一、MEMS簡(jiǎn)介

MEMS的全稱是微型電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro Electromechanical System)，利用半導(dǎo)體制造工藝和材料，將傳感器、執(zhí)行器、機(jī)械機(jī)構(gòu)、信號(hào)處理和控制電路等集成于一體的微型器件或系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。MEMS主要包含兩個(gè)部分：傳感器和執(zhí)行器。 ?

與傳統(tǒng)的機(jī)械傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、集成化、智能化、低成本等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)于傳感器的要求。

二、MEMS傳感器分類及廠家和應(yīng)用

? MEMS 傳感器種類很多，也有多種分類方法。按其工作原理，大致可分為MEMS物理、化學(xué)和生物傳感器，其中每一種MEMS傳感器又可分為很多種小類，不同的MEMS 傳感器可以測(cè)量不同的量，實(shí)現(xiàn)不同的功能。 ?

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? 三、MEMS 行業(yè)發(fā)展歷程與3次產(chǎn)業(yè)浪潮

? MEMS 起源可追溯至 20 世紀(jì) 50 年代，硅的壓阻效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，學(xué)者們開(kāi)始了對(duì)硅傳感器的研究。然而，MEMS 產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展始于 20 世紀(jì) 80 年代，前后經(jīng)歷了 3 次產(chǎn)業(yè)化浪潮。

? 20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代：1983 年 Honeywell 利用大型刻蝕硅片結(jié)構(gòu)和背蝕刻膜片制作了集成壓力傳感器，將機(jī)械結(jié)構(gòu)與電路集成在一個(gè)芯片內(nèi)。80 年代末至 90 年代，汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車電子應(yīng)用如安全氣囊、制動(dòng)壓力、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等需求增長(zhǎng)，巨大利潤(rùn)空間驅(qū)使歐洲、日本和美國(guó)的企業(yè)大量生產(chǎn) MEMS，推動(dòng)了 MEMS 行業(yè)發(fā)展的第一次浪潮。 ?

20 世紀(jì) 90 年代末至 21 世紀(jì)初：本階段早期，噴墨打印頭和微光學(xué)器件的巨大需求促進(jìn)了 MEMS 行業(yè)的發(fā)展。而 2007 年后，消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì) MEMS 的強(qiáng)勁需求，手機(jī)、小家電、電子游戲、遠(yuǎn)程控制、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品要求體積更小且功耗更低的 MEMS 相關(guān)器件，對(duì) MEMS 產(chǎn)品需求更大，掀起了 MEMS 行業(yè)發(fā)展的第二次產(chǎn)業(yè)化浪潮，并將持續(xù)推動(dòng) MEMS 行業(yè)向前發(fā)展。

? 2010 年至今：產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)展，使 MEMS 行業(yè)呈現(xiàn)新的趨勢(shì)。MEMS 產(chǎn)品逐步應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等新領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景日益豐富，正漸漸覆蓋人類生活的各個(gè)維度。此外，MEMS 是當(dāng)前移動(dòng)終端創(chuàng)新的方向，新的設(shè)備形態(tài)（如可穿戴設(shè)備）需要更加微型化的器件和更為便捷的交互方式。 ? 然而，物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備應(yīng)用助推 MEMS 第三次產(chǎn)業(yè)化浪潮的同時(shí)，行業(yè)仍然面臨來(lái)自產(chǎn)品規(guī)格、功率消耗、產(chǎn)品整合以及成本等方面的壓力，MEMS 產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)亟待持續(xù)改進(jìn)，以滿足更小、更低能耗、更高性能的需求。 ?

四、國(guó)產(chǎn)傳感器企業(yè)的主要布局區(qū)域

? 長(zhǎng)三角區(qū)域 ?以上海、無(wú)錫、南京為中心。 ?逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產(chǎn)體系及產(chǎn)業(yè)配套。 珠三角區(qū)域 ?以深圳中心城市為主。 ?由附近中小城市的外資企業(yè)組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產(chǎn)業(yè)體系。 東北地區(qū) ?以沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱為主。 ?主要生產(chǎn)MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。 京津區(qū)域 ?主要以高校為主。 ?從事新型傳感器的研發(fā)，在某些領(lǐng)域填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。北京已建立微米/納米國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 中部地區(qū) ?以鄭州、武漢、太原為主。 ?產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的模式，在PTC/NTC熱敏電阻、感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器和氣體傳感器等產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。

