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未來傳感器的重要應(yīng)用方向

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，工業(yè)、汽車電子、通信電子、消費(fèi)電子四部分是傳感器的市場。國內(nèi)工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域的傳感器占比約42%左右，而發(fā)展的是汽車電子和通信電子應(yīng)用市場。

智能汽車和無人駕駛是驅(qū)動MEMS傳感器發(fā)展的重要動力。在智能汽車時(shí)代，將會使用大量的MEMS運(yùn)動傳感器實(shí)現(xiàn)主動技術(shù)：語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風(fēng)將迎來發(fā)展新機(jī)遇。自動駕駛技術(shù)的興起，進(jìn)一步推動了MEMS傳感器進(jìn)入汽車。汽車行業(yè)占據(jù)整個MEMS市場份額超過30%，2015年全球汽車MEMS行業(yè)營收為37.3億美元。根據(jù)預(yù)測，未來六年，全球汽車MEMS市場預(yù)計(jì)將以4.2%的復(fù)合年增長率穩(wěn)步增長。精量電子－美國MEAS傳感器公司掌握著世MEMS制造技術(shù)，專業(yè)生產(chǎn)各類傳感器。

此外，MEMS傳感器也是智能工廠的“心臟”，從這個層面上講，它是工業(yè)機(jī)器人變得“神通廣大”的利器。它讓產(chǎn)品生產(chǎn)流程持續(xù)運(yùn)行，并讓工作人員遠(yuǎn)離生產(chǎn)線和設(shè)備，人身和健康。據(jù)預(yù)測，未來六年，MEMS在工業(yè)市場預(yù)計(jì)將以7.3%的復(fù)合年增長率快速增長。此特點(diǎn)導(dǎo)致的一個結(jié)果是，盡管傳感器的技術(shù)附加值高，但單純依賴傳感器很難形成可觀的產(chǎn)值。

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傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基礎(chǔ)上的，已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器。傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號?；瘜W(xué)傳感器 包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng) 等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。在網(wǎng)絡(luò)接口、傳感器與網(wǎng)絡(luò)通信融合、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)等方面取得較大進(jìn)展。

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壓阻式傳感器是用集成電路工藝技術(shù)，在硅片上制造出四個等值的薄膜電阻，并組成電橋電路。當(dāng)不受力作用時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，無電壓輸出；由于多種因素影響，國內(nèi)企業(yè)仍以手工方式生產(chǎn)技術(shù)含量低或國外已停產(chǎn)的產(chǎn)品。當(dāng)受到力作用時(shí)，電橋失去平衡，輸出與應(yīng)力成正比的電壓。壓阻式傳感器的工作原理與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器的工作原理一樣，都是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。半導(dǎo)體電阻的相對變化近似等于電阻率的相對變化，而電阻率的相對變化與應(yīng)力成正比，二者的比例系數(shù)定義為壓阻系數(shù)。