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壓力傳感器2014年將成為頭號MEMS器件

發(fā)布時間:2011-10-21

機遇與挑戰(zhàn):
  • MEMS在汽車、醫(yī)療與工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大
  • 憑借穩(wěn)步擴張,壓力傳感器三年后將成為銷售額最高的MEMS器件
市場數(shù)據(jù):
  • 到2015年,MEMS壓力傳感器銷售額將達到19.7億美元
  • 2010-2015年MEMS壓力傳感器的復(fù)合年度增長率為10%

據(jù)IHS iSuppli公司的MEMS與傳感器研究報告,由于價格相對較高,以及在汽車、醫(yī)療與工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大,壓力傳感器到2014年將成為銷售額最高的微機電系統(tǒng)(MEMS)器件。

因為汽車產(chǎn)業(yè)在衰退之后強勁復(fù)蘇,去年壓力傳感器銷售額比2009年增長26%,達到12.2億美元,在所有MEMS器件中排名第二。今年增長將比較溫和,預(yù)計增長6%,銷售額將達到13億美元,但預(yù)計2012年增長率將達到兩位數(shù)。

憑借穩(wěn)步擴張,壓力傳感器三年后將成為銷售額最高的MEMS器件,力壓無處不在的加速計與越來越受歡迎的陀螺儀。由于補償水平、裸片校準(zhǔn)與封裝類型的不同,MEMS壓力傳感器的平均價格目前相差很大,面向高價值工業(yè)與醫(yī)療應(yīng)用的從幾美元到幾十美元不等,而面向飛機液壓系統(tǒng)或飛行數(shù)據(jù)測量等最專業(yè)應(yīng)用的則高達幾百美元,包括在惡劣的介質(zhì)、溫度和壓力條件下的工業(yè)應(yīng)用組合。

到2015年,MEMS壓力傳感器銷售額將達到19.7億美元,如圖1所示,2010-2015年的復(fù)合年度增長率為10%。


MEMS壓力傳感器在多種應(yīng)用領(lǐng)域得到大量使用

MEMS壓力傳感器是一種薄膜元件,受到壓力時變形??梢岳脩?yīng)變儀(壓阻型感測)來測量這種形變,也可以通過電容感測兩個面之間距離的變化來加以測量。這兩種方法都很流行,輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)使用比較結(jié)實的壓阻方法。

汽車產(chǎn)業(yè)仍然是MEMS壓力傳感器的最大應(yīng)用領(lǐng)域,占其銷售額的72%,其次是醫(yī)療電子占12%,工業(yè)領(lǐng)域占10%,消費電子與軍用航空占據(jù)其余的6%市場。

在汽車領(lǐng)域,引擎管理是其主要應(yīng)用,包括汽油發(fā)動機中的歧管空氣壓力傳感器和柴油車中的共軌壓力傳感器,尤其是在歐洲。為了改善燃燒情況,有些組織也在研究可以在汽缸內(nèi)工作的壓力傳感器,以更好地測量參與化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)的準(zhǔn)確比例,并把數(shù)據(jù)反饋給引擎管理系統(tǒng)。

由于工作環(huán)境惡劣,汽車傳感器的價格比消費類傳感器高得多。另外,汽車傳感器需要較長的鑒定時間,而且這些傳感器必須能可靠工作長達15年的時間。有些傳感器,比如剎車或輪胎壓力傳感器,對于汽車安全至關(guān)重要。

MEMS壓力傳感器在汽車中的一個新應(yīng)用是傳動系統(tǒng)壓力感測,通常用于自動裝置之中,但也用于新型雙離合器傳動系統(tǒng)。德國廠商博世最近進入該市場,推出了一款MEMS解決方案,使用油來保護硅薄膜,使其可以最高耐受70巴的壓力。博世幾年前也曾為MEMS壓力傳感器帶來巨大變化,當(dāng)時使用的是多孔硅,帶來了高度可靠的MEMS器件,這些器件已用于目前的側(cè)面氣囊等應(yīng)用之中。

在醫(yī)療市場,壓力傳感器主要充當(dāng)外科手術(shù)使用的一次性低成本導(dǎo)管。但它們也用于昂貴的設(shè)備之中,在連續(xù)氣道正壓通氣(CPAC)機中感測壓力與差流。這些器件潛力巨大,可能在2015年以后成為可植入傳感器??芍踩雮鞲衅鞑恍枰姵鼐湍芄ぷ鳎梢杂糜谛呐K測量和監(jiān)測青光眼。

在工業(yè)領(lǐng)域,MEMS壓力傳感器的主要應(yīng)用包括采暖通風(fēng)及空調(diào)(HVAC)、水平面測量、各種工業(yè)過程與控制應(yīng)用。例如,除了精確的高度氣壓測量,飛機使用傳感器監(jiān)測引擎、襟翼等其它部件。

到目前為止,MEMS壓力傳感器在消費電子與移動領(lǐng)域的應(yīng)用不是特別普遍,銷售額還不到2000萬美元。但其應(yīng)用多種多樣,包括氣象站、運動手表、自行車電腦、潛水設(shè)備和步數(shù)計。還可以用于白色家電,如節(jié)能型洗衣機使用的水位傳感器。

在移動領(lǐng)域,迄今沒有什么大規(guī)模的應(yīng)用。將來高端智能手機可能采用壓力傳感器充當(dāng)高度計,支持室內(nèi)位置服務(wù),但目前尚不具備這方面的基礎(chǔ)設(shè)施。在平板電腦領(lǐng)域,迄今壓力傳感器只用于使其能夠顯示本地天氣情況。

與加速計和陀螺儀在消費電子與移動領(lǐng)域得到廣泛使用相比,未來幾年壓力傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用仍將非常有限。
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