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MEMS加速汽車電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

作者: 時間:2010-09-26 來源:中國IC網(wǎng) 收藏

  在二十世紀(jì)90年代早期,汽車安全氣囊系統(tǒng)就開始大量采用加速度計。在其后的十年中,技術(shù)的第二次應(yīng)用浪潮被掀起。期間,技術(shù)被大量應(yīng)用,產(chǎn)品種類逐漸增多,相關(guān)技術(shù)被應(yīng)用到各行各業(yè)。第二代技術(shù)和產(chǎn)品取代了前者,并很快成為主流。據(jù)統(tǒng)計,汽車市場在2009年規(guī)模就達到了25億美元。2004至2009年間,全球汽車市場的年復(fù)合增長率已經(jīng)達到了9%左右。而今,第三次MEMS應(yīng)用浪潮正在逼近,越來越多的MEMS加速度計和陀螺儀將被用于更多更新的技術(shù)領(lǐng)域。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/112998.htm

  第三次應(yīng)用浪潮的臨近

  在中國市場,政府正在不遺余力得加大對汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度,其中汽車市場成為發(fā)展最迅猛的市場。2009年中國汽車傳感器市場銷售額接近80億美元,預(yù)計從2007年到2010年,中國市場上,汽車傳感器銷售額的年復(fù)合增長率將高于35%。這種增長力度和速度著實不容小視。中國的傳感器市場分為兩個方向:高端路線和低價路線,ADI的MEMS產(chǎn)品是一個大家庭,囊括了多種定位類別的產(chǎn)品,并致力于滿足不同客戶的需求。

  在當(dāng)前的MEMS領(lǐng)域,面臨的挑戰(zhàn)主要來自系統(tǒng)級設(shè)計、測試、分析、嵌入式軟件的開發(fā)、以及電源管理技術(shù)。其中優(yōu)化解決方案所需要的許多其它要素也為技術(shù)工程師提出了許多挑戰(zhàn)。我們認(rèn)為,也許在未來的10年中,MEMS傳感器設(shè)計需要被供應(yīng)商進一步優(yōu)化,從而能夠使其提供更加強大的功能,并為使用者降低整體成本做出貢獻。而這對于MEMS的運動檢測的發(fā)展和前進步伐也起著至關(guān)重要的作用。

  對于MEMS傳感器來說,適宜在汽車電控系統(tǒng)中應(yīng)用是其一大特點。其于近年來被越來越多地應(yīng)用于汽車的發(fā)動機控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和底盤控制系統(tǒng)。其中加速度傳感器在汽車中的應(yīng)用包括電子穩(wěn)定控制、氣囊監(jiān)測、GPS導(dǎo)航及安全系統(tǒng)、以及翻轉(zhuǎn)監(jiān)測等。ADI公司20多年來一直是MEMS創(chuàng)新產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者,提供全面的慣性感測解決方案,包括iMEMS加速度計和陀螺儀、iSensor智能傳感器以及慣性測量單元(IMU),并已通過TS-16949和QS9000認(rèn)證。 ADI擴展了MEMS產(chǎn)品在諸如安全氣囊,電子穩(wěn)定系統(tǒng)等安全領(lǐng)域的應(yīng)用。迄今為止,ADI公司久經(jīng)驗證的運動信號處理技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)出超過4億片的傳感器產(chǎn)品。

  MEMS在汽車電子中的應(yīng)用及發(fā)展

  多種能量的耦合構(gòu)成了MEMS器件工作原理,微傳感器將非電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,而微?zhí)行器將電能轉(zhuǎn)換為機械動作。與此同時,Integrated Design也在MEMS的設(shè)計過程中大顯身手。但在MEMS系統(tǒng)的設(shè)計過程中,往往采用源于IC的技術(shù)方式,而且系統(tǒng)仿真與版圖設(shè)計,以及器件分析等過程相互脫節(jié),這就使得有機集成的設(shè)計環(huán)境不能夠形成,從而不能夠滿足MEMS市場快速增長的需要。目前,人們往往使用自上而下(Top-down)的方法設(shè)計MEMS。由此可見,這種正向并行的方法集成了MEMS設(shè)計中的所有環(huán)節(jié),避免了自下而上方式所出現(xiàn)的弊端,使設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量都得到了保證。

  當(dāng)前,手工設(shè)計仍然是MEMS的設(shè)計工作的主要方式,主要依靠于設(shè)計者的知識與專業(yè)水平,而VLSI中的數(shù)字邏輯綜合則引領(lǐng)了自動化設(shè)計潮流。一種快速、優(yōu)化的配置可以根據(jù)設(shè)計者提出的要求,利用優(yōu)化算法以及綜合工具實現(xiàn)。它可以幫助設(shè)計人員自動生成MEMS器件的拓?fù)鋱D與器件結(jié)構(gòu)尺寸,從而開始MEMS的自動化設(shè)計,節(jié)省人力成本。使非專業(yè)設(shè)計者也能參與器件的開發(fā)。這種系統(tǒng)綜合,實現(xiàn)了單個器件的設(shè)計綜合,但需要將MEMS系統(tǒng)間的耦合效應(yīng)考慮進去,并對信號處理與控制電路部分進行調(diào)試,除此之外還必須具備完備的MEMS器件單元庫。

  MEMS芯片與半導(dǎo)體芯片整合、封裝在一起是集成電路技術(shù)發(fā)展的新趨勢,也是傳統(tǒng)IC廠商的新機遇。ADI MEMS技術(shù)簡化了運動檢測在工業(yè)、醫(yī)療、消費電子、通信和汽車等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用。用戶之所以選擇ADI公司的iMEMS加速度計和陀螺儀,是因為其能提供業(yè)界最精確的運動測量,而且還具有最小的尺寸、最低的功耗和最高的性價比。

  在汽車的主動與被動安全保護領(lǐng)域,市場趨勢主要包括以下幾個方面:首先,傳感器趨于整合,例如將ESP與安全氣囊放置在同一ECU之內(nèi);其次,傳感器的界面將趨于標(biāo)準(zhǔn)化,其中包括數(shù)字界面,SPI、DSI以及PSI5。目前,市場上PSI5的采用率要高于DSI;第三,市場上對高性能陀螺儀的需求將逐漸增多,尤其是配有高級駕駛輔助系統(tǒng)如ACC的汽車;第四,中國和印度等國家已經(jīng)在司法層面上做出規(guī)定,要求所有汽車100%裝有安全氣囊; 第五、歐洲國家也頒布了有關(guān)行人保護的法規(guī),車載衛(wèi)星導(dǎo)航將成為主要趨勢,因此正面撞擊傳感器將成為主要的解決方案。

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