MEMS的全稱是微型電子機械系統(Micro-ElectroMechanicalSystem),微機電系統是指可批量制作的,將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。你可以把它理解為利用傳統的半導體工藝和材料,用微米技術在芯片上制造微型機械,并將其與對應電路集成為一個整體的技術。所以它是以半導體制造技術為基礎發展起來的一種先進的制造技術平臺。
優點:相對于傳統的機械,它們的尺寸更小,不超過一個厘米,甚至僅僅為幾個微米,其厚度就更加微小。采用以硅為主的材料,電氣性能優良,硅材料的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當,密度與鋁類似,熱傳導率接近鉬和鎢。采用與集成電路(IC)類似的生成技術,可大量利用IC生產中的成熟技術、工藝,進行大批量、低成本生產,使性價比相對于傳統“機械”制造技術大幅度提高。
隨著電子技術的發展,MEMS的應用領域越來越廣泛,由**早的工業、軍用航空應用走向普通的消費市場。 軍用與航空屬于所謂的高價值MEMS應用領域,但是這兩個領域的用量太小了,一年也就四千萬美金左右,增長空間也是有限的。醫療電子上的MEMS器件價值也不錯,它的傳感器的平均銷售價格遠高于其它可比的MEMS領域。總體來看,一年高價值MEMS產業的營業收入將達到3億美元左右。但是應用廣泛的當屬于汽車電子產業和消費電子應用市場,這兩大領域占了MEMS傳感器市場的60%以上。我們下面分析一下這兩個主要的應用領域。
汽車電子MEMS傳感器:
汽車電子產業被認為是MEMS傳感器的應用高潮的推動者,MEMS傳感器在汽車上應用的快速發展主要是受益于各國政府全面推出汽車安全規定(比如要求所有汽車采用TPMS系統)和汽車智慧化的發展趨勢。全球平均每輛汽車包含10個傳感器,在高檔汽車中,大約采用25至40只MEMS傳感器,車越好,所用的MEMS就越多,BMW740i汽車上就有70多只MEMS。MEMS傳感器可滿足汽車環境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求。其應用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(ABS)、電子車身穩定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動手剎(EPB)、斜坡起動輔助(HAS)、胎壓監控(EPMS)、引擎防抖、車輛傾角計量和車內心跳檢測等等。
目前,壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器四類器件合計占汽車MEMS系統的99%。其五年增長率均在3-12%。MEMS壓力傳感器是汽車中應用的傳感器,汽車用MEMS壓力傳感器的價格大概在5~7美元。在汽車領域,MEMS壓力傳感器營業收入2013年預計達到12.6億美元,占當年總體產業營業收入的74%。至少18個汽車應用領域將促進壓力傳感器的增長,包括:輪胎壓力,電子穩定控制系統中的剎車傳感器,側面氣囊,與日益嚴格的排放標準相關的引擎控制,大氣壓力與廢氣再循環壓力。
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