传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?

2021/12/18 07:18 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?已关闭评论
摘要:

传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?相对于传统传感器,MEMS传感器的体积小、性能好、集成度高,为什么对传统传感器的替代如此缓慢?2018年全球传感器市场规模为1393亿美元,全球MEMS传感器市场规模仅152亿美元,大致估算MEMS传感器

传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?

相对于传统传感器,MEMS传感器的体积小、性能好、集成度高,为什么对传统传感器的替代如此缓慢?2018年全球传感器市场规模为1393亿美元,全球MEMS传感器市场规模仅152亿美元,大致估算MEMS传感器仅占所有传感器的11%,是什么在阻碍着MEMS传感器替代传统传感器呢?
MEMS用于状态监测传感器上已经趋于成熟了,具有体积小,功能全,智能化芯片特点,巴鲁夫公司已经使用MEMS生产出监测震动,温度,环境压力和相对湿度的传感器。可登陆获取更详细资料
中国在?MEMS?传感器领域的研究较晚,但已经成为不可或缺的力量,已经在加大政府科技资金投入及人才培养了。之所以替代传统传感器那么慢主要MEMS?传感器在我国起步晚,政策扶持加上人才培养这些都需要时间。
传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?  第1张

传感器替代:传感器领域实现完美国产替代

近期,关于美国修改规则,限制台积电向华为供应芯片的消息频频传出。在这之前,为了限制中国高科技发展的速度,美国对华为、中兴等 5G 高科技企业进行了严厉的制裁。 除此之外,美国还在制定更多严格的政策和相关措施限制高新技术及产品出口。

制裁之下,避免被“卡脖子”,大力发展自主可控的半导体供应链成为行业共识,国内半导体行业进入国产替代的黄金战略期。 其中传感器作为现代信息技术的三大支柱之一,是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。根据赛迪顾问公布的数据,2019 年,全球传感器市场规模达 1521.1 亿美元,中国的传感器市场规模达 2188.8 亿元。

预计到 2021 年,市场规模将达到 2951.8 亿元,保持 17.6%的快速增长。 虽然中国传感器市场发展速度很快,但本土传感器技术与世界水平相比还存在不小的差距,传感器行业的国产替代是一项紧迫而艰巨的任务。 在北京,就有这样一家高科技企业——致力于高端传感器类系列芯片产品的设计与开发,通过自主研发不断突破国外技术的封锁,实现了传感领域多项产品的完美进口替代,产品覆盖汽车电子、工业领域、智能制造领域、通信领域以及物联网等领域,它就是北京中科银河芯科技有限公司(以下简称“中科银河芯”)。 中科银河芯成立于 2018 年,是来自中科院微电子所的创业团队,是一家从事集成电路设计的高科技企业,致力于温度、湿度、水分、压力、加密认证等传感芯片的设计开发。公司核心设计团队 20 人,其中博士学位技术人员 6 人、硕士学位技术人员 8 人、本科 5 人、MBA 学历 1 人,具有丰富的模拟、混合信号集成电路设计以及板级系统设计经验。

三大产品线

公司目前的主要产品线为温湿度传感器系列、压力传感器系列、标签认证系列产品。产品包括分布式温湿度传感器芯片、单芯片 RFID+温度芯片、单芯片压力传感器、单总线系列芯片等。核心技术包括单芯片水分温度检测技术、高精度温湿度检测技术、无线测温技术、传感器校正技术、大批量温度标定测试技术等,同时拥有软件设计能力、射频芯片设计能力、系统研发能力。

完美国产替代产品
中科银河芯在研发的过程中,充分发挥了团队积累的大量芯片设计和软件开发技术和经验,通过对具体行业的分析,结合部分核心技术和实际项目经验,实现了一系列传感器产品的国产完美替代,部分产品更是超越国外同类产品。
尤其在温度传感器领域,中科银河芯解决了目前业界没有高分辨率、高精度分布式温度传感器的问题,把最高精度做到了±0.1℃,为客户提供了更具性价比的产品,结束了进口产品长达近 20 年的垄断。
部分产品介绍:

传感器替代:怎样才能实现传感器领域真正意义上的国产化替代

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-M -M 位置传感器配套仪表

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

电气特征

线路电源电压要求?(VDC):
9 – 30

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(mA):
4 – 20

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
0 – 10

励磁电压?(Vrms):
3

信号特征

励磁频率?(kHz):
7.5

主体特性

信号调节 - LVDT/RVDT 重量?(g):
117

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
DIN 3

使用环境

工作温度范围?:
-20 – 75?°C?[?0 – 165?°F?]

操作/应用

...

发表于 08-21 02:00 ?

10次
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-006 -006 线性位移传感器 - LVDT

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

目前没有详细产品特性的在线信息。?

