在人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展之下，數(shù)據(jù)的收集顯得尤為重要，而與收集數(shù)據(jù)息息相關(guān)的傳感器市場將更加廣闊。尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳感器產(chǎn)品需求大幅增加，重心也逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)含量較高的MEMS傳感器領(lǐng)域。
那么，你到底了解MEMS傳感器嗎？物聯(lián)界小編今天帶你了解MEMS傳感器。
何為MEMS傳感器
MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)，Micro-ElectroMechanicalSystem），是指可批量制作的，將微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統(tǒng)。
用MEMS工藝制造的傳感器具有微型化、集成化、成本低、效能高、可大批量生產(chǎn)等特點。同時，MEMS傳感器不僅能夠感知被測參數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成方便度量的信號；而且能對所得到的信號進(jìn)行分析、處理和識別、判斷，因此形象地被稱為智能傳感器。
由于傳統(tǒng)的基于機(jī)電工藝制成的傳感器和執(zhí)行器在體積、價格和產(chǎn)能上不能適應(yīng)工業(yè)、消費電子等領(lǐng)域的需求，MEMS開始發(fā)展起來。與傳統(tǒng)的傳感器相比，MEMS傳感器在尺寸、性能、智能化等方面都具有明顯的優(yōu)勢。例如，在陀螺儀及麥克風(fēng)方面，MEMS技術(shù)的應(yīng)用為之技術(shù)升級帶來較大跨越。
MEMS傳感器的分類
1980年，**個MEMS傳感器推出，重量、濕度、加速度計、壓力、麥克風(fēng)等MEMS傳感器不斷出現(xiàn)，其種類繁多，一般分為MEMS物理傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器三大類。
其中每一種MEMS傳感器又有很多種細(xì)分方法。如加速度計，按檢測質(zhì)量的運動方式劃分，有角振動式和線振動式加速度計等，種類繁多，常見的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等等;MEMS傳感器的品種多到可以以萬為單位，且不同MEMS之間參量較多，沒有完全標(biāo)準(zhǔn)的工藝。這種行業(yè)特性讓MEMS傳感器制造的企業(yè)前期的研發(fā)投入過大，單品種的銷量很難放大。以慣性傳感器為例，其市場盈虧平衡規(guī)模為月產(chǎn)1000萬只，即企業(yè)須至少每月生產(chǎn)1000萬只慣性傳感器才能保持不虧本狀態(tài)，根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)都遠(yuǎn)低于這一規(guī)模。國內(nèi)*大的純MEMS傳感器公司美新至今是虧損的。所以只有企業(yè)做的越大它的贏利能力才越強(qiáng)。
MEMS傳感器的應(yīng)用
MEMS傳感器作為獲取信息的關(guān)鍵器件，對各種傳感裝置的微型化起著巨大的推動作用，除了智能手機(jī)，MEMS傳感器將會在AR/VR、可穿戴等消費電子，智能駕駛、智能工廠、智慧物流、智能家居、環(huán)境監(jiān)測、智慧醫(yī)療等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大領(lǐng)域，智能汽車是車聯(lián)網(wǎng)的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車時代，主動**技術(shù)成為備受關(guān)注的新興領(lǐng)域，需要改進(jìn)現(xiàn)有的主動**系統(tǒng)，比如側(cè)翻(rollover)與穩(wěn)定性控制(ESC)，這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態(tài)。
語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風(fēng)將迎來發(fā)展新機(jī)遇。MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域還有很多應(yīng)用，包括**氣囊(應(yīng)用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側(cè)面氣囊的壓力傳感器)、汽車發(fā)動機(jī)(應(yīng)用于檢測進(jìn)氣量的進(jìn)氣歧管優(yōu)良壓力傳感器和流量傳感器)等。
自動駕駛技術(shù)的興起，進(jìn)一步推動了MEMS傳感器進(jìn)入汽車。雖然GPS接收器可以計算自身位置和速度，但在GPS信號較差的地方(地下車庫、隧道)和信號受到干擾的時候，汽車的導(dǎo)航會受到影響，這對自動駕駛來說是致命的缺陷。
利用MEMS陀螺儀和加速度計獲取速度和位置(角速度和角位置)，車輛任何細(xì)微的動作和傾斜姿態(tài)，都被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過總線，傳遞給行車電腦。即便在*快的車速狀態(tài)下，MEMS的精度和反應(yīng)速度也能夠適應(yīng)。得益于硅體微加工、晶片鍵合等技術(shù)的發(fā)展，精度已經(jīng)上升到0.01。
MEMS讓傳感器小型化、智能化，MEMS傳感器將在智慧工業(yè)時代大有可為。MEMS溫度、濕度傳感器可用于環(huán)境條件的檢測，MEMS加速度計可以用來監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的振動和旋轉(zhuǎn)速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業(yè)機(jī)器人的導(dǎo)航和轉(zhuǎn)動提供**的位置信息。
MEMS的產(chǎn)業(yè)鏈
MEMS是多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)，整個產(chǎn)業(yè)鏈涉及設(shè)計、制造、封裝測試、軟件及應(yīng)用方案環(huán)節(jié)。MEMS產(chǎn)業(yè)鏈的上游負(fù)責(zé)MEMS器件設(shè)計、材料和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)，中游生產(chǎn)制造出MEMS器件、下游使用MEMS器件制造終端電子產(chǎn)品。
MEMS整個產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜，涉及的廠商眾多。中國的設(shè)計、制造、封裝測試廠商都在積極布局MEMS，已形成完整MEMS的產(chǎn)業(yè)鏈。
全球前十名MEMS廠商主要包括博世、意法半導(dǎo)體、惠普、德州儀器、佳能、InvenSense、Avago和Qorvo、樓氏電子、松下等。
MEMS代工主要有兩種類型：IDM廠商提供的MEMS代工，獨立的代工廠提供的MEMS代工，其中獨立的代工廠包括集成電路代工廠和純MEMS代工廠。
近幾年Fabless模式(無生產(chǎn)線設(shè)計公司)的MEMS器件制造商發(fā)展迅速，獨立的MEMS代工廠努力尋求標(biāo)準(zhǔn)化的工藝以提升規(guī)模經(jīng)濟(jì)，減少制造時間和降低成本，使得獨立的MEMS代工廠快速成長，但目前IDM代工仍處于市場領(lǐng)導(dǎo)地位。
封裝技術(shù)與IC封裝有著諸多不同，對企業(yè)的要求很高。眾所周知，MEMS器件價格下降非常之快，目前部分MEMS器件中封裝成本甚至占到總價格的40%到60%。如何做到低成本封裝是封測廠商面臨的巨大挑戰(zhàn)。
MEMS整個產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜，涉及的廠商眾多；中國的設(shè)計、制造、封裝測試廠商都在積極布局MEMS，已形成完整MEMS的產(chǎn)業(yè)鏈。MEMS前端研發(fā)需要大量的資金與時間，品種又過多，MEMS器件很難贏利。這些廠家的*終命運一定是要么在低端消費品市場的竟?fàn)幹忻摲f而出，要么就是積累技術(shù)*終被歌爾聲學(xué)這類廠家收購。