迈向精微世界:MEMS传感器在智能领域的挑战与机遇

   2025-07-15 工业品商城17
核心提示:在科技日新月异的今天,微型机电系统(MEMS)传感器正引领着一场变革,它们以微小的身姿,却承载着巨大的能量,正被广泛应用于机器人、智能制造等领域,驱动着智能化浪潮的加速推进。然而,机遇与挑战并存,MEMS传感器在蓬勃发展的过程中,依然面临着诸多技术瓶颈和市场需求之间的差距。要理解MEMS传感器的地位,不妨将其视

 在科技日新月异的今天,微型机电系统(MEMS)传感器正引领着一场变革,它们以微小的身姿,却承载着巨大的能量,正被广泛应用于机器人、智能制造等领域,驱动着智能化浪潮的加速推进。然而,机遇与挑战并存,MEMS传感器在蓬勃发展的过程中,依然面临着诸多技术瓶颈和市场需求之间的差距。

 要理解MEMS传感器的地位,不妨将其视为智能系统的“五官”。试想,如果机器人的“眼睛”不够清晰,“触觉”不够灵敏,那么它的行动将受到极大的限制。 谷荣祥指出,MEMS传感器在机器人开发中扮演着至关重要的角色,它赋予了机器“感知”的能力。 遗憾的是,当前MEMS传感器在精度、环境适应性等方面,与机器人、智能装备等实际需求仍存在差距。

 例如,MEMS图像传感器的分辨率在某些复杂环境中表现不佳,无法清晰地“观察”周围环境。 类人皮肤般的MEMS柔性薄膜传感器,也尚处于研发阶段。 现有的用于测量力量的柔性传感器,应用范围有限。

 在精度方面,对于工业制造场景,熊贵林强调其重要性。 汽车行业对MEMS传感器的要求是高可靠性;消费类电子产品则更关注成本和产量,而工业领域则更多关注高精度、高响应速度以及定制化需求。工业领域的严苛要求,往往需要进行定制化的设计和生产,以满足复杂精密的生产需求。

 此外,低功耗和微型化是MEMS传感器在智能应用中的另一重要议题。 赵延辉指出,MEMS传感器需要在频率和功耗之间找到平衡点。 在采用低电压供电的情况下,例如2-3伏特的电源,加速度传感器的功耗可以控制在10微安培以下。 同时,很多MEMS传感器被安装在空间狭小的机器人末端或手臂部分。 在极端情况下,例如可穿戴机器人和医疗内窥镜设备等,MEMS传感器需要设计得更加精致小巧,低功耗与微型化变得至关重要。

中国——全球单体最大MEMS市场

 从全球产业格局来看,市场主要被国际知名厂商占据。 众多国际巨头,例如博通、博世、意法半导体、德州仪器等,占据了MEMS市场的重要份额。 然而,受益于工业控制、机器人等应用的快速增长,我国MEMS市场发展迅猛,目前已成为全球最大的单一市场。 预计到2023年,中国MEMS市场规模将超过1200亿元,增速远高于全球平均水平。 以应用为导向,推动产业链上下游互动,将成为我国MEMS传感器产业发展的重大机遇。

 为了应对当前挑战,谷荣祥认为,高端、智能机器人产业的发展,离不开传感器技术的突破。 因此,传感器企业和机器人企业之间需要加强合作,组成创新联合体,共同攻克技术难题,并在未来利益分配上达成一致。 同时,相关部门可以通过政策、税收或资金的形式,协调传感器企业和机器人企业,构建完整的机器人产业链。

 熊贵林还指出,结合MEMS在工业领域的应用需求,高精度高响应、中小规模、定制化的特点,以及当前的市场形势来看,培育自有品牌的IDM(整合元件制造商)模式,或许是更好的选择。 很多国际MEMS传感器巨头,都是以工业用传感器技术的研发创新为先导,逐步拓展至汽车、消费等领域,通过扩大市场应用范围,来获取产能支持和资金积累,反哺新技术的研究。 鉴于目前我国半导体产业以Fabless(无晶圆厂设计)+Foundry(晶圆代工)为主流,借鉴国际经验,在推进MEMS传感器产业发展的同时,应更加重视IDM模式的培育,发挥设计和工艺的整合优势,并保持对MEMS技术前沿的探索与创新。

智能边缘与协同创新:未来发展方向

 未来,传感器将变得更加智能化,赵延辉强调“智能边缘”(intelligent edge)将是不可逆转的趋势。 企业在开发产品时,需要深入理解客户痛点和市场需求,然后通过增加数字化功能来解决问题,而不是简单地堆砌运算单元。 产业链的协同创新,也将成为赢得市场的关键。

 总而言之,MEMS传感器作为智能领域的“感知基石”,正面临着技术与需求的双重挑战。 通过不断提升感测精度、降低功耗、实现微型化,以及产业链的协同创新,MEMS传感器将在机器人、智能制造等领域发挥更重要的作用,为我们的未来创造更多可能性。


 
 
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