? 五、MEMS產(chǎn)業(yè)鏈流程

? MEMS是多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈涉及設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試、軟件及應(yīng)用方案環(huán)節(jié)。 ? 六、全球MEMS產(chǎn)業(yè)鏈最有前景的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng) 據(jù)Yole的預(yù)計(jì)，2020-2026年MEMS終端市場(chǎng)將以7.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。其中，消費(fèi)領(lǐng)域是最大的MEMS應(yīng)用市場(chǎng)，約占全球 MEMS 收入的 60%，到2026年約有112.7億美元的市場(chǎng)。其次是汽車，汽車對(duì)MEMS的需求將從2020年的20.3億美元上升到28.6億美元。剩下的應(yīng)用市場(chǎng)還有工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療、電信、國(guó)防與航空航天等。 ?

? 從MEMS器件方面來(lái)看，Yole預(yù)計(jì)，整體MEMS器件市場(chǎng)在2020年至2026年將以7.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2026年全球MEMS器件市場(chǎng)空間將達(dá)到182億美元。在這其中，射頻MEMS器件占大頭，到2026年射頻MEMS器件大約有40.4億美元的市場(chǎng)空間，壓力MEMS器件大約是23.62億美元，慣性器件約有21.27億美元，麥克風(fēng)MEMS約是18.71億美元，然后是加速器、噴墨頭、光學(xué)、微型測(cè)輻射熱儀、陀螺儀、微流體等等。 ?

? 七、全球MEMS產(chǎn)業(yè)鏈廠家細(xì)分（超200家企業(yè)&機(jī)構(gòu)）

? 全球MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈條主要集中在北美、歐洲、日本地區(qū)，其中美國(guó)、德國(guó)、日本三國(guó)占據(jù)全球傳感器產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)地位。 ? 從上游到下游，全球MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈可分為研究與開(kāi)發(fā)→設(shè)計(jì)→制造→封裝→測(cè)試→軟件→芯片→系統(tǒng)/應(yīng)用等環(huán)節(jié)。 ?

? 八、MEMS傳感器細(xì)分應(yīng)用介紹

MEMS傳感器種類繁多，主要的MEMS傳感器包括運(yùn)動(dòng)傳感器、壓力、麥克風(fēng)、環(huán)境、光傳感器等。其中運(yùn)動(dòng)傳感器可分為陀螺儀、加速度計(jì)、磁力計(jì)， ?

1、MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器 ? MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器主要有加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)三大類，加速度計(jì)和陀螺儀可以集成為六軸慣性傳感器；磁力計(jì)和加速度計(jì)集成為電子羅盤(pán)（e-compass），加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)可集成為9軸傳感器。 ? MEMS陀螺儀是通過(guò)陀螺儀的核心原理科里奧利力測(cè)角速度的；MEMS加速度計(jì)可以感知任意方向上的加速度。MEMS磁力計(jì)通過(guò)測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向可以定位設(shè)備的方位。 ?

2、MEMS麥克風(fēng)

MEMS麥克風(fēng)在消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。目前幾乎每部智能手機(jī)至少使用一個(gè)MEMS麥克風(fēng)，高端的智能手機(jī)甚至使用三個(gè)麥克風(fēng)，分別用于語(yǔ)音采集、噪音消除、改善語(yǔ)音識(shí)別，而iPhone 6S已經(jīng)采用了4個(gè)MEMS麥克風(fēng)。在物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將使用MEMS麥克風(fēng)。蘋(píng)果iPhone 5S和5C采用兩顆樓氏電子（Knowles）、一顆是瑞聲科技（AAC）的MEMS麥克風(fēng)。

? 3、MSME壓力傳感器

? 壓力傳感器主要用于檢測(cè)壓力，根據(jù)量程范圍可分為低壓、中壓、高壓壓力傳感器。MEMS壓力傳感器則屬于低壓傳感器，主要檢測(cè)原理有硅電容式和硅壓阻式。 ?

