MEMS傳感器在汽車應用增長快速，NEMS、3.5D封裝技術成趨勢

電子發燒友網報道（文/劉靜）MEMS傳感器主要是利用半導體制造工藝和材料，加工微型機械結構形成的傳感器和執行器，然后匹配控制電路和信號處理電路，來測量和檢測各種物理量，包括壓力、加速度、溫濕度、角度、角速度等。

與傳統的傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高等優勢。這使得MEMS傳感器在智能手機、AR/VR、可穿戴設備、智能駕駛、智能家居、智慧醫療等多個領域得到廣泛應用。

智能汽車所用到的MEMS傳感器多達10到40顆，一般低端的汽車通常要用到10顆MEMS傳感器，高端的汽車每輛的MEMS傳感器使用數會大幅增加到40顆。

隨著汽車智能化、電動化發展，車用MEMS傳感器市場規?？焖僭鲩L，Yole最新數據預計2022年-2028年全球汽車市場對MEMS傳感器的需求有望從27億美元增長至41億美元，年復合增長率為7.21%。車用MEMS市場規模僅次于消費電子，為MEMS第三大增長快速的應用領域。

在汽車領域，MEMS傳感器有諸多應用，包括電動手剎、斜坡起動輔助、胎壓監控、引擎防抖、安全氣囊、車輛傾角計量、電池管理系統、車內心跳監測、健康座艙（空氣質量）等。

汽車電子當中應用的MEMS產品，有99%是壓力傳感器、加速度計、流量傳感器、陀螺儀、溫濕度傳感器。例如，高g值加速度計被應用于正面防撞氣囊，壓力傳感器則用于側面氣囊。在汽車發動機中，MEMS傳感器被用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器。此外，角速度傳感器（陀螺儀）在汽車導航和姿態控制中也發揮著關鍵作用。

億波達首席技術官張裕華表示，現在汽車應用的MEMS傳感器，為汽車帶來安全性、健康以及智能是必不可少的。

在智能駕駛當中，人們關注度最高的慣性導航系統。它其實就是通過慣性傳感器以及全球定位系統來確定位置，然后再匹配高精度的地圖來確定汽車具體的位置。此外，如果汽車是在運行當中的話，還要借助毫米波激光雷達、攝像頭以及超聲波雷達來感知現在汽車所處的環境。

慣性導航系統（IMU）主要是6軸MEMS加速度計和陀螺儀構成的組合，另外再加上GNSS衛星信號。IMU可以不依賴外界環境，通過自己的計算來定位自己的位置。那么未來的技術趨勢是怎樣的呢？

張裕華認為，高精度MEMS傳感器的發展趨勢，很重要的一個就是從MEMS這個級別進到NEMS級別。

NEMS作為MEMS的延伸，具有更小的尺寸和更高的精度，對于實現更高性能、更低功耗和更小尺寸的傳感器具有重要意義。

目前MEMS級別被限制的主要是深硅刻蝕工藝。深硅刻蝕工藝是MEMS制造中的關鍵技術，目前這種技術對電容式的陀螺儀可以刻到20:1的深寬比，這其實還是MEMS水平?！艾F在已經發展到NEMS的水平，間距可以做到200納米，也就是0.2個微米，那么深寬比可以達到100:1以上”張裕華說道。

另外一個技術趨勢則是MEMS傳感器的封裝進步，2.5D封裝開始向3.5D先進封裝發展。3.5D封裝結合了3D封裝和2.5D封裝的特性，并在其中引入了混合鍵合技術。簡單來說，3.5D封裝就是3D+2.5D的封裝方式，再加上混合鍵合技術的加持?？梢宰孧EMS傳感器更小尺寸，功耗也會有所降低。3.5D封裝將會推動MEMS傳感器在各個領域的應用和發展。