看MEMS技術如何在汽車領域大放光彩

來源：羅姆半導體社區(qū)

在人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展之下，數(shù)據(jù)的收集顯得尤為重要，而與收集數(shù)據(jù)息息相關的傳感器市場將更加廣闊。尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳感器產(chǎn)品需求大幅增加，重心也逐漸轉向技術含量較高的MEMS傳感器領域。

MEMS 的全稱是微型電子機械系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)的半導體工藝和材料，集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械機構、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。具有小體積、低成本、集成化等特點。

1.MEMS傳感器的應用領域

除了智能手機，MEMS傳感器將會在 AR/VR、可穿戴等消費電子，智能駕駛、智能工廠、智慧物流、 智能家居、環(huán)境監(jiān)測、智慧醫(yī)療等物聯(lián)網(wǎng)領域廣泛應用。

1、可穿戴設備應用

以小米手環(huán)為例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來實現(xiàn)運動和心率監(jiān)測。 Apple Watch內(nèi)部除了MEMS加速度計、陀螺儀、MEMS麥克風，還有使用脈搏傳感器。

2、VR應用

VR設備需要足夠精確測定頭部轉動的速度、角度和距離，采用MEMS加速度計、陀螺儀和磁力計來進行測定是重要的解決方案之一，幾乎成為VR設備的標配。Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR都采用了MEMS加速度計和陀螺儀，未來VR設備也可能會使用MEMS眼球追蹤技術。

3、無人機應用

無人機飛行姿態(tài)控制技術上，MEMS傳感器又有了施展的空間。結合加速度計和陀螺儀，可以算出角度變化，并確定位置和飛行姿態(tài)。MEMS傳感器能在各種惡劣條件正常工作，同時獲得高精度的輸出。MEMS加速度計和陀螺儀在無人機上的應用可謂是大放異彩。

4、車傳感器應用

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大領域，智能汽車是車聯(lián)網(wǎng)的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車時代，主動安全技術成為備受關注的新興領域，需要改進現(xiàn)有的主動安全系統(tǒng)，比如側翻（rollover）與穩(wěn)定性控制（ESC），這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態(tài)。

語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風將迎來發(fā)展新機遇。MEMS傳感器在汽車領域還有很多應用，包括安全氣囊（應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器）、汽車發(fā)動機（應用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器）等。

5、自動駕駛應用

自動駕駛技術的興起，進一步推動了MEMS傳感器進入汽車。雖然GPS接收器可以計算自身位置和速度，但在GPS信號較差的地方（地下車庫、隧道）和信號受到干擾的時候，汽車的導航會受到影響，這對自動駕駛來說是致命的缺陷。利用MEMS陀螺儀和加速度計獲取速度和位置（角速度和角位置），車輛任何細微的動作和傾斜姿態(tài)，都被轉化為數(shù)字信號，通過總線，傳遞給行車電腦。即便在最快的車速狀態(tài)下，MEMS的精度和反應速度也能夠適應。得益于硅體微加工、晶片鍵合等技術的發(fā)展，精度已經(jīng)上升到0.01。

6、工業(yè)應用

MEMS讓傳感器小型化、智能化，MEMS傳感器將在智慧工業(yè)時代大有可為。MEMS溫度、濕度傳感器可用于環(huán)境條件的檢測，MEMS加速度計可以用來監(jiān)測工業(yè)設備的振動和旋轉速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業(yè)機器人的導航和轉動提供精確的位置信息。

2.代表MEMS傳感器

羅姆面向智能手機、可穿戴設備和活動量計等，開發(fā)出了全球最小尺寸的氣壓傳感器（2x2x1mm）。可通過檢測氣壓信息來測量高度和高低差。新產(chǎn)品內(nèi)置A-D轉換器，因此測量結果是作為數(shù)字信號輸出的。該產(chǎn)品可用于室內(nèi)導航系統(tǒng)、家庭自動化設備、活動量計、傳感器網(wǎng)絡設備等。

新產(chǎn)品能夠檢測出高度改變20cm時的大氣壓差。能夠掌握用戶在樓內(nèi)的哪一層，以及是否正利用樓梯或電梯在樓層間移動。工作溫度范圍為-40～+85℃，在0℃以下的低溫環(huán)境也能保持穩(wěn)定的精度，這是通過根據(jù)溫度補償測量信號的功能實現(xiàn)的。

新產(chǎn)品之所以能實現(xiàn)小型化，是因為構成氣壓測量傳感器的MEMS和讀取傳感器信號的IC分別實現(xiàn)了小型化。MEMS是利用以半導體制造工藝為基礎的制造方法，主要對硅基板進行加工的技術，可廣泛用于多種傳感器和電子元件等。

新產(chǎn)品的型號為“BM1385GLV”，其封裝面積為4mm2，高1.0mm，與羅姆原有產(chǎn)品（2.5x2.5x1mm）相比，安裝面積削減了36%。預定2015年10月開始樣品供貨（不含稅的價格為900日元/顆），2016年4月開始以月產(chǎn)100萬個的體制進行量產(chǎn)。生產(chǎn)基地方面，前工序由羅姆負責，后工序由菲律賓的ROHMElectronicsPhilippines負責。

審核編輯黃昊宇