大家好,今天想和大家一起聊一下MEMS傳感器。
1. MEMS技術(shù)
那首先我們要了解一下什么是MEMS技術(shù)。
微機電系統(tǒng)(英語:Micro-Electro-Mechanical Systems,縮寫MEMS)是將微電子電路技術(shù)與微機械系統(tǒng)融合到一起的一種工業(yè)技術(shù),它的操作范圍在微米尺度內(nèi)。微機電系統(tǒng)由尺寸為1至100微米的部件組成,一般微機電設(shè)備的通常尺寸在20微米到一毫米之間。
2. MEMS 傳感器
接下來我們就來說一下利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)制造的傳感器。
對于做傳感器芯片的公司來說,為了適應(yīng)更智能設(shè)備的小型化需求,會利用MEMS技術(shù)來設(shè)計和生產(chǎn)傳感器。這樣傳感器的體積就會特別的小,一般長寬高都在毫米級別。
在現(xiàn)在的生活中,其實我們身邊絕對少不了MEMS傳感器,比如智能手機,智能手環(huán),智能手表等這些現(xiàn)代化的可穿戴設(shè)備里面都至少使用了MEMS加速度傳感器或陀螺儀,有的甚至還會有地磁傳感器。就拿我們比較熟悉的微信運動里面的步數(shù)來說,它就是利用這些傳感器來檢測你的運動狀態(tài)的。所以說MEMS傳感器已經(jīng)和我們的生活息息相關(guān),無處不在??梢哉f傳感器幾乎可以感知一切,擁有了前端傳感器采集的數(shù)據(jù),然后再利用組網(wǎng),通信,大數(shù)據(jù),云這些技術(shù),再隨著技術(shù)的不斷迭代,未來萬物互聯(lián),感知天下不是不可能事情。
那MEMS傳感器有那些元件組成呢?MEMS傳感器元件通常與ASIC封裝在一起,制成一個單元,例如LGA封裝。如圖所示:
總共有五個部分組成:第一個就MEMS單元,第二個就是ASIC單元,第三個是解耦單元,第四個是連接線,還有就是所有的這些部件必須要有一個附著體呀,那就是PCB。這些單元共同組成了一塊MEMS傳感器。
3. MEMS傳感器分類
那么市面上有哪些比較常見的MEMS傳感器呢?我們就從boshsesortec傳感器官方網(wǎng)站上看,首當(dāng)其沖的就是應(yīng)用廣泛的加速度傳感器,它是一種能夠測量加速度的傳感器。
其次就是陀螺儀,它是一種能夠測量角速度的傳感器。陀螺儀傳感器原本是運用到直升機模型上的,而它已經(jīng)被廣泛運用于手機這類移動便攜設(shè)備上,不僅僅如此現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器,所以陀螺儀傳感器是現(xiàn)代航空,航海,航天和國防工業(yè)應(yīng)用中的必不可少的控制裝置。
還有就是地磁傳感器,它是可以將各種磁場及其變化的量轉(zhuǎn)變成電信號輸出的傳感器。一般應(yīng)用于精確的定向定位。
上面說的都是一個單獨的傳感器,其實現(xiàn)在各大廠商都把這些單獨的傳感器組合集成到一顆芯片上,這樣功能就更強大了。常見的就是把加速度傳感器和陀螺儀組合成一個傳感器,一般叫做慣性傳感器。
當(dāng)然還有其他的各種傳感器,比如氣壓傳感器,環(huán)境傳感器等等,現(xiàn)在國內(nèi)外MEMS傳感器生產(chǎn)廠商有很多。
4. MEMS廠商
下面一張圖是我從一份研究報告里摘取出來的2018年MEMS傳感器國外公司的排名,其中像Bosch, ST, TI和TDK這些大牌廠商一直都處于頭部地位。
Yole認(rèn)為,Broadcom和BOSCH為市場領(lǐng)導(dǎo)者,意法半導(dǎo)體排名第三。緊隨其后的是德州儀器(TI),Qorvo和惠普(HewlettPackard),還有恩智浦半導(dǎo)體和索尼等。Broadcom和Bosch的銷售額都是14億-15億美元(約人民幣95.2億-102億元),形成了寡頭現(xiàn)象,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過TOP3及后續(xù)企業(yè)。
5. MEMS傳感器前景
不論市場面臨飽和停滯,抑或高昂增長,MEMS一直以來都是半導(dǎo)體業(yè)的一顆璀璨明星。在即將到來的智能物聯(lián)網(wǎng)時代,MEMS 傳感器正扮演著越來越重要的角色。
根據(jù)市場研究公司Fact.MR的數(shù)據(jù),全球MEMS傳感器市場價值280億美元,到2020年將增長10%,屆時年市場規(guī)模將超過300億美元。到2027年,全球MEMS傳感器市場將以9%的復(fù)合年增長率增長,達(dá)到500億美元。
近年來,我國智能手機、平板電腦等消費電子類產(chǎn)品產(chǎn)量的穩(wěn)定增長,對MEMS產(chǎn)品的需求也不斷增長。數(shù)據(jù)顯示,2016年-2019年我國MEMS行業(yè)市場規(guī)模穩(wěn)步增長,中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測,2021年我國MEMS行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)810億元。
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