IHS iSuppli:壓力傳感器三年后將成頭號(hào)MEMS器件

據(jù)IHS iSuppli公司的MEMS與傳感器研究報(bào)告，由于價(jià)格相對(duì)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(kuò)大，壓力傳感器到2014年將成為銷售額最高的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件。

因?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)在衰退之后強(qiáng)勁復(fù)蘇，去年壓力傳感器銷售額比2009年增長(zhǎng)26%，達(dá)到12.2億美元，在所有MEMS器件中排名第二。今年增長(zhǎng)將比較溫和，預(yù)計(jì)增長(zhǎng)6%，銷售額將達(dá)到13億美元，但預(yù)計(jì)2012年增長(zhǎng)率將達(dá)到兩位數(shù)。

憑借穩(wěn)步擴(kuò)張，壓力傳感器三年后將成為銷售額最高的MEMS器件，力壓無(wú)處不在的加速計(jì)與越來(lái)越受歡迎的陀螺儀。由于補(bǔ)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(jià)格目前相差很大，面向高價(jià)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(jī)液壓系統(tǒng)或飛行數(shù)據(jù)測(cè)量等最專業(yè)應(yīng)用的則高達(dá)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(dá)到19.7億美元，如圖所示，2010-2015年的復(fù)合年度增長(zhǎng)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(shí)變形?？梢岳脩?yīng)變儀(壓阻型感測(cè))來(lái)測(cè)量這種形變，也可以通過(guò)電容感測(cè)兩個(gè)面之間距離的變化來(lái)加以測(cè)量。這兩種方法都很流行，輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用比較結(jié)實(shí)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(fèi)電子與軍用航空占據(jù)其余的6%市場(chǎng)。

在汽車領(lǐng)域，引擎管理是其主要應(yīng)用，包括汽油發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)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(jià)格比消費(fèi)類傳感器高得多。另外，汽車傳感器需要較長(zhǎng)的鑒定時(shí)間，而且這些傳感器必須能可靠工作長(zhǎng)達(dá)15年的時(shí)間。有些傳感器，比如剎車或輪胎壓力傳感器，對(duì)于汽車安全至關(guān)重要。

MEMS壓力傳感器在汽車中的一個(gè)新應(yīng)用是傳動(dòng)系統(tǒng)壓力感測(cè)，通常用于自動(dòng)裝置之中，但也用于新型雙離合器傳動(dòng)系統(tǒng)。德國(guó)廠商博世最近進(jìn)入該市場(chǎng)，推出了一款MEMS解決方案，使用油來(lái)保護(hù)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(lái)巨大變化，當(dāng)時(shí)使用的是多孔硅，帶來(lái)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(chǎng)，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(jī)中感測(cè)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(cè)量和監(jiān)測(cè)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(cè)量、各種工業(yè)過(guò)程與控制應(yīng)用。例如，除了精確的高度氣壓測(cè)量，飛機(jī)使用傳感器監(jiān)測(cè)引擎、襟翼等其它部件。

MEMS壓力傳感器在消費(fèi)與移動(dòng)設(shè)備中不是特別熱

到目前為止，MEMS壓力傳感器在消費(fèi)電子與移動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用不是特別普遍，銷售額還不到2000萬(wàn)美元。但其應(yīng)用多種多樣，包括氣象站、運(yùn)動(dòng)手表、自行車電腦、潛水設(shè)備和步數(shù)計(jì)。還可以用于白色家電，如節(jié)能型洗衣機(jī)使用的水位傳感器。

在移動(dòng)領(lǐng)域，迄今沒(méi)有什么大規(guī)模的應(yīng)用。將來(lái)高端智能手機(jī)可能采用壓力傳感器充當(dāng)高度計(jì)，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(jì)和陀螺儀在消費(fèi)電子與移動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛使用相比，未來(lái)幾年壓力傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用仍將非常有限。

作者Richard Dixon和Jérémie Bouchaud分別是IHS公司MEMS與傳感器部門的資深分析師與首席分析師。