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發(fā)布時(shí)間:2025-2-11
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1.什么是MEMS傳感器及其工作原理:
MEMS傳感器即運(yùn)用了MEMS技術(shù)的傳感器。MEMS傳感器由傳感器、信息處理單元、執(zhí)行器和通訊/接口單元等組成。其輸入信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)過(guò)信號(hào)處理(模擬的/數(shù)字的)后,由執(zhí)行器與外界產(chǎn)生作用。每一個(gè)微系統(tǒng)可以采用數(shù)字或模擬信號(hào)(電、光、磁等物理量)與其他的微系統(tǒng)進(jìn)行通信。與傳統(tǒng)傳感器相比,MEMS傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、智能化、低成本、功耗低、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),MEMS內(nèi)部一般在微米甚至納米級(jí)別,使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。
MEMS傳感器工作原理圖
數(shù)據(jù)來(lái)源:觀研天下整理
2.MEMS傳感器應(yīng)用領(lǐng)域
目前,傳感器的應(yīng)用已滲透進(jìn)各行各業(yè),如消費(fèi)電子、醫(yī)療診斷、工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、資源開(kāi)發(fā)、軍事工程等。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái),傳感器將作為基礎(chǔ)設(shè)施得到先行發(fā)展,MEMS產(chǎn)業(yè)化浪潮持續(xù)推進(jìn),市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看,射頻、壓力、麥克風(fēng)、加速度、陀螺儀和慣性組合是目前應(yīng)用最為廣泛的器件。其中,壓力傳感器、加速度傳感器在MEMS行業(yè)占比達(dá)到14.3%和10.5%。
3.MEMS傳感器市場(chǎng)發(fā)展
根據(jù)MordorIntelligence分析報(bào)告,2020 年全球 MEMS 傳感器市場(chǎng)價(jià)值 116.862 億美元,預(yù)計(jì)到 2026 年將達(dá)到 168.570 億美元,在預(yù)測(cè)期間(2021-2026 年)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 6.5%。由于 COVID-19大流行,某些類型的 MEMS 傳感器的需求顯著飆升。例如,由于需要非接觸式監(jiān)測(cè)人們的體溫,因此對(duì)溫度槍和熱像儀中使用的熱電堆和微測(cè)輻射熱計(jì)的需求有所增加。此外,用于檢測(cè) COVID-19 的實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)(PCR) 診斷測(cè)試和用于 DNA 測(cè)序的微流體正在獲得重要的市場(chǎng)相關(guān)性。后者是在分子水平上高精度檢測(cè)細(xì)菌或病毒的首要方法。此外:
1)微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 傳感器除了具有制造更小的電子設(shè)備的潛力外,還具有多種優(yōu)勢(shì),例如精度和可靠性。因此,它們?cè)谶^(guò)去幾年中獲得了相當(dāng)大的吸引力。微型化消費(fèi)設(shè)備,例如物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備和可穿戴設(shè)備,是 MEMS 傳感器在市場(chǎng)上的新興應(yīng)用。
2)所研究市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素包括汽車行業(yè)日益增長(zhǎng)的安全問(wèn)題以及工業(yè) 4.0 自動(dòng)化的出現(xiàn)。工業(yè) 4.0有望在未來(lái)幾年產(chǎn)生重大影響,因?yàn)樗?COVID-19 后的多個(gè)工業(yè)環(huán)境中被廣泛采用。此外,汽車行業(yè)日益增長(zhǎng)的安全問(wèn)題,特別是在自動(dòng)駕駛汽車大量使用的未來(lái),將推動(dòng) MEMS 傳感器在此類應(yīng)用中的使用。
3)壓力傳感器有望見(jiàn)證最快的增長(zhǎng)速度,因?yàn)樗鼈儽挥糜诙鄠€(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,如生物醫(yī)學(xué)、汽車電子、小型家電、可穿戴和健身電子產(chǎn)品。其他 MEMS 傳感器,例如麥克風(fēng)(聲音傳感器)和超聲波MEMS 傳感器、環(huán)境傳感器和微測(cè)輻射熱計(jì),預(yù)計(jì)將在所研究的市場(chǎng)中占據(jù)顯著份額。
5)此外,挑戰(zhàn)市場(chǎng)增長(zhǎng)的因素包括由于接口設(shè)計(jì)考慮和 MEMS 缺乏標(biāo)準(zhǔn)化制造工藝而導(dǎo)致 MEMS 傳感器實(shí)施的總體成本增加。MEMS 的標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)疑不如傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝和模型環(huán)境先進(jìn)。然而,標(biāo)準(zhǔn)程序必將在未來(lái)幾年內(nèi)發(fā)生,使得挑戰(zhàn)的影響在未來(lái)幾年逐漸降低。
尤其是在汽車板塊有望占據(jù)重要份額
汽車領(lǐng)域描述了汽車行業(yè)和智能汽車中的MEMS傳感器(如MEMS壓力、MEMS加速度和陀螺儀傳感器)。MEMS傳感器的發(fā)展方向預(yù)計(jì)在汽車領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)(ABS)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電子控制懸架(ECS)、電動(dòng)手剎(EPB)、斜坡啟動(dòng)輔助(HAS)、胎壓監(jiān)測(cè)(EPMS)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、角度測(cè)量、心跳檢測(cè)、車內(nèi)自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)。
汽車對(duì)安全和安保的需求不斷增長(zhǎng)是主要因素之一,在市場(chǎng)增長(zhǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),全球每年有超過(guò) 135 萬(wàn)人死于道路交通事故。MEMS傳感器在提高車輛的安全特性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,并成為市場(chǎng)增長(zhǎng)的催化劑。
此外,隨著新能源汽車、無(wú)人駕駛汽車等新型智能汽車的發(fā)展,未來(lái)MEMS傳感器可能會(huì)在汽車傳感器市場(chǎng)占據(jù)更重要的份額。
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