汽車和醫(yī)療是MEMS壓力傳感器最大的應(yīng)用領(lǐng)域。與MEMS慣性傳感器相比，目前MEMS壓力傳感器在消費(fèi)電子與移動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用不是特別廣泛，主要包括潛水與運(yùn)動(dòng)手表、計(jì)步器和徒步高度計(jì)，部分應(yīng)用于飲水機(jī)、洗衣機(jī)、太陽(yáng)能熱水器等家電產(chǎn)品充當(dāng)水位傳感器。未來(lái)智能手機(jī)、平板電腦可能集成MEMS壓力傳感器用以檢測(cè)大氣壓，或充當(dāng)高度計(jì)以支持室內(nèi)定位服務(wù)。 ?

4、MEMS環(huán)境傳感器

? MEMS濕度傳感器在工業(yè)控制、氣象、農(nóng)業(yè)、礦山檢測(cè)等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。MEMS氣體傳感器主要用于檢測(cè)目標(biāo)氣體的成分、濃度等。 ?

5、MEMS生物傳感器

MEMS生物傳感器目前處于發(fā)展初期。MEMS生物傳感器是利用生物分子探測(cè)生物反應(yīng)信息的器件，被列為新世紀(jì)五大醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)之一，是現(xiàn)代生物技術(shù)與微電子學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物。未來(lái)MEMS生物傳感器在醫(yī)學(xué)、食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊發(fā)展空間。 ?

九、MEMS代工產(chǎn)業(yè)

目前提供MEMS代工的IDM廠商主要有意法半導(dǎo)體、索尼、德州儀器等；臺(tái)積電目前是全球最大的獨(dú)立的MEMS代工廠，全球領(lǐng)先的純MEMS代工廠還有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Paci?c Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等,國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際、華宏宏利、上海先進(jìn)半導(dǎo)體也有生產(chǎn)MEMS的能力。 ? 與傳統(tǒng)集成電路產(chǎn)業(yè)類似，從 MEMS 產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來(lái)看，根據(jù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品或服務(wù)，可以分為設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中，MEMS 制造行業(yè)屬于 MEMS 行業(yè)的一個(gè)環(huán)節(jié)，處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游。該行業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的需求開(kāi)發(fā)各類 MEMS 芯片的工藝制程并實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，兼具資金密集型、技術(shù)密集型和智力密集型的特征，對(duì)企業(yè)資金實(shí)力、研發(fā)投入、技術(shù)積累等均提出了極高要求。 ? 目前市場(chǎng)中，一方面 IDM 企業(yè)受到來(lái)自升級(jí)產(chǎn)業(yè)線以及降低成本維持利潤(rùn)的雙重壓力，市場(chǎng)中已出現(xiàn) IDM 企業(yè)將制造環(huán)節(jié)外包的情況；另一方面，MEMS產(chǎn)品應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)需要不同領(lǐng)域、不同行業(yè)的新興 MEMS 公司參與其中，但巨額的工廠建設(shè)投入、運(yùn)維成本以及 MEMS 工藝開(kāi)發(fā)、集成的復(fù)雜性卻形成了較高的行業(yè)門(mén)檻，阻礙了市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張。 ? 在此背景下，純 MEMS 代工廠與 MEMS 產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司合作開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的商業(yè)模式將成為未來(lái)行業(yè)業(yè)務(wù)模式的主流。類似于傳統(tǒng)集成電路行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，MEMS 產(chǎn)業(yè)將逐步走向設(shè)計(jì)與制造分立、制造環(huán)節(jié)外包的模式。 ?

? MEMS 制造主要指 MEMS 芯片制造，行業(yè)內(nèi)主要經(jīng)營(yíng)模式包括兩類，一類是依靠自有生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，另一類則是外包給 MEMS 代工廠進(jìn)行生產(chǎn)。行業(yè)內(nèi)提供 MEMS 制造代工服務(wù)的企業(yè)，從芯片類型和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來(lái)看，主要分為三類，即純 MEMS 代工、IDM 企業(yè)代工以及傳統(tǒng)集成電路 MEMS 代工。 ?

1、純 MEMS 代工
? 純 MEMS 代工企業(yè)不提供任何設(shè)計(jì)服務(wù)，企業(yè)根據(jù)客戶提供的 MEMS 芯片設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行工藝制程開(kāi)發(fā)以及代工生產(chǎn)服務(wù)。代表企業(yè)有公司、TeledyneDalsa、IMT 等。 ?

