压力传感器2014年将成为头号MEMS器件

 

　　据IHS iSuppli公司的MEMS与传感器研究报告，由于价格相对较高，以及在汽车、医疗与工业等领域的应用范围不断扩大，压力传感器到2014年将成为销售额最高的微机电系统(MEMS)器件。

　　因为汽车产业在衰退之后强劲复苏，去年压力传感器销售额比2009年增长26%，达到12.2亿美元，在所有MEMS器件中排名第二。今年增长将比较温和，预计增长6%，销售额将达到13亿美元，但预计2012年增长率将达到两位数。

　　凭借稳步扩张，压力传感器三年后将成为销售额最高的MEMS器件，力压无处不在的加速计与越来越受欢迎的陀螺仪。由于补偿水平、裸片校准与封装类型的不同，MEMS压力传感器的平均价格目前相差很大，面向高价值工业与医疗应用的从几美元到几十美元不等，而面向飞机液压系统或飞行数据测量等最专业应用的则高达几百美元，包括在恶劣的介质、温度和压力条件下的工业应用组合。

　　到2015年，MEMS压力传感器销售额将达到19.7亿美元，如图1所示，2010-2015年的复合年度增长率为10%。

　　

 

　　MEMS压力传感器在多种应用领域得到大量使用

　　MEMS压力传感器是一种薄膜元件，受到压力时变形。可以利用应变仪(压阻型感测)来测量这种形变，也可以通过电容感测两个面之间距离的变化来加以测量。这两种方法都很流行，轮胎压力监测系统使用比较结实的压阻方法。

　　汽车产业仍然是MEMS压力传感器的最大应用领域，占其销售额的72%，其次是医疗电子占12%，工业领域占10%，消费电子与军用航空占据其余的6%市场。

　　在汽车领域，引擎管理是其主要应用，包括汽油发动机中的歧管空气压力传感器和柴油车中的共轨压力传感器，尤其是在欧洲。为了改善燃烧情况，有些组织也在研究可以在汽缸内工作的压力传感器，以更好地测量参与化学反应的各种物质的准确比例，并把数据反馈给引擎管理系统。

　　由于工作环境恶劣，汽车传感器的价格比消费类传感器高得多。另外，汽车传感器需要较长的鉴定时间，而且这些传感器必须能可靠工作长达15年的时间。有些传感器，比如刹车或轮胎压力传感器，对于汽车安全至关重要。

　　MEMS压力传感器在汽车中的一个新应用是传动系统压力感测，通常用于自动装置之中，但也用于新型双离合器传动系统。德国厂商博世最近进入该市场，推出了一款MEMS解决方案，使用油来保护硅薄膜，使其可以最高耐受70巴的压力。博世几年前也曾为MEMS压力传感器带来巨大变化，当时使用的是多孔硅，带来了高度可靠的MEMS器件，这些器件已用于目前的侧面气囊等应用之中。

　　在医疗市场，压力传感器主要充当外科手术使用的一次性低成本导管。但它们也用于昂贵的设备之中，在连续气道正压通气(CPAC)机中感测压力与差流。这些器件潜力巨大，可能在2015年以后成为可植入传感器。可植入传感器不需要电池就能工作，可以用于心脏测量和监测青光眼。

　　在工业领域，MEMS压力传感器的主要应用包括采暖通风及空调(HVAC)、水平面测量、各种工业过程与控制应用。例如，除了精确的高度气压测量，飞机使用传感器监测引擎、襟翼等其它部件。

　　MEMS压力传感器在消费与移动设备中不是特别热

　　到目前为止，MEMS压力传感器在消费电子与移动领域的应用不是特别普遍，销售额还不到2000万美元。但其应用多种多样，包括气象站、运动手表、自行车电脑、潜水设备和步数计。还可以用于白色家电，如节能型洗衣机使用的水位传感器。

　　在移动领域，迄今没有什么大规模的应用。将来高端智能手机可能采用压力传感器充当高度计，支持室内位置服务，但目前尚不具备这方面的基础设施。在平板电脑领域，迄今压力传感器只用于使其能够显示本地天气情况。

　　与加速计和陀螺仪在消费电子与移动领域得到广泛使用相比，未来几年压力传感器在该领域的应用仍将非常有限。