追隨“MEMS一哥”博世 回顧傳感器在汽車和手機領(lǐng)域的發(fā)展之路

　　每一款智能手機都具有屏幕自動旋轉(zhuǎn)的功能，可以在風(fēng)景和人像模式之間自由切換;在美國銷售的每輛新車根據(jù)法律要求都配有安全氣囊。前者滿足用戶在火車上看YouTube的需求;后者在事故中可以挽救用戶的生命。從表面上看，兩者完全是隨機的、毫無關(guān)系的例子。但是，安全氣囊和智能手機具有的共同點超過大多數(shù)人的想象。

　　這個故事要從電子學(xué)興起之前說起。1923年春天，博世(Bosch)推出了一款警告司機汽車輪胎漏氣等問題的警示鈴。這是一款簡單而巧妙的設(shè)計。警示鈴安裝在每個輪輞的內(nèi)側(cè)，如果輪胎氣壓低，每次輪胎旋轉(zhuǎn)，警示鈴就會接觸地面而發(fā)出報警。我們可以把它看作是當(dāng)今胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的原始版本。

　　技術(shù)迅速發(fā)展。20世紀60年代末，博世開始制造用于燃油噴射系統(tǒng)的機械式壓力傳感器，并從70年代開始制造用于防污染系統(tǒng)的氧含量(LAMBDA)傳感器。1987年，開發(fā)下一代更智能的機械式傳感器在博世成功立項。

　　當(dāng)時，出于舒適和安全的考慮，也為了符合北美洲和歐洲等市場對污染的嚴苛規(guī)定，全世界汽車制造商都在尋找將越來越多的電子特性集成至模組中的方式。博世也因此踏上了挑戰(zhàn)之路。

　　微機電系統(tǒng)(MEMS)的第一波大規(guī)模生產(chǎn)要追溯到1995年。當(dāng)時的傳感器尺寸比今天大得多，主要用于汽車安全和舒適系統(tǒng)，在發(fā)動機管理軟件的運行中也起著重要的作用，之后用于電源驅(qū)動輔助系統(tǒng)，如防抱死系統(tǒng)和電子穩(wěn)定控制。

　　值得一提的是，MEMS傳感器會告訴車載計算機在發(fā)生碰撞時是否打開氣囊。被稱為“博世工藝”的等離子刻蝕技術(shù)的問世，使大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。汽車工業(yè)突然(意外地)發(fā)現(xiàn)比櫻桃核的四分之一還小還薄的MEMS器件竟然驅(qū)動該行業(yè)成為科技革命的核心。

　　20世紀90年代，隨著傳感器功能越來越強大，尺寸越來更小，市場需求也在增長。精明的工程師萌發(fā)了將傳感器技術(shù)應(yīng)用到汽車行業(yè)之外領(lǐng)域的想法。一切顯得非常完美：SUV市場繁榮起來了，傳感器技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷娑极@得了立足點，包括工作、教育和娛樂。

　　博世的傳感器產(chǎn)品系列包括加速度計、陀螺儀、磁力計和環(huán)境傳感器

　　第二波MEMS傳感器熱潮是在21世紀后期，雖然汽車仍然使用MEMS傳感器，但在各種各樣的消費電子產(chǎn)品中，包括智能手機和平板電腦，也出現(xiàn)了MEMS傳感器。例如，用于室內(nèi)導(dǎo)航以提供高精確度的數(shù)據(jù)。

　　電影《蜘蛛俠：回家》里的“小蜘蛛無人機”配備了博世的慣性測量單元，電影《星球大戰(zhàn)》里的絕地武士Luke Skywalker的電子光劍使用的是博世的加速度計，Manus VR手套則采用了博世的磁力計和傳感器中樞。如今，博世出貨的MEMS傳感器中，有四分之三是面向消費電子市場。

　　科技的發(fā)展速度如此之快，以至于下一輪演進并未花費太長時間。當(dāng)前的傳感器浪潮出現(xiàn)在2005年左右，比起“前輩”，傳感器變得更小更強大，可以被連接在巨大的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，開始出現(xiàn)在智能城市設(shè)備(如博世的氣候監(jiān)測系統(tǒng))、智能手機、無人機等。當(dāng)然，傳感器還繼續(xù)應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，而且在可預(yù)見的未來還將繼續(xù)存在。

　　博世的創(chuàng)新傳感器技術(shù)項目負責(zé)人Reinhard Neul談到：“在自動駕駛領(lǐng)域，我們目前正在開發(fā)新的角速率傳感器，結(jié)合額外的慣性傳感器、激光雷達和衛(wèi)星導(dǎo)航，全面收集車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)。由此，控制系統(tǒng)能實時感知車輛和其他道路使用者的位置和運動，并且可以相應(yīng)地對這些信息做出反應(yīng)。”

　　據(jù)麥姆斯咨詢報道，目前，博世每天制造的傳感器大約是450萬顆，隨著需要連接物體的數(shù)量增長，預(yù)計這個數(shù)字將繼續(xù)膨脹。從汽車安全氣囊開始，發(fā)展如今的智能手機，MEMS傳感器已經(jīng)走過很長的道路，如今在辦公室、衣服口袋、房間的每一個角落里都有其身影，已成為人類生活中不可或缺的器件之一。