根據市場研究數據，MEMS壓力傳感器市場規(guī)模預計到2024年將達到25.1億美元，并在2029年攀升至33.9億美元，預測期內的復合年增長率為6.20%。工業(yè)自動化以及對微型消費設備（如可穿戴設備和物聯網連接設備）的需求顯著推動了這一市場的增長。
近年來，MEMS壓力傳感器的研究深入和技術進步，使其應用范圍不斷擴展。作為智能傳感器的核心制造技術之一，微機電系統(tǒng)技術（MEMS）在多個領域得到了廣泛應用，包括汽車、醫(yī)療、航空航天和消費電子等。這一趨勢將繼續(xù)推動市場的快速發(fā)展。
在安徽省蚌埠市舉辦的第六屆中國（蚌埠）MEMS智能傳感器產業(yè)發(fā)展大會上，專家們深入探討了MEMS技術的發(fā)展現狀和未來前景。賽迪顧問副總裁李珂在會上發(fā)布了《2024中國MEMS產業(yè)發(fā)展與十大高質量傳感器園區(qū)報告》，強調了MEMS技術在各個行業(yè)中的重要性。
安培龍公司近期在接受調研時表示，預計在2024年，MEMS壓力傳感器業(yè)務將成為公司最重要的增長引擎。該公司還表示，其陶瓷電容式壓力傳感器業(yè)務和MEMS壓力傳感器業(yè)務將為整體營收增長作出重大貢獻。
金天弘科技（北京）有限公司推出的JHQ680硅電容式壓力傳感器，憑借其高精度、穩(wěn)定性和可靠性，成為眾多工業(yè)和消費應用的理想選擇。JHQ680采用先進的MEMS技術，能夠在極端條件下提供卓越的性能，適用于各種壓力測量需求。
根據新思界產業(yè)研究中心的報告，2023年全球MEMS壓力傳感器市場規(guī)模已接近25億美元。隨著技術的不斷進步和應用范圍的擴大，預計到2024年，這一數字將進一步增長。中商產業(yè)研究院分析師預測，2024年中國壓力傳感器市場規(guī)模將達到736.7億元。
在中國，MEMS傳感器產業(yè)正經歷前所未有的發(fā)展。根據我國發(fā)布的國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃，傳感器與高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能等關鍵技術被列入科技前沿關鍵核心技術名單。MEMS技術作為智能傳感器的核心制造技術之一，正在迅速發(fā)展。
MEMS市場規(guī)模預計到2024年將達到168.1億美元，并在2029年增長至251.9億美元，預測期內的復合年增長率為8.43%。這一增長主要得益于從汽車到消費電子產品等多種應用對MEMS的需求不斷增加。
隨著物聯網在半導體領域的日益普及，以及對智能消費電子產品和可穿戴設備需求的不斷增長，MEMS傳感器市場將繼續(xù)保持強勁增長。行業(yè)專家認為，未來幾年內，MEMS技術將在更多領域得到應用，并推動整個市場的進一步擴展。
MEMS壓力傳感器市場正處于快速增長階段，各種新技術和新應用不斷涌現，推動了市場規(guī)模的持續(xù)擴大。未來幾年，隨著技術的進一步成熟和市場需求的增加，MEMS壓力傳感器市場將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。
通過上述綜述，我們可以看到MEMS壓力傳感器市場在未來幾年的發(fā)展前景非常廣闊。隨著技術的不斷進步和應用的不斷擴展，MEMS壓力傳感器將在更多領域中發(fā)揮重要作用。
]]>MEMS系統(tǒng)是一個獨立的智能系統(tǒng)，能夠進行大批量生產。其尺寸通常在幾毫米乃至更小，內部結構的精細程度達到微米甚至納米量級。例如，常見的MEMS產品尺寸可能僅為3mm×3mm×1.5mm，甚至更小。
