《电子技术应用》

是什么在驱动MEMS器件在汽车领域的应用?

2017/1/11 20:56:00

政府、监管机构以及消费者对驾驶辅助系统的安全性要求越来越高。而满足这些高安全性要求的核心在于传感器、电子设备和软件。最早在2019年,美国交通运输部下属的美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA)将会把高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)纳入新车安全评价星级体系。相比之下,欧洲的安全监管部门计划将在2018年开始实施。这类汽车安全评价体系将会推动汽车安全技术快速向前发展。

传感器技术将您的汽车变成一个超级英雄车

这不仅仅是为了更安全或轻松地驾驶汽车。政府和消费者的目标还包括更少的交通事故、降低保险附加费以及更好的汽车燃油经济性。从机械系统向软件与电子设备相结合的发展,也使许多汽车组件供应商获益,尤其是MEMS传感器,它们能够在更有限的空间内大量使用。

市场研究机构IHS Markit预计2016年该领域市场规模为28亿美元,2015年~2022年期间,汽车应用的MEMS市场的复合年增长率将达6.9%,2022年将增长至32亿美元。

过去几年,MEMS传感器在强制安全系统中获得了稳定的市场,如电子稳定控制系统和胎压监测系统,这些系统在2015年期间的新款汽车中已经获得普及。获益的MEMS供应商包括陀螺仪、压力传感器、加速度计以及前排和侧面安全气囊传感器等。此外,汽车引擎应用的MEMS器件也正在稳定增长,主要来自于日益增长的引擎管理和尾气处理应用。据麦姆斯咨询消息,这些领域的MEMS出货量到2019年将达到13.4亿颗,2013年时这一数字为10.8亿颗。

ADAS中的MEMS应用

只需要看一下每年的MEMS和传感器高峰会议(MEMS and Sensors Executive Congress),就可以一窥MEMS在ADAS领域的应用情况。例如,在2015年的大会上,Delphi汽车的执行副总裁兼首席技术官Jeff Owens分享了开着装备Delphi公司的ADAS系统的汽车,进行的长达3400英里,由大西洋岸横跨至太平洋岸的自动驾驶经历。这段路程历时9天,穿越美国15个州,运用了20个主动安全传感器外加GPS、导航、视觉系统和驾驶员状态监测系统。整个过程中,99%的路程都是全自动驾驶状态,产生了3 T的有价值数据。

未来的汽车将为包含多种MEMS器件,为MEMS产业和供应链带来了机遇和挑战。

在2016年的MEMS和传感器高峰会议上,Jari Honkanen谈到了MicroVision公司利用抬头显示设备(HUD)将重要信息投影到汽车前风挡玻璃上的汽车技术。用这种技术,驾驶者在看重要信息时,视线可以无需再离开路面。Honkanen还演示了MicroVision公司的激光束扫描技术、近红外激光器和红外探测器,是如何应用到基于MEMS技术的扫描LIDAR(激光雷达)系统的。

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应用MicroVision公司PicoP显示技术的汽车抬头显示

MEMS技术的应用,使得扫描LIDAR系统可以根据应用或驾驶状况进行动态改变。它具有很高的水平和垂直分辨率,相比之前的LIDAR系统,它还能低速高分辨率或高速低分辨率的捕获环境数据。接下来,这一技术理念还可以应用于ADAS应用,如盲点监测和停车辅助系统。

ADAS中的抬头显示系统对MEMS技术的应用,可以帮助驾驶者降低或消除分心状况,提高安全性。它还能用于显示重要信息和实时警示。

当被问到MEMS将在未来汽车中扮演什么角色时,IHS Markit公司MEMS和传感器事业部总监兼高级首席分析师Jérémie Bouchaud预言,它将会是“绿色、安全且有趣的”。此外,汽车将会采用电力驱动,高度依赖传感器进行自动巡航,他补充道。

“当组件随着新的电气架构而改变,电气化的汽车将会相应的依赖传感器。更先进的人机界面将拥有抬头显示支持的虚拟现实和降噪功能,也将使MEMS制造商获益。” Bouchaud进一步解释。

未来

汽车应用领域的安全和安防需求不会降低,对这些应用的持续追求将继续推动汽车MEMS传感器的需求增长。汽车MEMS传感器应用的最大受益者将会是电子组件、部件制造商,当然,也包括终端用户。

汽车领域的MEMS传感器市场不仅包括ADAS,还包括电子稳定控制、电子控制单元、制热和暖通系统、安全和安防、车载导航、摄像头稳定系统、车内麦克风、胎压监测、汽车引擎管理系统、燃油喷射系统、座椅监测系统、周边压力传感器和机油压力传感等。

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