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應(yīng)用在軍用與航天領(lǐng)域的MEMS壓力傳感器迅猛增長(zhǎng)

作者：admin  來(lái)源：本站  發(fā)表時(shí)間：2012/12/24 9:18:10  點(diǎn)擊：2115

應(yīng)用在軍用與航天領(lǐng)域的MEMS壓力傳感器迅猛增長(zhǎng)

　　標(biāo)簽：傳感器 MEMS

 　　據(jù)IHS iSuppli公司的MEMS市場(chǎng)簡(jiǎn)報(bào)，在高價(jià)值的軍用與航空領(lǐng)域，MEMS壓力傳感器市場(chǎng)今年將以兩位數(shù)的速度強(qiáng)勁增長(zhǎng)，而且將來(lái)在多個(gè)利潤(rùn)豐厚的應(yīng)用領(lǐng)域有充足的擴(kuò)張空間。

 

ST的MEMS壓力傳感器

 　　今年軍用與民用航空領(lǐng)域的壓力傳感器營(yíng)業(yè)收入將達(dá)到3570萬(wàn)美元，比去年的2970萬(wàn)美元增長(zhǎng)20%。雖然來(lái)自這兩個(gè)領(lǐng)域的MEMS壓力傳感器營(yíng)業(yè)收入相對(duì)較小，而且不能與汽車(chē)或消費(fèi)領(lǐng)域的MEMS營(yíng)業(yè)收入相提并論，但未來(lái)幾年可以保證穩(wěn)步增長(zhǎng)，尤其是因?yàn)轷r有其它器件可以承受其極端的工作環(huán)境。

 　　到2016年，軍用與航空相關(guān)的MEMS營(yíng)業(yè)收入將達(dá)到4550萬(wàn)美元，如圖1所示，五年復(fù)合年度增長(zhǎng)率為9%。

 　　

 　　圖1：全球軍用與民用航空領(lǐng)域的高價(jià)值MEMS壓力傳感器營(yíng)業(yè)收入預(yù)測(cè) （以百萬(wàn)美元計(jì)）

 　　軍用與航空屬于所謂的高價(jià)值MEMS應(yīng)用領(lǐng)域，這一領(lǐng)域還包括醫(yī)療電子。在這個(gè)領(lǐng)域，傳感器與激勵(lì)器的平均銷售價(jià)格遠(yuǎn)高于其它可比的MEMS領(lǐng)域�？傮w來(lái)看，今年高價(jià)值MEMS產(chǎn)業(yè)的營(yíng)業(yè)收入將達(dá)到2.836億美元左右。

 　　盡管全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)與美國(guó)控制國(guó)防預(yù)算帶來(lái)不利影響，但預(yù)計(jì)軍用與航空MEMS領(lǐng)域?qū)��?qiáng)勁增長(zhǎng)。全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)與美國(guó)國(guó)防預(yù)算受限，導(dǎo)致許多軍用與民用航空項(xiàng)目縮減、放緩甚至取消。

 　　有兩方面的理由支持樂(lè)觀看法。在軍用方面，遠(yuǎn)程空中與海上力量繼續(xù)受重視，無(wú)人機(jī)、監(jiān)視與偵察或智能武器也是發(fā)展重點(diǎn)，這將促進(jìn)武器中電子內(nèi)容的提升。美國(guó)政府的軍隊(duì)小型化與智能化計(jì)劃，將來(lái)會(huì)涉及到規(guī)模的削減，但只有部隊(duì)與人員會(huì)受到影響，而武器系統(tǒng)則不會(huì)受到影響。

 　　而在民用航空方面，由于歐洲EADS的空客A320及美國(guó)波音787夢(mèng)想寬體客機(jī)的強(qiáng)勁需求，去年開(kāi)始的復(fù)蘇仍在持續(xù)進(jìn)行。EADS與波音都收到了超過(guò)2000架的大飛機(jī)訂單，幫助今年商業(yè)航空增長(zhǎng)24%。

 　　在極端環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異

 　　仔細(xì)看一下主要軍用與民用航空應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)使用MEMS壓力傳感器的地方有很多。其中包括飛行數(shù)據(jù)系統(tǒng)、環(huán)境與艙壓、機(jī)身中的液壓系統(tǒng)、引擎與輔助電源設(shè)備，以及其它各種應(yīng)用，比如艙門(mén)、氧氣罩、飛行試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)監(jiān)控。

 　　總體來(lái)看，航空器、噴氣飛機(jī)、螺旋槳飛機(jī)和直升機(jī)中使用的壓力傳感器數(shù)量可能非常龐大。例如，大型噴氣飛機(jī)需要多達(dá)130個(gè)傳感器。

 　　對(duì)于引擎和其它環(huán)境惡劣的應(yīng)用場(chǎng)合，豪華客機(jī)中有13個(gè)引擎壓力傳感器和開(kāi)并，較小的噴氣式飛機(jī)通常有六到七個(gè)傳感器。所謂的全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC）另外需要五到六個(gè)變換器（transducer）。FADEC是一種電子引擎控制器及相關(guān)附件，用于接收與分析多個(gè)變量，包括空氣密度與引擎溫度。

 　　采用一級(jí)封裝的軍用或航空MEMS壓力傳感器價(jià)格很容易達(dá)到或超過(guò)1000美元。與汽車(chē)中使用的MEMS器件相比，價(jià)格差距非常巨大，主要是因?yàn)榍罢邔?duì)于芯片性能有更高的要求，而且需要在長(zhǎng)達(dá)25年的時(shí)間里在規(guī)定溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，而汽車(chē)只要求保證10年的穩(wěn)定性。

 　　總體來(lái)看，MEMS壓力傳感器必須能承受惡劣環(huán)境下的劇烈震動(dòng)、高G過(guò)載影響與加速度、極端溫度與高壓。軍用與航空應(yīng)用通常是這類極端環(huán)境。另外，傳感器還必須在這種困難環(huán)境下表現(xiàn)出完美的性能，具有高精度、低漂移和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。必須在非常小的封裝內(nèi)滿足這些苛刻要求，而且重量要輕。從這些方面來(lái)看，MEMS壓力傳感器能夠主宰軍用與航空領(lǐng)域。

 　　廠商與產(chǎn)品

 　　MEMS供應(yīng)商提供不同的集成水平。例如，美國(guó)霍尼韋爾可以生產(chǎn)傳感器，也可以生產(chǎn)完整的系統(tǒng)。美國(guó)Kulite Semiconductor Products向波音、空中客車(chē)、Canadair和Embraer供應(yīng)傳感器，并向許多直升機(jī)與軍用項(xiàng)目提供產(chǎn)品。

 　　美國(guó)Eaton Corp.可能購(gòu)買(mǎi)MEMS傳感器，并將其整合到壓力變換器之中，但它也像霍尼韋爾一樣同時(shí)生產(chǎn)子系統(tǒng)。而美國(guó)GE Druck在英國(guó)萊斯特?fù)碛幸粋�(gè)4英寸硅片生產(chǎn)線。

 　　MEMS壓力傳感器介紹

 　　就是采用MEMS技術(shù)制造的壓力傳感器。MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文縮寫(xiě)。MEMS是美國(guó)的叫法，在日本被稱為微機(jī)械，在歐洲被稱為微系統(tǒng)，它是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是隨著半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工技術(shù)和超精密機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，目前MEMS加工技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于微流控芯片與合成生物學(xué)等領(lǐng)域，從而進(jìn)行生物化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室技術(shù)流程的芯片集成化。

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