在MEMS傳感器中，關鍵的芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片。MEMS芯片負責感知外部信號，并將測量量轉換為電阻、電容等信號變化；而ASIC芯片則負責將這些電容、電阻信號轉換為電信號，實現信號的轉換和放大等功能。
與傳統(tǒng)的機械傳感器相比，MEMS傳感器具有顯著的優(yōu)勢：體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高，并且非常適合批量化生產、易于集成和實現智能化。在微米量級的特征尺寸下，MEMS傳感器能夠完成傳統(tǒng)機械傳感器無法實現的功能。因此，MEMS傳感器正在逐步取代傳統(tǒng)機械傳感器的主導地位，廣泛應用于消費電子產品、汽車工業(yè)、航空航天、機械、化工及醫(yī)藥等多個領域。
一、MEMS傳感器的廣泛應用領域
MEMS傳感器以其多樣化的種類，廣泛應用于物理、化學、生物等領域的信號探測。常見的MEMS傳感器包括加速度傳感器、慣性傳感器、壓力傳感器、MEMS陀螺儀以及MEMS麥克風等。目前，MEMS傳感器在多個領域中占據重要地位，其中消費電子領域占比最高，達到41.8%，其次是醫(yī)療領域，占比28.1%，汽車電子領域占比16.7%，工業(yè)領域占比9.1%。
MEMS壓力傳感器是應用最為廣泛的MEMS傳感器之一，廣泛應用于智能手機、航空航天、汽車、生物醫(yī)藥以及工藝控制等領域。根據壓力探測方式的不同，MEMS壓力傳感器可分為壓阻式、電容式、諧振傳感等類型，其中壓阻式和電容式最為常用，這兩種傳感器的技術也在不斷迭代更新。
為了解決微壓MEMS傳感器中測量敏感性與線性度之間的矛盾，提高微壓傳感器的測量精度，一種新型的FBBM結構被開發(fā)出來。該結構包含四個短梁和一個位于中心的方形凸塊，通過減少傳感膜的結構偏轉程度，有效降低了壓力的非線性，并提高了壓阻靈敏度，從而顯著提升了微壓MEMS傳感器的精度。
二、不同MEMS傳感器的特性對比
MEMS傳感器的種類繁多，每種傳感器因其測量外部信號的特性不同，技術實現上存在顯著差異。MEMS慣性傳感器主要用于檢測物體的運動狀態(tài)，通常需要固定在載體上以監(jiān)測其運動，因此多采用密封式封裝。相比之下，壓力傳感器、光學傳感器和聲學傳感器則需要直接接觸被測量的介質，因此它們通常采用開放式封裝，并且需要根據使用環(huán)境設計有利于捕捉信號的敏感單元表面結構。
MEMS慣性傳感器在應用領域上相對廣泛，不僅在高可靠性領域，如航空航天，而且在工業(yè)和消費電子領域也有豐富的應用場景。不同應用場景對傳感器的性能、成本、功耗和體積有著不同的要求。與在工業(yè)和消費領域廣泛使用的聲學傳感器、環(huán)境傳感器等相比，高性能的MEMS慣性傳感器更多地應用于高可靠性領域，這些領域在復雜環(huán)境下對產品性能要求極高，因此對產品的可靠性提出了更為嚴格的要求，技術門檻相對較高。
三、MEMS傳感器發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
盡管國內MEMS技術研究起步較晚，直到20世紀80年代末才被列為國家重點研究項目，但經過近三十年的不懈努力，國產MEMS技術已取得顯著進展，并在市場應用方面積累了寶貴的經驗。以MEMS麥克風市場為例，全球四大主導企業(yè)中，有兩家來自中國——歌爾股份和瑞聲科技，它們正積極挑戰(zhàn)行業(yè)領導者樓氏電子的地位，展現出強勁的發(fā)展勢頭。
