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MEMS傳感器細(xì)分領(lǐng)域未來(lái)方向,關(guān)注射頻、慣性和壓力三大應(yīng)用領(lǐng)域(深度分析)

傳感器專家網(wǎng) ? 來(lái)源:傳感器專家網(wǎng) ? 作者:傳感器專家網(wǎng) ? 2024-04-03 08:36 ? 次閱讀

據(jù)傳感器專家網(wǎng)獲悉,華安證券發(fā)布研報(bào)稱,根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),MEMS市場(chǎng)空間將從2021一年的136億美金,提升至2027年的223億關(guān)金。整體CAGR的增長(zhǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率為9%。到2027年第一大市場(chǎng)為射頻MEMS市場(chǎng),整體空間為46.64億美金;第二大市場(chǎng)為慣性市場(chǎng),IMU慣性和加速度計(jì)合計(jì)市場(chǎng)空間為44.33億美金;第三大市場(chǎng)為壓力MEMS,市場(chǎng)空間為26.24億美金;第四大市場(chǎng)為硅麥MEMS,市場(chǎng)空間為23.33億美金。 華安證券主要觀點(diǎn)如下:MEMS細(xì)分行業(yè)關(guān)注的未來(lái)方向(射頻、慣性、壓力)到2027年,第一大市場(chǎng)為射頻MEMS市場(chǎng),濾波器是構(gòu)建射頻微波子系統(tǒng)最重要、用量最大的器件之一。民用市場(chǎng)的射頻微波濾波器主要以SAW、BAW濾波器以及近年來(lái)的FBAR濾波器為主。濾波器市場(chǎng)空間巨大,國(guó)產(chǎn)替代空間大。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)顯示,BAW濾波器(BAW-SMR和FBAR)從2021年的23.13億將增至2026年的36.44億,BAW的營(yíng)收占比也將從2021年的35%,提升至2026年的44%。在高頻通信時(shí)代,供應(yīng)鏈安全使得下游客戶對(duì)濾波器國(guó)產(chǎn)替代需求迫切,隨著本土廠商技術(shù)不斷積累,未來(lái)有望打破日美廠商壟斷的市場(chǎng)格局。第二大市場(chǎng)為慣性市場(chǎng),IMU慣性和加速度計(jì)合計(jì)市場(chǎng)空間為44.33億美金。MEMS慣性領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和建設(shè),事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全建設(shè)。MEMS慣性傳感器對(duì)于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化具有關(guān)鍵意義。

MEMS創(chuàng)造了慣性導(dǎo)航應(yīng)用的新市場(chǎng),如戰(zhàn)術(shù)級(jí)別的制導(dǎo)彈藥以及可以與GPS芯片進(jìn)行組合導(dǎo)航的個(gè)人導(dǎo)航儀。從全球市場(chǎng)和我國(guó)MEMS慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的成就看,在高性能MEMS慣性傳感器產(chǎn)品已推廣應(yīng)用,國(guó)內(nèi)掌握了MEMS慣性傳感器設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試等主要技術(shù)環(huán)節(jié),具備了開(kāi)發(fā)高性能MEMS慣性傳感器產(chǎn)品的能力。第三大市場(chǎng)為壓力MEMS,市場(chǎng)空間為26.24億美金。從MEMS壓力傳感器整體行業(yè)應(yīng)用看。壓力MEMS傳感器主要的下游應(yīng)用包括汽車、生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、航天領(lǐng)域應(yīng)用。目前隨著我國(guó)航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展,國(guó)產(chǎn)MEMS壓力傳感器迎來(lái)歷史機(jī)遇。在航天領(lǐng)域的應(yīng)用中,利用壓力傳感器能夠?qū)教祜w行器及宇宙飛船的姿態(tài)進(jìn)行控制,對(duì)火箭、衛(wèi)星、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、高速飛行器等耐熱腔體表面的壓力進(jìn)行測(cè)量。在我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展過(guò)程中,隨著科技水平和工藝技術(shù)的提高,在載人飛船、空間實(shí)驗(yàn)室和空間站等航天器上也都應(yīng)用了MEMS壓力傳感器。投資建議建議關(guān)注MEMS領(lǐng)域高可靠傳感器中高華科技(688539.SH)(布局商業(yè)航天)、芯動(dòng)聯(lián)科(688582.SH)(布局自動(dòng)駕駛),以及賽微電子(300456.SZ)(MEMS純代工廠全球排名第一)。報(bào)告部分內(nèi)容如下(來(lái)自網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)資料,報(bào)告原文檔請(qǐng)聯(lián)系華安證券):

