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磁传感技术市场及应用

发布日期:2020-07-16 08:52

  :国内磁传感器厂商主要在做四种磁传感器,即霍尔效应、AMR、GMR和TMR。这四种产品主要分成消费类、车载以及工业和能源三个大的市场。本文根据“中国(上海)国际传感器技术与应用研讨会”之“磁传感技术及应用”研讨会的相关报告,介绍了磁传感器的市场发展状况,并介绍了新一代传感器的特性及要求。

  摘要:国内磁传感器厂商主要在做四种磁传感器,即霍尔效应AMRGMRTMR。这四种产品主要分成消费类、车载以及工业和能源三个大的市场。本文根据“中国(上海)国际传感器技术与应用研讨会”之“磁传感技术及应用”研讨会的相关报告,介绍了磁传感器的市场发展状况,并介绍了新一代传感器的特性及要求。

  目前,国内磁传感器厂商主要在做四种磁传感器,即霍尔效应AMRGMRTMR。矽睿科技的研发副总监邹总介绍称。对于常用的这四种产品,在国内产业链中比较成熟,这四种产品主要分为三个大的市场,第一个市场是消费类市场,这是比较大的市场,主要在智能机升级后的指南针的应用,比如在摄像头中的应用,另外在白色家电,还有数码相机里面都有产品;另一个较大的市场是车载,车载里面主要有三大类,第一类是关于磁的位置,另外还有用来检测速度的磁传感器,第三个是用来检测电流的磁传感器;工业和能源是另外一个市场。消费类磁传感器市场在2010年到2012年有比较大的增长,它的销售额呈现缩小的态势,工业和能源比较平稳。对于磁工艺链,首先要生产圆片,另外,相应的工艺和普通工艺不一样,霍尔效应AMRGMRTMR四种传感器的架构不一样,每一种架构和工厂工艺需要磨合,除此以外,系统解决方案也是很重要的一方面。

  据2014年IHS对厂商的统计,前10家都是IDM(整合元件制造商),他们的特点也是长期的投资,我们很少看到代工厂可以做,现在只有台积电和华虹。它的芯片情况决定了它的工艺链问题。需要特定的设备和特定的工艺,也需要长期大量的投资,这也决定了不同的磁传感器厂商采取的策略是完全不一样的。QST很清醒地认识到,在目前的状态下需要更高效存活的方式,现在走的是虚拟AMR方式,部分生产设备委托第三方,自己开发特有的工艺,这样成本的分摊会很有效。

  国内的磁传感器发展的状况可以分为四个部分,第一是芯片面积随着时间的推移,从1.6mm×1.6mm到如今有的厂商已经推出了1.2mm×1.8mm的产品,芯片的面积已经缩小了1倍;第二是在国内的销量也有巨大增长,2012年量较小,预计2018年,国内的销量相对于2012年将有巨大增长;第三是关于手机的搭载率,国外市场和国内市场完全不一样,苹果从iPhone3已经开始搭载地磁传感器了,国内一部分手机还没有搭载地磁传感器,这两年随着本土品牌逐渐受到重视,地磁传感器搭载率会越来越高,预计到2018年搭载率将会达到70%左右。由于这是成熟的市场,量上来了,品牌价格将会往下走,价格竞争是比较残酷的,在这种状态下,国内的磁传感器公司将会有比较大的机遇,来源将会是几个方面。第一是我国半导体自主发展持续的投入,包括这两年国内的磁传感器厂商发展也与此相关;另外,更重要的是市场设计和市场应用在往中国走,国内的生产厂商后端越来越紧密;第三就是国内具备了完整的磁传感器的产业链,从芯片生产到后期的封装都已经可以在国内完成;第四是国内的磁传感器的水平也在逐步提高,逐渐被国内的厂商接受。再有就是国内的厂商有本土的优势,更接近市场和需求,能够更快响应市场需要。

  在性质上,新一代传感器的要求和旧一代都有很显著的差别。爱盛科技传感器研发资深经理袁辅德介绍道。首先是磁质导致了偏移量,之所以需要校正,是因为产生了原来没有的偏移量,让原来的原点位移了一个向量,位移到很远的时候,发现罗盘转不了一圈了。这已经不是失准的问题,如果一个产品产生了大的误差或者出现小毛病,最低的要求是不要被人发现,但是当罗盘已经不能转一圈时,任何人都能发现,这是偏移量会造成的结果。偏移量来自于不同地方,从系统端过来,因为有电容和偏电阻,这两个器件带磁性,所以这两个器件被磁化后,罗盘也会受到影响,如果没有系统前提下,本身有额外干扰,这是另外一个关键点,一般对于这种情况的校正方式就是画靶。例如,飞机、火车遇到磁干扰,重点是不知道有没有干扰,怎么校正。可见手机和无人机对磁感要求不一样。另外,在VR应用上,解析度和感度则是很重要的指标。

  对于新一代的磁传感器,非常低的磁质是至关重要的,因为在越来越多的应用上用的东西离使用者越来越远,比如无人机离人越来越远,远距离当然不适合所谓的校正,所以元件本身抗磁振能力是新的要求。第二个校正,也许VR更重要,无人机上也非常重视,有的厂商的无人机在使用之前比较严谨,他们希望校正,我们不能期望每个人的校正都很漂亮,所以必须把校正做到非常简化,甚至不靠演算法,是大同小异,但是怎么采进来的?所以这是非常的重要的环节,在玩游戏的时,目标在虚拟远方的时候,有效夹角非常窄,所以性能好一点。还有就是无人机校正的难度远远大于手机,因为在飞的时候,如果在太阳下面电磁发热,放在密闭的机壳储存的时候,温度落差在极端天气下超出100℃,所以这个部分是重点。(注:本文根据“磁传感技术及应用”研讨会的部分速记整理改编,未经讲演者确认。该会议于2016年9月12日在上海举行,是“中国(上海)国际传感器技术与应用展览会(Sensor China)”活动的一部分。)

  [2]肖力,邓华秋.基于无线传感器网络的车流量检测系统设计[J].电子产品世界,2015(7):48-51.

  [3]王曦.物联网时代的传感器和材料创新[J].电子产品世界,2016(1):27-30.

  本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第10期第17页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。