隨著消費電子、汽車電子、工業(yè)、醫(yī)療等領域的迅猛發(fā)展，市場對MEMS產品的需求日益迫切，MEMS市場猶如一片干涸的池塘，亟待更多活水的注入。
然而，制造MEMS器件不僅需要成熟且多樣化的工藝技術，還必須擁有充足的產線以保證產能。目前，國內能夠提供專業(yè)MEMS代工服務的企業(yè)包括中芯國際、無錫華潤上華、上海先進等，它們能夠滿足代工產能和良率的要求。然而，其他大多數國內MEMS代工企業(yè)尚未積累足夠的工藝技術儲備和大規(guī)模市場驗證反饋的經驗，加工工藝的一致性和可重復性也未能滿足設計需求，產品的良率和可靠性更是難以達到規(guī)?；a的標準。
在這種背景下，設計公司往往不得不選擇與國外成熟的代工廠合作，以確保產品質量。而在后端的封裝測試環(huán)節(jié)，情況則相對樂觀，南通富士通、晶方半導體、華天科技、長電科技、通富微電等企業(yè)能夠滿足產品質量和數量的要求。
四、MEMS傳感器的發(fā)展前景
隨著國產MEMS傳感器產業(yè)的不斷成熟，MEMS技術將傳感器“芯片化”的能力已獲得廣泛認可。在探討國產傳感器的發(fā)展趨勢時，除了集成化、小型化和智能化等傳統(tǒng)方向，“MEMS化”也成為了一個新的關鍵詞。設備的小型化和低功耗是未來MEMS傳感器行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。隨著人工智能和物聯網技術的進步，MEMS傳感器的應用場景將變得更加多元化。
MEMS傳感器作為人工智能的重要底層硬件之一，其收集的數據的豐富性和精準性直接關系到人工智能功能的完善程度。未來，智能家居、工業(yè)互聯網、車聯網、智能城市、機器人等新興產業(yè)領域將為MEMS傳感器行業(yè)帶來巨大的市場潛力。隨著技術水平的不斷提升，市場對“小而智能”的傳感器需求日益增長，特別是在物聯網等應用的推動下，MEMS傳感器的應用前景將更加廣闊。
]]>MEMS陀螺儀通常基于科里奧利效應（Coriolis Effect）工作。當一個物體在旋轉的參考系中移動時，它會感受到一個垂直于其運動方向和旋轉軸的力，這個力就是科里奧利力。MEMS陀螺儀通過檢測這個力來測量角速度。
MEMS陀螺儀的結構通常包括以下幾個部分：
MEMS陀螺儀的應用非常廣泛，包括但不限于：
MEMS陀螺儀的發(fā)展極大地推動了傳感器技術的進步，使得精確測量和控制變得更加便捷和經濟。隨著技術的不斷進步，MEMS陀螺儀的性能和應用范圍還將繼續(xù)擴大。
]]>MEMS傳感器應用于那些領域？
1.應用于醫(yī)療
MEMS傳感器在醫(yī)療領域的應用之一是進行無創(chuàng)胎心檢測。這項技術對于準確測量胎兒心率至關重要，因為胎兒的心率通常在每分鐘120至160次之間，傳統(tǒng)的聽診器或僅具有放大功能的超聲多普勒儀難以精確計數。雖然具備數字顯示功能的超聲多普勒胎心監(jiān)護儀在技術上更為先進，但其高昂的價格限制了其在少數大型醫(yī)院的應用，使得中、小型醫(yī)院及廣大農村地區(qū)難以普及。此外，超聲波對胎兒的影響屬于有損探測，不適宜頻繁或重復檢查，也不適合家庭使用。因此，MEMS傳感器的引入為這一領域帶來了新的解決方案，其微型化和精確性為無創(chuàng)胎心檢測提供了更為安全、便捷的選擇。
2.應用在汽車電子
MEMS壓力傳感器廣泛應用于汽車工業(yè)，主要用于監(jiān)測氣囊壓力、燃油壓力、發(fā)動機機油壓力、進氣管道壓力以及輪胎壓力。這些傳感器采用單晶硅作為基材，利用MEMS技術在其內部制造出力敏膜片，并在膜片上通過擴散雜質形成四個應變電阻，進而通過惠斯頓電橋電路實現高靈敏度的壓力檢測。車用MEMS壓力傳感器的常見類型包括電容式、壓阻式、差動變壓器式和聲表面波式等。
