MEMS傳感器進(jìn)駐汽車(chē)發(fā)動(dòng)機

　　近年來(lái)，從半導體集成電路(IC)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的MEMS (微電子機械系統)技術(shù)日漸成熟。利用這一技術(shù)可以制作各種性能敏感的力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和微生物的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實(shí)現許多全新的功能，便于大批量和高精度生產(chǎn)，單件成本低，易構成大規模和多功能陣列，這些特點(diǎn)使得它們非常適合于汽車(chē)方面的應用。

MEMS將成為汽車(chē)傳感器的主流技術(shù)

　　20世紀80年代微型加速度傳感器開(kāi)始用于汽車(chē)安全氣囊，它們是到目前為止大量生產(chǎn)的、并在汽車(chē)中得到廣泛應用的微型傳感器。然而微型傳感器的大規模應用勢必將不限于發(fā)動(dòng)機燃燒控制和安全氣囊，在未來(lái)5年～7年內包括發(fā)動(dòng)機運行管理、ABS、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制、自適應導航、車(chē)輛行駛安全系統在內的應用將為MEMS技術(shù)提供廣闊的市場(chǎng)。據報道，到2005年汽車(chē)傳感器的市場(chǎng)達到84.5億美元。速度和位置傳感器、氧傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等需求量將更大。

　　現代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的電子控制系統，一直被認為是MEMS技術(shù)在汽車(chē)中的主要應用領(lǐng)域之一。Delco、飛思卡爾和博世公司生產(chǎn)了數以百萬(wàn)計的多路壓力傳感器。這些器件測量出的多路進(jìn)氣壓力可以用來(lái)計算空氣/燃料比。除了多路壓力和質(zhì)量流量參數外，發(fā)動(dòng)機控制器還需要獲取大氣壓力參數，以便根據推算出的海拔高度信息確定合理的空氣/燃油比。MEMS技術(shù)將在這些應用中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在廢氣循環(huán)(EGR)系統中，陶瓷電容式壓力傳感器正為微型硅壓阻式傳感器所取代。發(fā)動(dòng)機油的監測也為MEMS技術(shù)提供了一個(gè)重要的應用機會(huì )。這些系統應用的最大障礙是傳感器價(jià)格。這類(lèi)微型壓力傳感器必須能夠在溫度很高的發(fā)動(dòng)機油中正常工作，其硅制敏感芯片部分必須與工作介質(zhì)隔離開(kāi)。壓力傳感器還可以應用于監控易揮發(fā)燃油油箱中的蒸汽壓，以確保無(wú)燃油蒸氣泄漏。

　　顯而易見(jiàn)，在不久的將來(lái)，傳感器在汽車(chē)方面的應用將繼續成為MEMS技術(shù)的一個(gè)重要市場(chǎng)。如今傳統的多路絕對壓力傳感器和氣囊加速度計幾乎已經(jīng)完全被微型化的傳感器所替代。在輪速測量、冷卻系統壓力、發(fā)動(dòng)機油壓力和剎車(chē)壓力測量方面，人們正在考慮或已經(jīng)開(kāi)始用基于MEMS技術(shù)的傳感器來(lái)取代已有的產(chǎn)品。

　　此外，人們還在考慮在許多新開(kāi)發(fā)的系統中采用微型傳感器。價(jià)格、可靠性和體積等方面的優(yōu)勢將使微型傳感器成為汽車(chē)中各種參數測量的首選產(chǎn)品。目前這些優(yōu)勢已為實(shí)踐所證實(shí)。汽車(chē)用微型傳感器已受到科研機構及廠(chǎng)商的高度重視。

MEMS技術(shù)適應微型化、集成化趨勢

　　未來(lái)的汽車(chē)用傳感器技術(shù)，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。
多功能化是指利用一種材料或在同一個(gè)芯片上制作出能檢測2個(gè)或3個(gè)以上的不同物理特性參數的傳感器，從而減少汽車(chē)車(chē)載傳感器的總數量，以達到整車(chē)的系統可靠性。集成化是指利用IC制造技術(shù)和精細加工技術(shù)制作IC傳感器。智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合并帶有微處理器、自檢、自校、信號傳輸和放大電路等智能作用。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展和電子控制系統在汽車(chē)上的應用迅速增加，汽車(chē)傳感器市場(chǎng)需求將保持高速增長(cháng)，以MEMS技術(shù)為基礎制作的傳感器必將成為世界各國汽車(chē)用傳感器的主流。

MEMS技術(shù)與車(chē)用傳感器

　　絕大多數微型傳感器均采用半導體硅材料制作。眾所周知，半導體硅材料容易獲得很高的純度，具有良好的機械性能且重量較輕，本身具有光電效應、壓阻效應和霍爾效應等多種敏感特性，便于制作信號敏感與處理電路集成的傳感器。微型傳感器的主流工藝是硅基微機械加工工藝，它來(lái)源于已經(jīng)成熟的半導體工藝，可以同時(shí)加工出大量且幾乎完全相同的機械結構(一致性好)。因此，除了具有體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)外，微型傳感器的可靠性較高，其供貨價(jià)格也可以遠遠低于采用傳統機電技術(shù)和普通半導體平面工藝制作的傳感器。所以，MEMS技術(shù)勢必將成為汽車(chē)傳感器的主流技術(shù)。