毋庸置疑，汽車是人們出行的必需品之一。而隨著5G、智能網聯的蓬勃發展，全球邁入萬物互聯時代，智能汽車、無人駕駛正迅速成為新出行時代的標志。隨之而來，智能汽車的性能需不斷提升和優化，這必須得益于汽車電子科技的迅速發展，而其中最具代表的核心元件是MEMS汽車傳感器。

MEMS汽車傳感器由于技術上日趨成熟完善，可滿足汽車環境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求，極大地推動了電子技術在汽車上的應用，并在市場引導、科技推動、風險投資、政府介入等多重作用下飛速發展，現已成為相關部門爭先投資開發的熱點。 智能汽車內所用到的MEMS傳感器多達25-50只，且種類駁雜繁多，一般常見的MEMS汽車傳感器包括：

壓力傳感器 用于監測進氣絕對壓力、汽車空調壓縮機壓力、胎壓測量等

角速度傳感器 陀螺儀

加速度傳感器 用于安全氣囊系統、防滑系統、汽車導航系統和防盜系統等

溫度傳感器 發動機的進氣溫度、機油溫度，變速器的油溫等

流量傳感器 用于檢測發動機空氣進氣量和燃油噴射量、排氣再循環、防滑驅動、剎車防抱死系統以及電控懸架等

氣體傳感器 用于檢測車內空氣質量等

液位傳感器 用于檢測燃油、冷卻液、制動液、蓄電池液儲存量等

目前，壓力傳感器、加速度計、流量傳感器、陀螺儀、溫濕度傳感器，五種器件合計占汽車MEMS系統的99%以上。 MEMS壓力傳感

MEMS壓力傳感器是汽車中應用最多的傳感器之一， 至少有18個汽車應用領域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。這種傳感器用單晶硅作材料，以采用MEMS技術在材料中間制作成力敏膜片，然后在膜片上擴散雜質形成四個應變電阻，再以惠斯頓電橋方式將應變電阻連接成電路，來獲得高靈敏度。車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種常見的形式。

MEMS加速度計

MEMS加速度計的原理是基于牛頓的經典力學定律，通常由懸掛系統和檢測質量組成，通過微硅質量塊的偏移實現對加速度的檢測，主要用于汽車安全氣囊系統、防滑系統、汽車導航系統和防盜系統等，除了有電容式、壓阻式以外，MEMS加速度計還有壓電式、隧道電流型、諧振式和熱電偶式等形式。其中，電容式MEMS加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點，是MEMS微加速度計中的主流產品。

MEMMS流量傳感器

MEMS流量傳感器是基于傳統的熱膜片風力計原理借助先進的薄膜片技術，將性能穩定的薄膜片電阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工，因此一方面縮短了傳感器響應時間，另一方面由于采用了前后橋電路，可以判斷出流體流向，從而進一步測量出回流流量。為了防止溫度變化對測量精度的影響，傳感器中采用了兩片熱敏電阻分別對前后橋進行了溫度補償。流量傳感器主要用于檢測發動機的空氣進氣量和燃油噴射量，從而將空燃比控制在最佳值附近，此外流量傳感器還廣泛利用于排氣再循環、防滑驅動、剎車防抱死系統以及電控懸架等許多方面。

微陀螺儀

微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用于汽車導航的GPS信號補償和汽車底盤控制系統，主要有振動式、轉子式等幾種。應用最多的屬于振動陀螺儀，它利用單晶硅或多晶硅的振動質量塊在被基座帶動旋轉時產生的哥氏效應來感測角速度。例如：汽車在轉彎時，系統通過陀螺儀測量角速度來指示方向盤的轉動是否到位，主動在內側或者外側車輪上加上適當的制動以防止汽車脫離車道，通常它與低加速度計一起構成主動控制系統。

MEMS濕度傳感器

新冠疫情推動了車企加速健康汽車、健康座艙的科技研發與創新。目前車企紛紛推出智能空氣凈化系統并采用環保材料、防疫科技，開發“健康座艙”，配備PM2.5 傳感器、溫濕度傳感器、甲醛傳感器、CO/CO2傳感器、AQS空氣質量傳感器。

不難看出，未來隨著人工智能和車聯網技術的不斷發展，以及對交通安全的更高要求來說，MEMS傳感器將在智能汽車上扮演更加重要的角色。舉例來說，對汽車發動機系統起到舉足輕重作用的MEMS汽車機油壓力傳器，是對發動機的工作狀態進行控制，由于發動機機油中含有大量有機物質，以及機械磨損帶來的金屬碎屑，因此要求機油壓力傳感器必須耐受腐蝕性介質及玷污，并且檢測汽車啟動后發動機機油壓力是否穩定在規定值范圍內，如發現異常，則通過組合儀表發出報警信號。

近來，一家以北京大學 MEMS研發團隊為技術依托、以京津冀國家技術創新中心成果轉化機制為平臺，并且擁有多項自主研發專利和技術力量的高新技術企業“北京智芯傳感科技有限公司”在國內眾多傳感器廠家中脫穎而出，其主要產品聚焦MEMS壓力傳感器，并提供模組和行業解決方案。

智芯傳感掌握了MEMS傳感器產品的設計、生產、封裝、標定及模組的核心流程工藝，產品在包括工業工程、汽車摩托車、消費電子、衛生醫療、航空航天等多個領域批量交付并實現應用，已成為我國MEMS壓力傳感器領域極具影響力的新生力量。

審核編輯：湯梓紅