1 MEMS 行業(yè)整體情況 1.1 什么是 MEMS MEMS 全稱 Micro ElectromechanicalSystem,即微機(jī)電系統(tǒng),是集微傳感器微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號(hào)處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng),是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。MEMS 傳感器,是MEMS中的核心元件,它是一種將能量從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式,并針對(duì)特定可測(cè)量的輸入為用戶提供一種可用的能量輸出的微型器件它是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的。2e58c3ea-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg MEMS 傳感器的門類品種繁多,分類方法也很多。按其工作原理,可分為物理型、化學(xué)型和生物型三類。按照被測(cè)的量又可分為加速度、角速度、壓力、位移、流量、電量、磁場(chǎng)、紅外、溫度、氣體成分、濕度、pH 值、離子濃度、生物濃度、觸覺(jué)等類型的傳感器。其中每種 MEMS 傳感器又有多種細(xì)分方法。如微加速度計(jì)按檢測(cè)質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式劃分,有角振動(dòng)式和線振動(dòng)式加速度計(jì):按檢測(cè)質(zhì)量支承方式劃分,有扭擺式、懸臂梁式和彈簧支承方式,按信號(hào)檢測(cè)方式劃分,有電容式、電阻式和隧道電流式;按控制方式劃分,有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)式。

2e86a09e-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 1.2 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái),MEMS 迎來(lái)高景氣發(fā)展機(jī)遇,國(guó)產(chǎn)替代空間大 MEMS 傳感器模擬和擴(kuò)展人類感官,具備微型化優(yōu)勢(shì),是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代獲取信息的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)技術(shù)。MEMS是利用半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝構(gòu)造的集微傳感器、信號(hào)處理和控制電路、微執(zhí)行器、通訊接口和電源等部件于一體的微米至毫米尺寸的微型器件或系統(tǒng),具備微型化優(yōu)勢(shì)。通過(guò)接收運(yùn)動(dòng)、光、熱、聲、磁等信號(hào),信號(hào)再被轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)能夠識(shí)別、處理的電信號(hào),當(dāng)今在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的背景下,移動(dòng)設(shè)備中大量使用各類 MEMS 傳感器。2e9ef96e-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 物聯(lián)網(wǎng)終端連接規(guī)模龐大,帶動(dòng)MEMS 全球市場(chǎng)空間不斷提升。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2025年物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)達(dá)到102.7億,中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模占比全球26%5年復(fù)合增速 17.8%。物聯(lián)網(wǎng)需求帶動(dòng) MEMS 市場(chǎng)規(guī)模不斷提升。根據(jù)半導(dǎo)體權(quán)威機(jī)構(gòu) Yole Development的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2026年,全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 183億美金。按照應(yīng)用場(chǎng)景分類,消費(fèi)電子市場(chǎng)是MEMS第一大市場(chǎng),穩(wěn)定占比 MEMS市場(chǎng)份額的60%以上。按照產(chǎn)品應(yīng)用分類,2020年MEMS市場(chǎng)規(guī)模前三名分別為射頻傳感器(20.5億,占比 17%,CAGR12%)、壓力傳感器(17.68 億,占比 14.7%.CAGR4.9%)和 MEMS 慣性(15.03 億,占比12.47%,CAGR5.2%)。2eb8e07c-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg MEMS 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間大。MEMS應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,包括智能汽車、智能家居、智能工廠、健康醫(yī)療、智慧社區(qū)等多個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)賽迪咨詢的數(shù)據(jù),2019年中國(guó) MEMS 整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到597.8億元(包括設(shè)計(jì)、代工、封測(cè)),同比增長(zhǎng) 18.3%。中國(guó)是世界主要的電子器件消費(fèi)大國(guó),每年消耗近一半的 MEMS器件,未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代空間大,MEMS代工自主可控重要性將愈發(fā)凸顯。未來(lái)隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、人工智能等戰(zhàn)略的實(shí)施,將加速推動(dòng)智慧城市建設(shè)、智能制造、智慧醫(yī)療,將為MEMS市場(chǎng)及企業(yè)帶來(lái)高景氣發(fā)展機(jī)遇。2ed2e45e-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg1.3 MEMS 主要的應(yīng)用領(lǐng)域MEMS 行業(yè)是百億美金大市場(chǎng)。市場(chǎng)空間將從2021年的136億美金,提升至 2027 年的 223 億美金。整體CAGR的增長(zhǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率為9%。到2027年第一大市場(chǎng)為射頻MEMS市場(chǎng),整體空間為46.64億美金;第二大市場(chǎng)為慣性市場(chǎng),IMU慣性和加速度計(jì)合計(jì)市場(chǎng)空間為44.33億美金;第三大市場(chǎng)為壓力MEMS,市場(chǎng)空間為 26.24億美金;第四大市場(chǎng)為硅麥MEMS,市場(chǎng)空間為23.33億美金。