发表于 08-21 02:00 ?

17次
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-012 -012 线性位移传感器 - LVDT

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

目前没有详细产品特性的在线信息。?

发表于 08-21 02:00 ?

12次
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-006 -006 线性位移传感器 - LVDT

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

目前没有详细产品特性的在线信息。?

发表于 08-21 02:00 ?

12次
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-012 -012 线性位移传感器 - LVDT

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

电气特征

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 电源电压?(V):
±15

模拟输出?:
±10 V

电气连接?:
PT02A-10-6P

主体特性

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外形尺寸?:
圆柱形

弹簧回弹式?:
分离式铁芯, 分离式铁芯

壳体特性

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外壳材料?:
不锈钢

外壳直径?:
4.78?mm?[?.188?in?]

使用环境

工作温度范围?:
0 – 70?°C?[?32 – 158?°F?]

环境规范?:
1,000 PSI 压力

...

发表于 08-21 01:00 ?

10次
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-M -M 角位移传感器 - RVDTRVIT

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。?

产品类型特性

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 类型?:
RVDT

结构特性

电气连接?:
M12.5 针

电气特征

Input Current (Max)?(mA):
25

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 输出类型?:
0 – 10 VDC

主体特性

角度感应范围?(°):
0 – 120

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 重量?(g):
99

外壳材料?:

机械附件

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 安装?:
Servo Groove

...

发表于 08-21 01:00 ?

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-00 -00 即插即用加速度传感器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
5 针连接器

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
4 – 30

零加速输出?(mV):
±50

信号特征

频率响应?(Hz):
0-1500

主体特性

轴数?:
1

重量?:
16?g?[?.56?oz?]

材料?:
不锈钢

...

发表于 08-21 01:00 ?

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-1 -1 角度位置传感器 - 空心轴旋转变压器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。?

结构特性

Resolver Size?:
21

Pole Pairs?:
1

其他

Angular Error?('):
20

发表于 08-21 01:00 ?

12次
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315-120 315-120 即插即用加速度传感器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

产品类型特性

即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

发表于 08-21 01:00 ?

14次
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-00 341A-240 即插即用加速度传感器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

产品类型特性

即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

发表于 08-21 01:00 ?

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4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-300

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

发表于 08-21 01:00 ?

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4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

看产品文档,或?联系我们?以了解最新的机构审批信息。?

产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-800

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

发表于 08-21 01:00 ?

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603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
20.8 x 20.8 x 14.5

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
100...

发表于 08-21 01:00 ?

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-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
14.6 x 10.2 x 7.6

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
...

发表于 08-21 01:00 ?

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-000 -000 位置传感器配套仪表

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电气特征

线路电源电压要求?(VDC):
±12, ±15

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
±10

励磁电压?(Vrms):
3

信号特征

励磁频率?(kHz):
2.5 – 10

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
Printed Circuit Board Edge or Terminal Block

使用环境

工作温度范围?:
-1 – 55?°C?[?30 – 130?°F?]

其他

传感器类型?:
带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT

传感器通道?:
1

...

发表于 08-21 01:00 ?

14次
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-000 -000 线性位移传感器 - LVDT

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使用环境

工作温度范围?:
5 – 60?°C?[?41 – 140?°F?]

发表于 08-21 01:00 ?

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7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
IEPE

即插即用加速度计传感器类型?:
交流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
10-32 同轴连接器

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±5

励磁电压?(VDC):
18 – 30

励磁电流?(mA):
2 – 10

信号特征

频率响应?(Hz):
0.3-

主体特性

轴数?:
1

重量?:
8.6?g?[?.303?oz?]

材料?:
不锈钢

...

发表于 08-21 01:00 ?

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-020 -020 倾角传感器和倾角仪

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结构特性

接口?:
模拟

电气特征

电源电压?(VDC):
12 – 24

模拟接口?(mA):
4 – 20

端接特性

倾角传感器和测斜仪安装?:
垂直

尺寸

尺寸?(mm):
最多 70

倾角传感器和测斜仪精确度?(°):
最多 +/- .5

分辨率?(°):
最多 +/- .01

使用环境

测量原理?:
液体

工作温度范围?:
-25 – 60?°C?[?-13 – 140?°F?]

包装特性

倾...

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-00 AST4300AP4P1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
非易燃压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
10 英尺导管

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

压力?:
344.73?bar?[?5000?psi?]

工作温度范围?:
-40 – 80?°C?[?-40 – 176?°F?]

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

...

发表于 08-21 01:00 ?

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-00 AST4600AP4W1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
防爆型压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
导管 2 m 引线

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

工作温度范围?(°C):
-40 – 85

工作温度范围?(°F):
-40 – 185, -40 – 185

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

...

发表于 08-21 01:00 ?