2、IDM 企業(yè)代工

? IDM 企業(yè)即垂直整合器件制造商，該類廠商除了進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)之外，一般還擁有自有的封裝廠和測(cè)試廠，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋集成電路的設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試所有環(huán)節(jié)。由于晶圓制造、封裝和測(cè)試的生產(chǎn)線建設(shè)均需要巨額資金投入，因此 IDM 模式對(duì)企業(yè)的研發(fā)力量、資金實(shí)力和市場(chǎng)影響力都有極高的要求。在滿足自身晶圓制造需求后，IDM 企業(yè)會(huì)將剩余的產(chǎn)能外包出去，提供 MEMS代工服務(wù)。采用 IDM 代工模式的企業(yè)均為全球芯片行業(yè)巨頭，主要代表為博世（Bosch）、意法半導(dǎo)體（STMicro）、德州儀器（TI）等企業(yè)。 ?

3、傳統(tǒng)集成電路 MEMS 代工

? 傳統(tǒng)集成電路（主要為 CMOS）代工企業(yè)以原有的 CMOS 產(chǎn)線為基礎(chǔ)，嵌套部分特殊的生產(chǎn) MEMS 工藝技術(shù)，將舊產(chǎn)線轉(zhuǎn)化為 MEMS 代工線。由于批量生產(chǎn)能力突出，傳統(tǒng)集成電路企業(yè)往往會(huì)集中向出貨量較高的消費(fèi)電子領(lǐng)域的MEMS 產(chǎn)品提供代工，該類代工企業(yè)以臺(tái)積電（TSMC）、Global Foundries 等為代表。 ? 歷史發(fā)展過(guò)程中，由于 MEMS 產(chǎn)品在材料、加工、制造工序等單個(gè)產(chǎn)品差異較大，器件標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，影響了產(chǎn)業(yè)垂直分工的發(fā)展，行業(yè)以 IDM 企業(yè)為主導(dǎo)。近年來(lái)，隨著 MEMS 技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的逐漸興起，MEMS 標(biāo)準(zhǔn)化的程度大大發(fā)展，平臺(tái)化基礎(chǔ)正在形成，越來(lái)越多的 MEMS 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈垂直分工條件日趨成熟。 ?

十、MEMS封裝測(cè)試

? 目前具備MEMS封裝測(cè)試能力的國(guó)際廠商主要有日月光、安靠、矽品、力成科技等，國(guó)內(nèi)有華天科技、長(zhǎng)電科技、晶方科技等廠商。盡管國(guó)內(nèi)的MEMS前端制造還落后于國(guó)際大廠，由于國(guó)內(nèi)的封裝技術(shù)起步較早，國(guó)內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)鏈后端封裝較為完善。 ? 封裝技術(shù)與IC封裝有著諸多不同，對(duì)企業(yè)的要求很高。眾所周知，MEMS器件價(jià)格下降非常之快，目前部分MEMS器件中封裝成本甚至占到總價(jià)格的40%到60%。如何做到低成本封裝是封測(cè)廠商面臨的巨大挑戰(zhàn)。 ?

十一、全球&中國(guó)MEMS傳感器廠商營(yíng)收排行

從全球MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈看，博世以115億元的營(yíng)收穩(wěn)居第一，博通以79.61億元占據(jù)第二，兩者遙遙領(lǐng)先其他MEMS傳感器廠商。 ? 中國(guó)廠商MEMS業(yè)務(wù)營(yíng)收相比全球巨頭仍有一定差距，歌爾微電子MEMS業(yè)務(wù)營(yíng)收約31億元、瑞聲科技11億元、高德紅外5.6億元，為中國(guó)MEMS營(yíng)收前三甲企業(yè)。 ?

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? 十二、MEMS傳感器幾大應(yīng)用

? 可穿戴設(shè)備應(yīng)用 以小米手環(huán)為例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和心率監(jiān)測(cè)。 ? Apple Watch內(nèi)部除了MEMS加速度計(jì)、陀螺儀、MEMS麥克風(fēng)，還有使用脈搏傳感器。 ? VR應(yīng)用 ? ? VR設(shè)備需要足夠精確測(cè)定頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、角度和距離，采用MEMS加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)定是重要的解決方案之一，幾乎成為VR設(shè)備的標(biāo)配。Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR都采用了MEMS加速度計(jì)和陀螺儀，未來(lái)VR設(shè)備也可能會(huì)使用MEMS眼球追蹤技術(shù)。 ? 無(wú)人機(jī)應(yīng)用 ? ? 無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)控制技術(shù)上，MEMS傳感器又有了施展的空間。結(jié)合加速度計(jì)和陀螺儀，可以算出角度變化，并確定位置和飛行姿態(tài)。MEMS傳感器能在各種惡劣條件正常工作，同時(shí)獲得高精度的輸出。MEMS加速度計(jì)和陀螺儀在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用可謂是大放異彩。 ? 智能汽車應(yīng)用