2ee6e986-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 中國(guó) MEMS 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和全球整體MEMS下游領(lǐng)域應(yīng)用基本類似。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看,2020年中國(guó)MEMS市場(chǎng)射頻占據(jù)最大份額,達(dá)到25.4%,其次是壓力、慣性、紅外和麥克風(fēng)。2f045ca0-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg2 MEMS 行業(yè)按照下游領(lǐng)域看未來(lái)發(fā)展?jié)摿?/span>2.1 射頻 MEMS:濾波器是其中最主要器件之一RF MEMS是指利用微納電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS/NEMS,技術(shù)微納精細(xì)制造實(shí)現(xiàn)的射頻微波結(jié)構(gòu)、器件、單片集成子系統(tǒng)等。它具有小型化、低功耗、低成本、集成化等方面的優(yōu)勢(shì),逐漸廣泛應(yīng)用于軍民各領(lǐng)域。RF MEMS 應(yīng)用領(lǐng)域包括:1)個(gè)人通訊,如移動(dòng)電話、PDA(Personal DigitalAssistant)、便攜式計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換;2)車載、機(jī)載、船載 收發(fā)機(jī)和衛(wèi)星通信終端、GPS 接收機(jī)等:3)信息化作戰(zhàn)指揮、戰(zhàn)場(chǎng)通信、微型化衛(wèi)星通信系統(tǒng)、相控陣?yán)走_(dá)等。2f1c4626-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg RF MEMS 器件主要有:1)基于開(kāi)關(guān)基本結(jié)構(gòu)單元的移相器、可調(diào)濾波器、可變波束天線等,應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、平面陣列掃描天線等:2)硅基/熔融石英基的高性能濾波器,應(yīng)用于軍用雷達(dá)/衛(wèi)星通信、電子對(duì)抗等:3)超小型化的聲波濾波器(SAW、FBAR),大量應(yīng)用于手機(jī)、無(wú)線人機(jī)交互設(shè)備、導(dǎo)航、微納衛(wèi)星等;4)微納電感、電容結(jié)構(gòu)組成的天線陣列,用于雷達(dá)、電子對(duì)抗等;5)微納傳輸線/波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(如微同軸結(jié)構(gòu))組成的高性能 T/R 組件等。2f38830e-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg濾波器是構(gòu)建射頻微波子系統(tǒng)最重要、用量最大的器件之一,也是研究最廣泛、成熟度最高的器件。RFMEMS 濾波器有微帶線濾波器、帶狀線濾波器、硅基腔體濾波器、熔融石英SIW濾波器、SAW 濾波器、BAW 和 FBAR 濾波器等。針對(duì)高性能指標(biāo)、高可靠性、高功率容量的軍工市場(chǎng)需求,RF MEMS 濾波器主要有:1)微帶線濾波器;2)硅基 SIW 和腔體濾波器,國(guó)內(nèi)中電 13 所和 55 所研制的該類型產(chǎn)品已達(dá)到實(shí)用化程度;3)MEMTronics 公司的高性能熔融石英SIW 濾波器,主要供應(yīng)軍工高端市場(chǎng);4)Avag0 公司 FBAR 和 TriQuint 公司 BAW 濾波器,主要針對(duì)超小體積、高性能的應(yīng)用領(lǐng)域,如智能手機(jī)消費(fèi)電子無(wú)線終端、微納衛(wèi)星等

