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MEMS传感器在自动驾驶汽车上的应用及研发现状

作者:深圳铭之光 发布时间:2018-09-07 09:57:33
  作为自动驾驶感知层的核心部件,汽车传感器遍布车辆全身。各类传感器能形成良好的优势互补,融合传感器的方案已成为主流的选择。目前,在一辆汽车所配置的传感器中,呈现出环境监测传感器量少价高,而车身感知传感器量多价廉的特点。
 


汽车上的部分MEMS传感器应用,资料图
 
  汽车传感器可分为环境监测、车身感知两大类。其中,环境监测传感器用于探测和感知周围环境,是实现自动驾驶所必需的传感器,包括摄像头和雷达两类;而车身感知传感器,则用于获取车身信息,如胎压、油压、车速等,是维持汽车正常、稳定、安全行驶所必备的基础传感器。
 
  按测量参数类型的不同,车身感知传感器包括压力传感器、加速度传感器、陀螺仪、流量传感器等。以MEMS工艺生产该类传感器,具有低成本、高可靠性、小体积等优势,已逐步取代了基于传统机电技术的传感器。
 
  在汽车传感器中,MEMS传感器和超声波雷达的技术和应用已经相对成熟,而摄像头、毫米波雷达和激光雷达正随着自动驾驶技术的蓬勃发展,迎来活跃的技术创新。相关预计称,2016到2025年,MEMS传感器和超声波雷达市场规模年复合增速分别为5%/10%,摄像头、毫米波雷达和激光雷达市场规模年复合增速分别为26%/22%/48%。2025年时,汽车传感器整体市场将达615亿美元,未来成长空间广阔。
 
  目前,采用MEMS工艺的传感器,具有低成本、高可靠性、小体积等优势,已逐步取代基于传统机电技术的传感器,现已成为传统汽车电子系统的重要组成部分,广泛用于电子车身稳定程序(ESP)、防抱死(ABS)、电控悬挂(ECS)、胎压监控(TPMS)等系统。其中,加速度传感器、陀螺仪、压力传感器与流量传感器,是汽车中使用最多的MEMS传感器,总份额占汽车MEMS系统的99%。

      在具体应用方面,MEMS加速度传感器用于汽车安全气囊感应器中;MEMS陀螺仪用于高端汽车中的悬架控制、翻滚等应用,也可用于汽车导航的GPS信号补偿和汽车底盘控制系统;微型硅压阻式MEMS压力传感器可用于发动机废气循环系统,替代陶瓷电容式压力传感器等等。
 
  在市场占比方面,据IHS统计,全球前十大汽车MEMS传感器公司的总市场份额累计超过85%。博世是全球MEMS传感器龙头企业,与包括Sensata、NXP(Freescale)、Denso、ADI、Panasonic、Infineon等在内的国外Tier1或半导体大厂共同垄断了汽车MEMS传感器市场。
 
  目前,全球主要的MEMS制造代工厂有STM、TeledyneDALSA、SilexMicrosystems、台积电等,封测厂有日月光、Amkor、长电科技、华天科技等。而与普通IC不同,MEMS的封装要求高、测试复杂度大,因此封装测试占其总成本的比例高达60%到80%。
 


比亚迪开放传感器及控制系统,资料图
 
  延伸阅读:比亚迪开放传感器及控制系统
 
  9月5日,在比亚迪全球开发者大会上,公司董事长兼总裁王传福宣布,比亚迪将自身定位为智能汽车硬件标准平台提供商,将向全球开发者开放汽车所有的传感器系统,包括66项控制权、341个传感器。
 
  王传福表示,目前智能化相对零散,没有统一的标准和平台。因此,比亚迪将自身定位为智能汽车硬件标准平台提供商,将向全球创新者、创业者、开发者,开放汽车所有的传感系统和执行系统。
 
  在自动驾驶应用方面,比亚迪将开放全车361个传感器和66项控制权限给开发者,并为其提供SKD工具,使其应用能够调用全车传感器数据,并对车辆进行控制。