理是吸收目標物體發(fā)出的紅外輻射，在引起熱敏材料發(fā)生溫度變化時(shí)，熱敏材料的電阻也將發(fā)生變化，在外加偏置的作用下產(chǎn)生相應的電學(xué)信號輸出，然后還原成圖像信息。

　　那么，這與汽車(chē)應用有什么關(guān)系?通過(guò)探測熱成像，微測輻射熱計可以用于汽車(chē)夜視，提高夜間或視線(xiàn)受阻時(shí)行車(chē)的安全性。但是，微測輻射熱計相對成本較高，因此，仍然只是部分車(chē)型的選裝功能。

　　IHS Markit還列出了另外一種用于電池充電的新型傳感器：磁通門(mén)傳感器。其工作原理是基于鐵芯材料的非線(xiàn)性磁化特性，其敏感元件為高磁導率、易飽和材料制成的鐵芯，有兩個(gè)繞組圍繞該鐵芯：一個(gè)是激勵線(xiàn)圈，另一個(gè)是信號線(xiàn)圈。在交變激勵信號的磁化作用下，鐵芯的導磁特性發(fā)生周期性飽和與非飽和的變化，從而使圍繞在鐵芯上的感應線(xiàn)圈感應出反應外界磁場(chǎng)的信號。

　　所有這些傳感器都在汽車(chē)領(lǐng)域獲得了市場(chǎng)機遇，但它們不是MEMS，而且，至少在IHS Markit看來(lái)，它們似乎并沒(méi)有轉向MEMS的趨勢。而且，還有很多宏觀(guān)傳感器在今天仍大有可為。

　　電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)中的傳感器

　　與此同時(shí)，在通往電動(dòng)化的大道上，還有一些完全不同的傳感器。IHS Markit將他們分為四大類(lèi)：

　　■ 電流傳感器

　　- 分流器(傳統)

　　- 霍爾(半導體)

　　- 磁阻(半導體)

　　■ 溫度傳感器

　　- 主要是NTC

　　■ 位置傳感器

　　- 旋轉變壓器(傳統)

　　■ 換向開(kāi)關(guān)(執行器，而不是傳感器)

　　- 主要是霍爾(半導體)

　　MEMS傳感器在車(chē)輛動(dòng)態(tài)系統控制中的應用

　　MEMS的機會(huì )在哪里?

　　那么，未來(lái)MEMS(和半導體)傳感器的可能應用有哪些?目前汽車(chē)領(lǐng)域對于MEMS而言似乎沒(méi)那么光明?

　　或許是的，但目前還有一些有前景的領(lǐng)域以及一些尚未解決的需求，有待MEMS或半導體技術(shù)去發(fā)力。

　　旋轉變壓器可以讓位于磁阻(MR)傳感器，后者更小、更便宜。開(kāi)環(huán)霍爾傳感器也可以讓位于MR，同樣可以改善尺寸和成本。通過(guò)增加CO2傳感器，則能改善車(chē)廂內的舒適度控制。

　　現在，我們已經(jīng)有相應的傳感器來(lái)檢測運動(dòng)中的碰撞，它們還可以用來(lái)探測慢速(如泊車(chē)時(shí))或停止時(shí)的碰撞，其中一個(gè)目標應用是，在電池絕緣受損的情況下斷開(kāi)電池。

　　此外，對于電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)，尤其需要能夠監控電池的完整性。改進(jìn)電池技術(shù)或許會(huì )消除這些需求，但是，可以利用壓力傳感器或應變計、氣體傳感器和光纖傳感器來(lái)進(jìn)一步確保電池不會(huì )撂挑子。

　　因此，對于汽車(chē)領(lǐng)域的MEMS技術(shù)(一種正在改變一切的技術(shù))，需要有清醒的認識，MEMS未來(lái)會(huì )改變我們從A點(diǎn)到B點(diǎn)的方式，MEMS在很多領(lǐng)域擁有高增長(cháng)的市場(chǎng)機遇，但是，至少在IHS Markit的預測中，目前的汽車(chē)市場(chǎng)還算不上MEMS的金礦。