民用市場(chǎng)的射頻微波濾波器主要以SAW、BAW 濾波器以及近年來(lái)的FBAR濾波器為主,SAW 濾波器主要供應(yīng)商有日本EPCOS、村田制作所、富士通 MediaDevice、歐姆龍、MUTATA 公司及國(guó)內(nèi)的中電55 所、中電26所等。SAW 濾波器主要針對(duì) 2GHZ 以下的應(yīng)用領(lǐng)域,如早期的2G通信等。

根據(jù) Yole 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),RFMEMS的器件濾波器領(lǐng)域全球市場(chǎng)空間到2021年達(dá)到 29 億美金。其中幾乎全部市場(chǎng)都被美國(guó)廠商所壟斷。博通占比2021年29億美金中的45%,Qorvo 占比2021年29 億美金中的 29%,高通占比 13%,Skyworks占比 9%,太陽(yáng)誘電占比份額的2%。2f5238b2-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 濾波器市場(chǎng)空間巨大,國(guó)產(chǎn)替代空間大。根據(jù)Yole 的數(shù)據(jù)顯示,BAW 濾波器(BAW-SMR和FBAR)從2018年的8.21億美金和5.91億美金,提升至2028年的 17.90 億美金和 14.87 億美金。BAW的營(yíng)收占比也將從 2018年的 26.2%,提升至2028年的33.1%。在高頻通信時(shí)代,供應(yīng)鏈安全使得下游客戶對(duì)濾波器國(guó)產(chǎn)替代需求迫切,隨著本土廠商技術(shù)不斷積累,未來(lái)有望打破日美廠商壟斷的市場(chǎng)格局。2f704866-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 2.2 慣性 MEMS:小型化創(chuàng)造慣性導(dǎo)航領(lǐng)域新市場(chǎng) 在慣性傳感器領(lǐng)域,三種主要的技術(shù)在不斷提升軍用和民用能力:環(huán)形激光陀螺(RLGS),光纖陀螺(FOGs)以及 MEMS 陀螺和加速度計(jì)。應(yīng)用這些技術(shù)制造的陀螺和加速度計(jì)已經(jīng)取代了除高精度應(yīng)用領(lǐng)域之外幾乎所有的機(jī)械陀螺和加速度計(jì)。RLGs 具有超高的標(biāo)度因素穩(wěn)定性和對(duì)重力不敏感,在許多軍用領(lǐng)域占據(jù)重要地位。 FOGs(光纖陀螺)RLGs(環(huán)形激光陀螺)一種成本低廉的替代品也逐漸滲透進(jìn)RLGs 的應(yīng)用領(lǐng)域。 MEMS 慣性傳感器對(duì)于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化具有關(guān)鍵意義。MEMS 創(chuàng)造了慣性導(dǎo)航應(yīng)用的新市場(chǎng),如戰(zhàn)術(shù)級(jí)別的制導(dǎo)彈藥以及可以與 GPS 芯片進(jìn)行組合導(dǎo)航的個(gè)人導(dǎo)航儀。2f84f590-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 從 MEMS 慣性領(lǐng)域主要市場(chǎng)的 MEMS IMU 慣性組合和 MEMS 加速度計(jì)看,海外廠商占據(jù)絕對(duì)市場(chǎng)份額。其中MEMS 加速度計(jì)市場(chǎng)在2021年空間為12.2億美金,Bosch市場(chǎng)占有率為32%,ST意法半導(dǎo)體市場(chǎng)份額為21%,村田市場(chǎng)占有率為13%,NXP市場(chǎng)占有率為11%,ADI市場(chǎng)占有率為7%。 在MEMSIMU 慣性組合市場(chǎng)中,2021年市場(chǎng)規(guī)模為18.3億美金。其中 Bosch占比 35%,ST 意法半導(dǎo)體占比 20%,TDK市場(chǎng)占比為 20%,霍尼韋爾市場(chǎng)占比6%,ADI市場(chǎng)占比為7%。2f982a84-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg MEMS 慣性領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和建設(shè),事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全建設(shè)。“九五”期間我國(guó)把研制高性能 MEMS 慣性傳感器作為發(fā)展軍用微米納米技術(shù)的戰(zhàn)略,緊緊圍繞微型慣性測(cè)量單元(MIMU)的需求開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)相關(guān)單位建立研究隊(duì)伍、設(shè)立相關(guān)實(shí)驗(yàn)室、建設(shè)工藝制造平臺(tái),突破了若千關(guān)鍵技術(shù),奠定了技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)。三十年彈指一揮間,MEMS 慣性傳感器已從實(shí)驗(yàn)室探索研究走向工程應(yīng)用,技術(shù)和產(chǎn)品都取得了巨大進(jìn)步,在消費(fèi)電子、車載導(dǎo)航、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)裝備和高端裝備等方面得到了廣泛應(yīng)用。

