近來，關(guān)于馬斯克計(jì)劃在特斯拉人工智能日上發(fā)布“特斯拉人形機(jī)器人”的消息不斷發(fā)酵，使得智能機(jī)器人的關(guān)注度再次飆升，有望成為繼智能汽車后的又一風(fēng)口，商業(yè)價(jià)值巨大。而MEMS傳感器作為數(shù)字時(shí)代的感知層，也被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人當(dāng)中，擔(dān)當(dāng)著機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能感知功能的基礎(chǔ)，同樣成為新時(shí)代的風(fēng)口。

　　機(jī)器人正成為MEMS傳感器主要應(yīng)用市場

　　根據(jù)ADI亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品線總監(jiān)趙延輝的介紹：“MEMS傳感器可以測量沖擊、傾角、轉(zhuǎn)動(dòng)、加速度、振動(dòng)等多種信號(hào)。”隨著數(shù)字化、智能化程度的不斷提高，MEMS傳感器在外部感知中所能發(fā)揮的作用也越來越大。

　　MEMS技術(shù)對(duì)機(jī)器人的開發(fā)尤其有利，其可以通過對(duì)多種運(yùn)動(dòng)及環(huán)境因素感知，使它們變得更加智慧，使用時(shí)更加安全。以工業(yè)機(jī)器人為例，一方面智能機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛;另一方面，MEMS技術(shù)支撐機(jī)器人的外部感知，為數(shù)據(jù)采集提供高可靠性、可擴(kuò)展性、靈敏度和成本效益高的解決方案。

　　西安中星測控有限公司董事長兼總經(jīng)理谷榮祥指出，機(jī)器人最關(guān)鍵的兩個(gè)技術(shù)點(diǎn)：一個(gè)是感知，另一個(gè)是控制。感知的完成主要就依托于各類傳感器，MEMS傳感器是其中應(yīng)用較為廣泛的一個(gè)大類。

　　谷榮祥還特別強(qiáng)調(diào)，根據(jù)機(jī)器人的擬人化程度不同，其應(yīng)用的傳感器種類也不相同，擬人化程度越高應(yīng)用的傳感器種類和數(shù)量就會(huì)越多。近年來機(jī)器人行業(yè)智能化程度的不斷提高，為MEMS傳感器提供了大量的市場應(yīng)用機(jī)會(huì)。

　　慣性傳感器中的加速度計(jì)、陀螺儀等產(chǎn)品是機(jī)器人當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)品類型。根據(jù)美的集團(tuán)中央研究院感知技術(shù)研究所高級(jí)工程師熊貴林的介紹，在工業(yè)機(jī)器人中，位置角度感測、力度與扭矩載荷測量、航跡規(guī)劃、智能圖像及輪廓識(shí)別等都是最常見的應(yīng)用場景，其中都離不開MEMS傳感器的加持。加速度計(jì)可以用來監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)速度;陀螺儀傳感器是一種基于自由空間移動(dòng)和定位的控制系統(tǒng)，可用于感測與維持方向;基于加速度計(jì)和陀螺儀的慣性測量單元(IMU)在工業(yè)機(jī)器人中有著非常廣泛的應(yīng)用。

　　機(jī)器人的機(jī)械手臂中就會(huì)集成編碼器、加速度計(jì)、力傳感器等。對(duì)于機(jī)器人這種高精密的機(jī)械設(shè)備，其手臂伸出去的角度和姿態(tài)都要考慮到安全性、穩(wěn)定性等多種要素，編碼器可以解算運(yùn)行位姿和速度，加速度計(jì)可以檢測運(yùn)行安全，機(jī)械手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)和展開需要力傳感器測試載荷量程。導(dǎo)航更是常見的應(yīng)用功能，在室內(nèi)無法依靠GPS的情況下，要完成室內(nèi)航跡的規(guī)劃，IMU就是不可或缺的關(guān)鍵器件。

　　“隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)智能化的發(fā)展，姿態(tài)檢測和協(xié)作控制，航跡規(guī)劃推算等場景都是不可避免的。MEMS傳感器適應(yīng)多場景應(yīng)用，更復(fù)雜的動(dòng)作信號(hào)采集與控制，極致狀況下甚至可以使機(jī)器手臂配上有觸覺感知的夾爪達(dá)到媲美人手的靈活程度。”熊貴林強(qiáng)調(diào)。

