傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息來源,是車輛電子控制系統(tǒng)的基礎關鍵部件。傳感器通常由敏感元件、轉換元件和轉換電路組成,其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分,轉換元件是將上述非電量轉換成電參量,轉換電路的作用是將轉換元件輸出的電信號經過處理轉換成便于處理、顯示、記錄和控制的部分。從目前汽車傳感器裝備的目的不同,可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。傳統(tǒng)傳感器:各個系統(tǒng)控制過程依靠傳感器,進行信息的反饋,實現(xiàn)自動控制工作,是汽車的“神經元”。汽車傳統(tǒng)傳感器依照功能可以分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等 8 類。汽車傳感器主要應用于動力總成系統(tǒng),車身控制系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔負著信息的采集和傳輸功用,它采集的信息由電控單元進行處理后,形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令,完成電子控制。智能傳感器:智能傳感器是無人駕駛車輛的"眼睛"。汽車正在向一臺安全聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛機器人快速演進,進行環(huán)境感知、規(guī)劃決策,*終實現(xiàn)安全抵達目的地。目前應用于環(huán)境感知的主流傳感器產品主要包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和攝像頭等四類。
MEMS 傳感器是在半導體制造技術基礎上發(fā)展起來,采用微電子和微機械加工技術制造出來的新型傳感器。MEMS 傳感器應用于電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、防抱死(ABS)、電控懸掛(ECS)、胎壓監(jiān)控(TPMS) 等系統(tǒng)。其中,壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用*多的 MEMS 傳感器,占汽車 MEMS 系統(tǒng)的 99%。
MEMS 具有較為明顯的優(yōu)勢,是未來構筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器的主要選擇之一,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:1)微型化、2)硅基加工工藝、3)批量生產、4)集成化。1)微型化:MEMS 器件體積小,單個尺寸以毫米甚至微米作為計量單位,重量輕,耗能低。MEMS 更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?/span>2)批量生產:以單個 5mm5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例,用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000 個 MEMS 芯片,批量生產可**降低單個 MEMS 的生產成本 。3)集成化:一般來說,單顆 MEMS 往往在封裝機械傳感器的同時,還會集成 ASIC芯片,控制 MEMS 芯片以及轉換模擬量為數(shù)字量輸出。國外大廠壟斷 MEMS 傳感器市場,市場集中度較高。根據(jù) HIS Automotive 統(tǒng)計,2017年全球 MEMS **大供應商(博世、森薩塔、恩智浦)占據(jù)了 57%的市場份額,其中博世占據(jù)鰲頭,2017 年市占率達到 33.62%,森薩塔市占率達到 12.34%,恩智浦市占率達到 11.91%。電裝(8.94%)、亞德諾(8.51%)、松下(7.45%)、英飛凌(7.23%)等廠商也占有一定份額。國外大廠產品線廣、客戶眾多、形成較高的進入門檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國外廠商擁有 2 到 3 條產品線,博世、電裝、意法半導體等 MEMS 產品線超過 4 條。相比之下,小供應商很難在較短時間內實現(xiàn)大批量生產制造,因此排名靠前的大供應商市場份額相對穩(wěn)定,市場集中度較高。