從全球市場(chǎng)和我國(guó) MEMS 慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的成就看,在高性能 MEMS 慣性傳感器產(chǎn)品已推廣應(yīng)用,國(guó)內(nèi)掌握了 MEMS 慣性傳感器設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試等主要技術(shù)環(huán)節(jié),具備了開(kāi)發(fā)高性能 MEMS 慣性傳感器產(chǎn)品的能力:MEMS 慣性傳感器應(yīng)用于智能輔助駕駛中,同時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)將MEMS六軸慣性傳感器應(yīng)用于智能輔助駕駛在車載定位這個(gè)細(xì)分賽道蹚出了一條新路,走在了國(guó)際前列,在消費(fèi)電子MEMS 慣性傳感器領(lǐng)域,消費(fèi)領(lǐng)域同樣存在供應(yīng)鏈安全的問(wèn)題,國(guó)產(chǎn)化替代的大背景下,系統(tǒng)廠商對(duì)于 MEMS 陀螺和MEMS 加速度計(jì)產(chǎn)品的需求量巨大,國(guó)內(nèi)企業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。2faf15e6-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 從 MEMS 慣性產(chǎn)品應(yīng)用未來(lái)發(fā)展方向看,主要機(jī)會(huì)在自動(dòng)駕駛,人形機(jī)器人以及具備更高的集成度和智能化。 從智能駕駛MEMS 慣性導(dǎo)航應(yīng)用看,L3及以上級(jí)自動(dòng)駕駛需要安全可靠、低成本、高精度的 MEMS 慣性傳感器。從L2級(jí)別到L3級(jí)別,自動(dòng)駕駛的安全性問(wèn)題突出,目前,全球自動(dòng)駕駛滲透率情況以L1、L2級(jí)為主,L3~L5 級(jí)滲透率較低。國(guó)內(nèi)乘用車市場(chǎng)自動(dòng)駕駛技術(shù)以 L2級(jí)為主,L3 級(jí)尚未落地。根據(jù) ICV 預(yù)測(cè).2023 年~2027 年全球自動(dòng)駕駛滲透率L2及以上級(jí)呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。其中,L2/L2+級(jí)預(yù)計(jì)2027年滲透率達(dá)58%,L3 級(jí)預(yù)計(jì)2027年滲透率達(dá) 25%。具備高可靠性的傳感器是保障更高等級(jí)自動(dòng)駕駛的必由之路。 人形機(jī)器人打開(kāi)了 MEMS 慣性傳感器的成長(zhǎng)空間。MEMS 慣性傳感器可以獲取人形機(jī)器人的角速度和加速度數(shù)據(jù),通過(guò) MEMS IMU 可監(jiān)測(cè)人形機(jī)器人的實(shí)時(shí)狀態(tài)、位置信息以及運(yùn)動(dòng)軌跡,維持人形機(jī)器人完成走、跑、蹲等動(dòng)作的姿態(tài)平衡。單臺(tái)人形機(jī)器人采用1顆或多顆MEMS IMU,市場(chǎng)空間廣闊。MEMS IMU 與其他傳感器融合,如立體聲攝像機(jī)、關(guān)節(jié)編碼器、力扭矩傳感器、足部接觸傳感器等,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互補(bǔ),估計(jì)姿態(tài)足的質(zhì)心位置、速度、方向、角速率和角動(dòng)量,共同進(jìn)行機(jī)器人狀態(tài)反饋并完成下一步動(dòng)作,應(yīng)用于機(jī)器人的下蹲起立、前后行走、上下樓梯、回避障礙等場(chǎng)景。