? 車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大領(lǐng)域，智能汽車是車聯(lián)網(wǎng)的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車時(shí)代，主動(dòng)安全技術(shù)成為備受關(guān)注的新興領(lǐng)域，需要改進(jìn)現(xiàn)有的主動(dòng)安全系統(tǒng)，比如側(cè)翻（rollover）與穩(wěn)定性控制（ESC），這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來(lái)感測(cè)車身姿態(tài)。語(yǔ)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(lái)發(fā)展新機(jī)遇。MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域還有很多應(yīng)用，包括安全氣囊（應(yīng)用于正面防撞氣囊的高g值加速度計(jì)和用于側(cè)面氣囊的壓力傳感器）、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)（應(yīng)用于檢測(cè)進(jìn)氣量的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器和流量傳感器）等。 ?

十三、MEMS 傳感器在智能手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

1. 光線傳感器

說(shuō)到手機(jī)中的傳感器，首先要說(shuō)的就是光線傳感器，它就好比手機(jī)的眼睛。我們?nèi)祟惖难劬梢栽诓煌饩€的環(huán)境下，調(diào)整進(jìn)入眼睛的光線。而光線傳感器則可以讓手機(jī)感測(cè)環(huán)境光線的強(qiáng)度，用來(lái)調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕的亮度。 原理：光敏三極管，接受外界光線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流，從而感知環(huán)境光亮度。

應(yīng)用：通常用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，同時(shí)不刺眼；可用于拍照時(shí)調(diào)節(jié)自動(dòng)白平衡；用光線傳感器來(lái)協(xié)助調(diào)整屏幕亮度，能進(jìn)一步達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命的作用；光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來(lái)偵測(cè)手機(jī)是否被放置在口袋中，以防止誤觸。 產(chǎn)品代表：ST （意法半導(dǎo)體）——OPT3007 超薄環(huán)境光傳感器，傳感器的精密光譜響應(yīng)與人眼的明視響應(yīng)高度匹配。 應(yīng)用手機(jī)：蘋(píng)果iPhone XR、vivo X23、華為Mate 20、三星GALAXY Note 9等。 ?

? 2. 距離傳感器

光線傳感器和距離傳感器一般都是放在一起，位于手機(jī)屏幕聽(tīng)筒周圍。這樣就存在一個(gè)問(wèn)題，手機(jī)屏幕上方開(kāi)太多洞或黑色長(zhǎng)條不太好看，各大手機(jī)廠商都一直在想方設(shè)法減少開(kāi)孔或者隱藏開(kāi)孔。 原理：紅外LED燈發(fā)射紅外線，被物體反射后，紅外探測(cè)器通過(guò)接收到紅外線的強(qiáng)度，測(cè)定距離。距離傳感器同時(shí)擁有發(fā)射和接受裝置，一般體積較大。 應(yīng)用：檢測(cè)手機(jī)是否貼在耳朵上正在打電話，以便自動(dòng)關(guān)閉屏幕達(dá)到省電的目的；也可用于皮套、口袋模式下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖與鎖屏動(dòng)作。 產(chǎn)品代表：TAOS——TMD2772 主要由紅外發(fā)射、光線接收、模數(shù)轉(zhuǎn)化、I2C接口等幾部分組成。 ? ?

3.重力傳感器 原理：利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起，通過(guò)正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小，來(lái)計(jì)算出水平方向。 應(yīng)用：手機(jī)橫豎屏智能切換；拍攝照片方向；重力感應(yīng)類游戲，例如平衡球、賽車游戲等。 產(chǎn)品代表：蘋(píng)果研發(fā)的重力感應(yīng)設(shè)備。 ? ?

