MEMS傳感器行業(yè)是一個新興的行業(yè)，在中國商業(yè)化的時間不到10年，而在全球也只有20余年的產(chǎn)業(yè)化歷程。

MEMS傳感器代表了未來傳感器的發(fā)展方向，具有體積微小、低功耗、一致性高等特點，可大批量、低成本制造，大大拓寬了傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，為智能設(shè)備的發(fā)展奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，亦是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

目前，全世界有大約600余家單位從事MEMS的研制和生產(chǎn)工作，已研制出包括微型壓力傳感器、加速度傳感器、微噴墨打印頭、數(shù)字微鏡顯示器在內(nèi)的幾百種產(chǎn)品，其中MEMS傳感器占相當(dāng)大的比例。

作為獲取信息的關(guān)鍵入口，MEMS傳感器已在汽車、消費電子、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。而隨著時間的推移和技術(shù)的逐步發(fā)展，MEMS所包含的內(nèi)容正在不斷增加，并變得更加豐富。

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汽車領(lǐng)域?

在20世紀(jì)90年代，MEMS首先在汽車工業(yè)開始應(yīng)用，汽車電子被認(rèn)為是MEMS傳感器第一波應(yīng)用高潮的推動者。

受益于汽車行業(yè)安全規(guī)定及信息化、智能化浪潮，MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域得到飛速發(fā)展，其應(yīng)用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(tǒng)、電子車身穩(wěn)定程序、電控懸掛、電動手剎、斜坡起動輔助、胎壓監(jiān)控、引擎防抖、車輛傾角計量和車內(nèi)心跳檢測等。

根據(jù)相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)，目前平均每輛汽車包含10-30個MEMS傳感器，而在高檔汽車中大約會采用30甚至上百個MEMS傳感器。

MEMS壓力傳感器主要應(yīng)用在測量氣囊壓力、燃油壓力、發(fā)動機機油壓力、進氣管道壓力及輪胎壓力。這種傳感器用單晶硅作材料，以采用MEMS技術(shù)在材料中間制作成力敏膜片，然后在膜片上擴散雜質(zhì)形成四只應(yīng)變電阻，再以惠斯頓電橋方式將應(yīng)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。

而MEMS加速度計的原理是基于牛頓的經(jīng)典力學(xué)定律，通常由懸掛系統(tǒng)和檢測質(zhì)量組成，通過微硅質(zhì)量塊的偏移實現(xiàn)對加速度的檢測，主要用于汽車安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)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(chǎn)品。

微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用于汽車導(dǎo)航的GPS信號補償和汽車底盤控制系統(tǒng)，主要有振動式、轉(zhuǎn)子式等幾種。應(yīng)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(zhì)量塊在被基座帶動旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來感測角速度。例如汽車在轉(zhuǎn)彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測量角速度來指示方向盤的轉(zhuǎn)動是否到位，主動在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)車輪上加上適當(dāng)?shù)闹苿右苑乐蛊嚸撾x車道，通常，它與低加速度計一起構(gòu)成主動控制系統(tǒng)。

消費電子

隨著消費電子的大發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，該領(lǐng)域已經(jīng)取代汽車成為MEMS最大的應(yīng)用市場。

MEMS傳感器在消費電子產(chǎn)品中可用于運動/墜落檢測、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補償、游戲/人機界面交互、電源管理、GPS增強/盲區(qū)消除、速度/距離計數(shù)等，應(yīng)用較多的品類為MEMS麥克風(fēng)、3D加速器、MEMS 射頻組件、GPS陀螺儀、小型燃料電池與生化芯片等。多種MEMS傳感器的綜合應(yīng)用可增加電子設(shè)備的娛樂性及智能性，改善交互性能，大大提升了用戶體驗。

在手機拍照功能上，MEMS更是發(fā)揮著重要的作用。在MEMS Drive出現(xiàn)之前，手機攝像頭主要由音圈馬達移動鏡頭組的方式實現(xiàn)防抖(簡稱鏡頭防抖技術(shù))，受到很大的局限。而另一個在市場上較高端的防抖技術(shù)：多軸防抖，則是利用移動圖像傳感器(Image Sensor)補償抖動，但由于這個技術(shù)體積龐大、耗電量超出手機載荷，一直無法在手機上應(yīng)用。

憑著微機電在體積和功耗上的突破，最新技術(shù)MEMS Drive類似一張貼在圖像傳感器背面的平面馬達，帶動圖像傳感器在三個旋轉(zhuǎn)軸移動。MEMS?Drive 的防抖技術(shù)是透過陀螺儀感知拍照過程中的瞬間抖動，依靠精密算法，計算出馬達應(yīng)做的移動幅度并做出快速補償。這一系列動作都要在百分之一秒內(nèi)做完，你得到的圖像才不會因為抖動模糊掉。

MEMS傳感器在智能手機領(lǐng)域的應(yīng)用

（圖片來源：Yole Development，民生證券）

航空航天

MEMS在航空航天領(lǐng)域主要有狀態(tài)傳感器和環(huán)境傳感器之分。狀態(tài)傳感器主要針對飛機姿態(tài)、燃料用量、生命活動、各種活動機件的即時位置等進行監(jiān)測。環(huán)境傳感器主要針對溫濕度、氧氣濃度、流量大小等方面進行測量。通過提供有關(guān)航天器的工作信息，MEMS傳感器起到故障診斷、提供決策依據(jù)、保障正常飛行的作用。近期事故頻出已全球停飛的波音737MAX飛機，故障主要原因之一是迎角傳感器產(chǎn)生讀數(shù)輸出錯誤，導(dǎo)致了系統(tǒng)不能起到嚴(yán)格的保護作用。小小傳感器對航空航天安全的重要性可見一斑。

生物醫(yī)療

隨著體外診斷、藥物研究、病患監(jiān)測、給藥方式以及植入式醫(yī)療器械等領(lǐng)域發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備需要迅速提高性能、降低成本、縮小尺寸。MEMS技術(shù)使醫(yī)療設(shè)備可以做到微型化，醫(yī)療檢測、診斷、手術(shù)和治療過程可以更加便捷、精準(zhǔn)，甚至無痛。

MEMS壓力傳感器可以檢測包括血壓、眼內(nèi)壓、顱內(nèi)壓、子宮內(nèi)壓等在內(nèi)的人體器官壓力水平。MEMS慣性器件最主要用于心臟病治療設(shè)備。MEMS圖像傳感器普遍應(yīng)用于包括CT掃描、內(nèi)窺鏡在內(nèi)的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中。MEMS技術(shù)在傳感和執(zhí)行功能上的優(yōu)勢，使其在醫(yī)療健康行業(yè)的應(yīng)用廣泛增長。

此外，MEMS技術(shù)在國防、工業(yè)、能源及環(huán)保等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，為各行各業(yè)提供自動化、智能化的數(shù)據(jù)接口，賦能智能社會。根據(jù)相關(guān)市場調(diào)研數(shù)據(jù)，全球MEMS市場結(jié)構(gòu)中消費電子領(lǐng)域占比最高，增長空間最大的是生物醫(yī)療領(lǐng)域。

來源：傳感器專家網(wǎng)?