　　隨著機(jī)器人的智能化程度不斷提高，其中加載的MEMS傳感器將變得越來越多。據(jù)專家估算，由于機(jī)器人的智能化程度不同，傳感等感知部分約占機(jī)器人總成本的10%到20%。機(jī)器人領(lǐng)域有望繼消費(fèi)電子、汽車之后，成為MEMS傳感器的新興的主要應(yīng)用市場。

　　國外企業(yè)仍占據(jù)國內(nèi)主要市場

　　在國際市場上，MEMS傳感器供應(yīng)商主要有博世集團(tuán)、博通集團(tuán)、意法半導(dǎo)體、德州儀器、惠普、樓氏電子等，其中博世、博通是全球MEMS傳感器市場兩大龍頭企業(yè)，兩者合計(jì)約占全球市場的25%。我國MEMS傳感器市場規(guī)模龐大，但國內(nèi)市場仍以國外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)如歌爾聲學(xué)、漢威電子、金龍機(jī)電、水晶光電等競爭力較弱。

　　MEMS傳感器企業(yè)商業(yè)模式包括垂直整合制造模式(IDM模式)、垂直分工制造模式(Fabless模式)、外購芯片封測模式等，隨著制造技術(shù)和封裝測試技術(shù)的提高，MEMS傳感器行業(yè)內(nèi)企業(yè)將更青睞于Fabless模式。從發(fā)展趨勢來看，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，MEMS傳感器應(yīng)用場景將更加多元化，為順應(yīng)市場消費(fèi)潮流、滿足多方位市場需求，MEMS傳感器市場將向著微型化、集成化、柔性化、精準(zhǔn)化方向升級(jí)。

　　MEMS傳感器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，我國是全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)國，在智能化時(shí)代下，智能家居、智能城市、可穿戴設(shè)備、車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)將為MEMS傳感器行業(yè)發(fā)展帶來廣闊的空間。我國MEMS傳感器行業(yè)起步晚、企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足，因此目前國內(nèi)市場仍由國外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，由此來看，我國MEMS傳感器企業(yè)提升空間較大。

　　國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)迎來了重大發(fā)展機(jī)遇期

　　一、MEMS市場需求旺盛，國產(chǎn)芯片迎來重大機(jī)遇。2021年中國MEMS市場規(guī)模超過900億元，同比增長超過20%，中國已成為全球MEMS產(chǎn)業(yè)最大單一市場，增速遠(yuǎn)高于全球平均水平，展現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢頭。預(yù)計(jì)到2023年中國MEMS市場規(guī)模將超過1200億元，MEMS國產(chǎn)化芯片迎來了重大發(fā)展機(jī)遇。但國內(nèi)MEMS產(chǎn)品的技術(shù)水平與國外相比仍有很大的差距，尤其高端MEMS傳感器普遍受到西方國家制約。

　　二、大而不強(qiáng)，前路漫漫，我輩仍需努力。目前，我國在中高端MEMS市場超過60%的市場份額被國外巨頭占據(jù)，80%的傳感器芯片依賴國外。歐洲、美國、日本等幾乎壟斷了全球“高、精、尖”傳感器市場。時(shí)下芯片領(lǐng)域的國產(chǎn)替代為國內(nèi)半導(dǎo)體廠商帶來了難得的機(jī)遇，但相比國外同行，我國MEMS產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中存在以下幾個(gè)問題：國家戰(zhàn)略層面缺乏足夠重視、關(guān)鍵技術(shù)與核心產(chǎn)品和國際頂尖尚存差距、缺乏有代表性的晶圓制造平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新不夠、高端人才特別是領(lǐng)軍人才匱乏。

　　三、加強(qiáng)我國MEMS產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，提升國產(chǎn)芯片的市場占有率，已是刻不容緩的任務(wù)。萬成東呼吁行業(yè)向上反映實(shí)際存在問題，在國家層面明確MEMS的重要戰(zhàn)略地位，出臺(tái)對(duì)應(yīng)引導(dǎo)政策并加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)布局;建設(shè)國家級(jí)MEMS技術(shù)創(chuàng)新中心、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、晶圓制造代工平臺(tái)、器件測試分析平臺(tái)以及模塊封裝與應(yīng)用平臺(tái);根據(jù)國家重大戰(zhàn)略需求，推動(dòng)發(fā)展全球領(lǐng)先的重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，支持“四基” (核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)) 研究，實(shí)現(xiàn)MEMS產(chǎn)業(yè)從跟跑、并跑到最終領(lǐng)跑;推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，支持MEMS芯片制造龍頭企業(yè)建立企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，與研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)產(chǎn)生互動(dòng)。

　　文章來源： 中國電子報(bào)，新思界網(wǎng)，通信世界