2fc5d88a-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 2.3 壓力 MEMS:應(yīng)用于汽車工業(yè)、醫(yī)療和航空航天 ? MEMS 壓力傳感器可以用類似集成電路(10)設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝,進(jìn)行高精度、低成本的大批量生產(chǎn),從而為消費(fèi)電子和工業(yè)過(guò)程控制產(chǎn)品用低廉的成本大量使用 MEMS 傳感器打開(kāi)方便之門,使壓力控制變得簡(jiǎn)單易用和智能化。傳統(tǒng)的機(jī)械量壓力傳感器是基于金屬?gòu)椥泽w受力變形,由機(jī)械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出,因此它不可能如 MEMS 壓力傳感器那樣做得像 |C那么微小,成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 MEMS 壓力傳感器。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械量傳感器,MEMS壓力傳感器的尺寸更小,最大的不超過(guò)1cm,使性價(jià)比相對(duì)于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)大幅度提高。MEMS 壓力傳感器主要包括壓阻式、電容式和諧振式類型,主要用于測(cè)量液體、氣體、固體等介質(zhì)的壓力。硅壓阻式壓力傳感器:是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測(cè)量電路的,具有較高的測(cè)量精度、較低的功耗,極低的成本?;菟诡D電橋的壓阻式傳感器,如無(wú)壓力變化,其輸出為零,幾乎不耗電。 硅電容式壓力傳感器:由沉積在膜片下表面的一層金屬作為可移動(dòng)的電容器而沉積在膜片上的另一個(gè)電極則沉積在硅襯底上,這兩個(gè)電極組成了一個(gè)平行的平板電容器。由于膜片受到壓力的影響而產(chǎn)生撓曲,使電容的兩個(gè)極板之間的距離改變,使電容值改變,其值與被測(cè)量的壓力一致。

硅諧振式壓力傳感器:是利用膜片或梁的諧振頻率隨著被測(cè)壓力的不同而變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力表的測(cè)量。硅膜(梁)受到靜電等方式的刺激,會(huì)產(chǎn)生共振振動(dòng),共振頻率為 f0,當(dāng)硅膜(梁)受到被測(cè)壓力的直接或間接作用時(shí),會(huì)引起共振頻率的變化,并相應(yīng)于被測(cè)壓力。2fe19bc4-f152-11ee-b759-92fbcf53809c.jpg 從壓力 MEMS 市場(chǎng)格局來(lái)看。MEMS壓力傳感器前三名玩家、博世、TEConnectivity 和英飛凌憑借進(jìn)入行業(yè)較早建立的技術(shù),資金壁壘。同時(shí)憑借巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益占據(jù)全球市場(chǎng)中 20億美金中的超過(guò) 50%。新晉玩家較難進(jìn)入相關(guān)供應(yīng)商行列。其他供應(yīng)商如森薩塔(Sensata)和恩智浦(NXP)等其他廠商緊隨其后在 TPMS領(lǐng)域具備較深的布局。 審核編輯 黃宇

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