引爆轮胎安全MEMS传感器热潮

   2022-10-12 工业品商城130
核心提示:一般来说,涉及车身控制的汽车主动安全系统包括:汽车侧翻控制、汽车防滑稳定性控制、防抱死制动系统、驻车制动、胎压监测、悬架对车辆和路况的自适应调节,MEMS传感器在主动安全系统中起主要作用。由于尺寸小、可靠性高,这些传感器可以安装在车架和悬架上,以监控汽车与地面的相对位置,允许汽车调整悬架,并在汽车突然转

一般来说,涉及车身控制的汽车主动安全系统包括:汽车侧翻控制、汽车防滑稳定性控制、防抱死制动系统、驻车制动、胎压监测、悬架对车辆和路况的自适应调节,MEMS传感器在主动安全系统中起主要作用。由于尺寸小、可靠性高,这些传感器可以安装在车架和悬架上,以监控汽车与地面的相对位置,允许汽车调整悬架,并在汽车突然转向、恶劣天气或不平的道路上提供最大的稳定性。

电子稳定程序(ESP)是MEMS传感器的一个重要应用领域。该系统通过角度传感器测量车辆的横摆角速度,并与转向角度、速度等参数进行比较,可以检测出转向过度或转向不足等行驶状况。还可以监测车辆转弯或突然转弯时的侧倾效果,从而调整车辆悬架,保持对车身稳定性的控制,达到防止侧翻的目的。

陈震:通过扩大市场份额来降低产品成本是我们面临的最大挑战。

目前,精密电子可以提供一系列磁阻传感器,如非接触式连续油位传感器、节气门位置传感器、方向盘转角传感器等。该公司中国市场销售部市场总监陈震表示,用磁阻传感器的非接触测量技术取代传统的滑动电位器技术是汽车角度位置传感器的发展趋势。最近,该公司还推出了一种微功耗气压传感器。该产品具有数字补偿、放大、数字输出,数据传输15位,最高精度0.05%,动态最大功耗仅为1Ua,非常适合胎压检测应用。

相比消费电子,汽车电子市场的生命周期更长,利润空间更大,出货量更稳定。因此,尽管门槛较高,但它仍然吸引了许多消费电子市场的新进入者。意法半导体(ST)亚太模拟、电源和MEMS部门总监PatrickBoulaud表示:“汽车电子应用是我们2008年的重点市场。ST与欧洲多家汽车厂商有合作,对汽车电子市场有很好的了解。作为现有系统方案的衍生应用,我们的新一代加速度传感器将按照AEC-Q100等国际标准进行全面认证,充分确保汽车应用中半导体器件的质量和可靠性,并将面向0PPM。据了解,这款新产品目前已有样品,预计今年第三季度可以批量供货。此外,ST计划在未来推出用于油量控制等应用的压力传感器产品。

他还强调:“ST的MEMS传感器在消费电子市场积累了丰富的经验,技术非常成熟。我们有很好的ASIC设计和开发能力,良品率和可靠性进步很快。ST对进军汽车电子市场充满信心。”

与此同时,在汽车电子市场深耕已久的大佬们也在不断拓展传感器的新应用。每年都有很多交通事故是因为汽车前挡风玻璃起雾造成的。精密电子提供汽车专用防雾传感器,通过检测挡风玻璃温度和后备箱露点,精确控制挡风玻璃起雾。据介绍,该产品已被世界上绝大多数中高挡汽车采用。

VME粘度传感器是另一个最新产品。这种传感器是用来监测汽车正常行驶时发动机内部液体的粘度,通过监测汽油和传动液的粘度向驾驶员提供反馈信息。此外,该传感器还可以通过感应轴承和机械轴的磨损情况来监测旋转部件的机械噪音,还可以向驾驶员提供反馈,提醒汽车需要进行适当的机械保养,以提高发动机寿命和驾驶安全性。

据陈震介绍,精密电子公司的最新机油传感器已被引入柴油发动机市场。这种油液传感器可以同时测量油液的粘度、密度、介电常数和温度,解决了长期困油无法实时在线监测的世界性难题,特别有助于重型卡车和工程车辆发动机的实时保护。