? 4. 加速度傳感器

原理：加速度傳感器是多個(gè)維度測(cè)算的，主要測(cè)算一些瞬時(shí)加速或減速的動(dòng)作。功耗更小，但是精度低。 應(yīng)用：計(jì)步，加速度傳感器可以檢測(cè)交流信號(hào)以及物體的振動(dòng)。人在走動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動(dòng)，而加速度傳感器可以檢測(cè)振動(dòng)的過(guò)零點(diǎn)，從而計(jì)算出人所走的步或跑步所走的步數(shù)，從而計(jì)算出人所移動(dòng)的位移，并且利用一定的公式可以計(jì)算出卡路里的消耗；日常應(yīng)用中的一些甩動(dòng)切歌、翻轉(zhuǎn)靜音等。 產(chǎn)品代表：ST意法半導(dǎo)體——LSM330D 可測(cè)量250dps至2000dps的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航軸角速度。 ? ? ?

? 5. 磁場(chǎng)傳感器 原理：各向異性磁致電阻材料，感受到微弱的磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化，所以手機(jī)要旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)幾下才能準(zhǔn)確指示方向。 應(yīng)用：指南針、地圖導(dǎo)航方向、金屬探測(cè)器APP。 產(chǎn)品代表：ADI（亞德諾）——ADA4571 對(duì)氣隙變化的敏感度非常小。 ? ? ? ?

6. 陀螺儀 原理：角動(dòng)量守恒，一個(gè)正在高速旋轉(zhuǎn)的物體(陀螺)，它的旋轉(zhuǎn)軸沒(méi)有受到外力影響時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會(huì)有任何改變的。陀螺儀就是以這個(gè)原理作為依據(jù)，用它來(lái)保持一定的方向。一般手機(jī)里標(biāo)配的是三軸陀螺儀，可追蹤6個(gè)方向的位移變化。 應(yīng)用：一些射擊或賽車游戲；3D拍照、全景導(dǎo)航等。 產(chǎn)品代表：NXP（恩智浦）——FXAS21002C 3軸數(shù)字陀螺儀，適用于游戲控制器、電子羅盤(pán)穩(wěn)定、增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)控制等應(yīng)用。 ? ? ?

7. GPS 原理：手機(jī)GPS模塊通過(guò)天線接收GPS衛(wèi)星傳送的信息。模塊中的芯片根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為起算數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時(shí)間戳與接收時(shí)的時(shí)間差計(jì)算出衛(wèi)星與手機(jī)的距離，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。 應(yīng)用：地圖、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)距。 產(chǎn)品代表：Fastrax——UP501 可以在惡劣條件下進(jìn)行高性能的導(dǎo)航，甚至在較低的GPS衛(wèi)星可見(jiàn)度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的定位。 ? ?

? 8. 指紋傳感器 目前，電容式指紋識(shí)別和超聲波指紋識(shí)別應(yīng)用比較廣泛。

電容指紋傳感器原理：手指構(gòu)成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像。 超聲波指紋傳感器原理：利用超聲波，直接掃描并測(cè)繪指紋紋理。超聲波獲得的指紋是3D立體的，而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識(shí)別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。 應(yīng)用：加密、解鎖、支付等。 產(chǎn)品代表：新思科技——Clear ID FS9500 僅有1.55mm，能夠直接放置在柔性屏幕下邊或直接集成在屏幕中。 ? ?

? ? 9. 霍爾感應(yīng)器 原理：霍爾磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。 應(yīng)用：自動(dòng)解鎖、自動(dòng)鎖屏等。 產(chǎn)品代表：Diodes——AH1883 卓越的溫度穩(wěn)定性，對(duì)身體壓力不敏感。 ? ? ? ?

10. 氣壓傳感器 原理：分為變?nèi)菔交蜃冏枋綒鈮簜鞲衅?，將薄膜與變阻器或電容連接起來(lái)，氣壓變化導(dǎo)致電阻或電容的數(shù)值發(fā)生變化，從而獲得氣壓數(shù)據(jù)。 應(yīng)用：GPS計(jì)算海拔會(huì)有十米左右的誤差，氣壓傳感器主要用于修正海拔誤差(將至1米左右)，當(dāng)然也能用來(lái)輔助GPS定位立交橋或樓層位置。 產(chǎn)品代表：TI（德州儀器）——BMP180 高精度、小體積、超低能耗的氣壓傳感器。 ? ?

編輯：黃飛

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