另一方面，MEMS加速度計基于牛頓的經典力學定律，通常由懸掛系統(tǒng)和檢測質量組成，通過微硅質量塊的偏移來檢測加速度。這種傳感器廣泛應用于汽車安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車導航系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)等。MEMS加速度計的類型多樣，包括電容式、壓阻式、壓電式、隧道電流型、諧振式和熱電偶式等，其中電容式MEMS加速度計因其高靈敏度和極小的溫度敏感性而成為市場上的主流產品。
微陀螺儀，作為角速率傳感器，主要用于汽車導航系統(tǒng)的GPS信號補償和底盤控制。常見的微陀螺儀類型有振動式和轉子式，其中振動陀螺儀最為常見。它利用單晶硅或多晶硅的振動質量塊在基座旋轉時產生的哥氏效應來感測角速度。在汽車轉彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測量角速度來判斷方向盤轉動是否到位，并通過主動控制內側或外側車輪的制動來防止車輛偏離車道。通常，微陀螺儀與低加速度計結合使用，共同構成車輛的主動控制系統(tǒng)。
3.應用于運動追蹤系統(tǒng)
在運動員的日常訓練中，MEMS傳感器被廣泛應用于3D人體運動測量，精確記錄每一個動作的細節(jié)。教練們通過對這些數據的深入分析和反復比較，能夠有效地指導運動員改進技術，從而提升運動表現。隨著MEMS技術的不斷進步，這些傳感器的價格預計將逐漸降低，使得它們不僅在專業(yè)訓練領域，也能在大眾健身場所得到廣泛應用。
在滑雪運動中，結合壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀和GPS的3D運動追蹤系統(tǒng)，為滑雪者提供了極其精確的運動數據。這不僅包括滑雪板的移動信息，還能實時記錄滑雪者的位置和滑行距離，為訓練和比賽提供了寶貴的數據支持。
同樣，在沖浪運動中，安裝在沖浪板上的3D運動追蹤系統(tǒng)能夠捕捉到海浪的高度、速度、沖浪時間、劃槳距離、水溫以及消耗的熱量等關鍵信息。這些數據對于沖浪者來說至關重要，它們不僅幫助沖浪者更好地理解自己的表現，還能在訓練中提供具體的改進方向。
4.應用在手機拍照領域
在MEMS Drive技術問世之前，手機攝像頭的防抖功能主要依賴于音圈馬達移動鏡頭組的方式，即所謂的鏡頭防抖技術，這種方法存在諸多局限。市場上另一種高端防抖技術——多軸防抖，通過移動圖像傳感器來補償抖動，但由于其體積龐大且耗電量高，一直未能成功應用于手機設備。
隨著微機電技術在體積和功耗方面的突破，最新的MEMS Drive技術應運而生。它如同一張貼附在圖像傳感器背面的平面馬達，能夠在三個旋轉軸上移動圖像傳感器。MEMS Drive的防抖技術通過陀螺儀感知拍照過程中的瞬間抖動，并借助精密算法迅速計算出馬達所需的移動幅度，以實現快速補償。這一系列動作必須在百分之一秒內完成，以確保拍攝出的圖像不會因抖動而模糊。
手機攝影的便捷性讓我們能夠隨時隨地捕捉精彩瞬間，但在復雜多變的環(huán)境和拍照場景中，人手的自然抖動難以避免，無論是行走、奔跑、躺臥時的拍攝，還是使用自拍桿或伸長手臂自拍，各種抖動情況都可能影響照片的清晰度。憑借MEMS Drive馬達獨有的五軸防抖技術和快速、精準的控制能力，我們能夠獲得更加清晰、銳利的照片效果。