此外,用于车对车传感的RFMEMS传感器和配合CCD成像处理使用的MEMS光学传感器也有望在未来几年出现。

小型化不仅是消费电子设备的专利,传感器在汽车电子领域也面临“瘦身”。MEMS技术本身的一大进步就是大大缩小了传感器的尺寸。更重要的是,随着技术的进步,基于MEMS传感器的模块可以进一步集成各种信号调理技术。精密电子公司的陈震说:“我们最新的传感器产品已经包括放大和数字输出。这场技术革命将是无止境的。”

将同类应用所需的多种传感器集成到同一个模块中,是未来传感器的另一个发展趋势。陈震举例说,“为了控制空气污染,世界各国都颁布了相应的标准来控制汽车的排放标准。比如现在生效的US02、US04、US07、欧4和4.5、欧5,都是降低NOx排放的。降低发动机的废气排放,需要引入一个重要的参数测量,即湿度值。精密电子公司最近推出了一种集成湿度、压力和温度的复合传感器,采用CAN总线输出模式,为欧IV发动机的尾气排放控制提供了重要手段。”ADI公司技术营销经理张松刚对此表示赞同,并补充道:“集成多个传感器也有助于进一步降低成本。此外,通过导线实现传感器的信号共享也将有助于减少一辆汽车中类似传感器的不必要重复使用。”

总的来说,安全、环保、节能、小型化、智能化是传感器的发展方向,汽车传感器也会在这些方面有重大突破。下一代汽车安全系统传感器有望成为集成传感器系统,它使用公共信号来操作多个系统。例如,加速度传感器为安全气囊和车身控制系统提供信号。这种新的传感器系统将高度依赖于先进的软件系统,从而进一步提高汽车的安全性。

虽然MEMS集成模块被公认为传感器行业的发展方向,但是将IC与传感器进一步集成的提议却受到了广泛的质疑。Lou Electronics的Assimakopoulos说:“虽然处理器和传感器的集成在表面上有意义,但对于最终产品来说有局限性(取决于应用)。通过将传感器与处理器分离,它可以更灵活地与可选IC结合。同样,我认为传感器的应用可以决定哪种情况更合适,是将传感器与处理器集成还是分离?这取决于传感器原始设备制造商,他们决定哪种设计可以给客户带来最大的灵活性。”Assimakopoulos还指出,保持处理器和传感器分离更有利于在生产过程中保持高产量。

意法半导体的Boulaud对此表示赞同,他说,“传感器和ASIC处理器,一个是物理机械结构,一个是电子结构,采用完全不同的半导体工艺,所以把它们放在一个芯片上并不是一个好的选择。即使一些供应商以前做单芯片解决方案,现在也在转向双芯片。市场的选择证明了单芯片解决方案的性价比竞争力远远不够。另外,MEMS产品的通用性不高,所以ST的双芯片方案具有更好的灵活性。另外,虽然是双芯片方案,但由于我们的产品采用了叠加LGA封装方式,目前最小尺寸只有3×3×0.9mm,在体积上也很有竞争力。”

开发MEMS传感器的挑战在于满足器件供应市场的价格和性能要求。MEMS的研发和资金支出巨大,MEMS的故障率高,而良品率低,是业界面临的共同问题。Assimakopoulos认为,提高良品率的关键是在生产设计中采用正确的方法。

他说:“提高MEMS器件的成品率对于获得最有效的生产成本模型非常重要。楼氏电子采用无晶圆厂经营模式。我们向合作伙伴提供MEMS元件设计,然后在自己的工厂完成封装。在生产管理和MEMS器件设计过程中,周密的考虑和认真的执行是获得高成品率的关键因素。我们开发MEMS设备往往不考虑FAB量产的实际过程。其实在发展初期,这些问题就应该想清楚,不能忽视。”

意法半导体的Boulaud补充道:“原则上,MEMS是将机械结构封装在塑料中,因此需要汽车控制模块制造商的配合。MEMS是非标准通用产品,针对不同的具体应用,ASIC的再设计算法补偿是不一样的,所以目前只有少数有经验的厂商可以做到。”

 
 
更多>同类新闻资讯
推荐图文
推荐新闻资讯
点击排行

新手指南
采购商服务
供应商服务
交易安全
关注我们
手机网站:
新浪微博:
微信关注:

周一至周五 9:00-18:00
(其他时间联系在线客服)

24小时在线客服