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传感器替代:MEMS传感器对传统传感器的替代为什么进度这么慢?  第2张

传感器替代:这个国家级水利龙头项目为何扎根河南武陟?

近日,据交易所公告, 8月10日,以MEMS 传感器研发与销售为主的半导体芯片设计公司——敏芯股份在上海证券交易所科创板上市。本次公司拟募集资金7.07亿元,将投向MEMS麦克风生产基地新建项目、MEMS压力传感器生产项目、MEMS传感器技术研发中心建设项目等,力争实现MEMS芯片“中国造”。作为MEMS传感器全生产环节国产化的企业,其成功登陆科创板,再次彰显了科创板助力“中国芯”持续发展的又一力证。
MEMS传感器应用多关注广 市场前景广阔
随着5G不断商用,物联网设备与设备之间的连接将变得更加顺畅,传感器也将被安装在越来越多的设备中。相对于传统的机械传感器,MEMS传感器尺寸更小、性能更高、生产成本更低,因此更受业界关注。
由于MEMS传感器具有诸多优势,因此应用场景也更加广泛,例如智能手机上的手势识别、方向定位、以及压力感知;在汽车上,MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆的性能等。多场景应用使得MEMS传感器的需求激增,随之而来,市场也在逐步扩大。
根据市场研究公司Fact.MR的数据,到2027年,全球MEMS传感器市场将达到500亿美元。另根据赛迪顾问《2019年中国MEMS传感器潜力市场暨细分领域本土优秀企业》白皮书,2018年我国MEMS整体规模达到504.3亿元,预计到2021年将达到851.1亿元。
面对广阔的市场前景,业界各方都很看好MEMS传感器带来的这块蛋糕,在政策、资本加持之下,很多企业入局或者加大布局,例如今年年初,全球第二大 MEMS 厂商美新半导体传感器项目落地天津港保税区协议已完成签约。
而MEMS国产代工龙头——赛微电子通过内生发展及外延并购,以MEMS传感器为战略性业务进行聚焦发展。日前,赛微电子公开表示:“北京MEMS产线基地厂房建设接近尾声,北京MEMS产线的一期1万片/月产能预计将在今年建成并投入使用。”另外,赛微电子在瑞典Silex自2017年起便对已有产线进行升级扩产,该工程预计将在今年内结束。
不仅如此,主要从事微型光纤传感器核心技术产品开发与应用的佰为深科技,凭借MEMS工艺实现传感器超微型化,也已获得数千万元融资。
国内MEMS传感器正加紧技术研发升级
据公开资料显示,中国作为全球最大的电子产品生产基地,消耗了全球四分之一的MEMS传感器。但是,由于我国MEMS产业起步较晚,中国大部分MEMS传感器仍依赖进口,国产替代空间非常大。
随着5G时代之下电子需求旺盛,国内对MEMS传感器的研发热度很高,而且大多集中在国内的顶尖研究机构。清华大学、北京大学、中科院、电子26所等,还有一些海外归国人员创下了一些MEMS传感器企业如美新半导体、苏州敏芯微电子、深迪半导体(上海)有限公司等。中国的MEMS产业生态系统也正逐步完善,从研发、开发、设计、代工、封测到应用,产业链已基本形成,上海、苏州、无锡都形成了研发中心。另外,国内MEMS 传感器企业主要集中在几家上市公司,如歌尔声学、赛微电子、水晶光电、汉威电子、和金龙机电等。
由于今年受到疫情的影响,高性能耳温枪、额温枪等非接触测温工具需求剧增,而其核心部件MEMS红外温度传感器长期主要依赖进口。前不久,中国兵器工业集团电子院华东光电集成器件研究所完成了MEMS传感器芯片各类单项试验,性能指标精度达到0.1℃,抗干扰能力优于目前市场主流产品。
据悉,华东光电集成器件研究所作为国家发改委MEMS国家地方联合工程实验室和兵器工业集团微系统制造技术创新中心,具有MEMS传感器芯片设计、制造、封装、测试等完整的科研能力,通过技术创新取得MEMS传感器多项技术成果,下一步将开发相关测温产品。
不仅如此,国内MEMS传感器技术的创新者和开拓者,苏州明皜传感科技有限公司,MEMS传感模组类产品在白色家电、汽车等市场有所布局,在融合传感与AI传感方面持续做出尝试。去年,明皜MEMS传感在TWS耳机市场,已经打入华为供应链,近期也进入了oppo 、小米、歌尔的TWS耳机供应链。
近年来国内厂商正在积极追赶国外企业,利用智能传感器的产业变革契机积极布局MEMS传感器产业链,不断提升设计、制造及封装测试环节的竞争力,并不断向其他领域进行扩展与延伸,为国产替代打下良好的基础。
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