【導讀】MEMS技術的應用,使得掃描LIDAR系統(tǒng)可以根據應用或駕駛狀況進行動態(tài)改變。它具有很高的水平和垂直分辨率,相比之前的LIDAR系統(tǒng),它還能低速高分辨率或高速低分辨率的捕獲環(huán)境數(shù)據。接下來,這一技術理念還可以應用于ADAS應用,如盲點監(jiān)測和停車輔助系統(tǒng)。
如今,政府、監(jiān)管機構以及消費者對駕駛輔助系統(tǒng)的安全性要求越來越高。而滿足這些高安全性要求的核心在于傳感器、電子設備和軟件。最早在2019年,美國交通運輸部下屬的美國國家公路交通安全管理局(NaTIonal Highway Traffic Safety AdministraTIon, NHTSA)將會把高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)納入新車安全評價星級體系。相比之下,歐洲的安全監(jiān)管部門計劃將在2018年開始實施。這類汽車安全評價體系將會推動汽車安全技術快速向前發(fā)展。
這不僅僅是為了更安全或輕松地駕駛汽車。政府和消費者的目標還包括更少的交通事故、降低保險附加費以及更好的汽車燃油經濟性。從機械系統(tǒng)向軟件與電子設備相結合的發(fā)展,也使許多汽車組件供應商獲益,尤其是MEMS傳感器,它們能夠在更有限的空間內大量使用。
市場研究機構IHS Markit預計該領域市場規(guī)模為28億美元,2015年~2022年期間,汽車應用的MEMS市場的復合年增長率將達6.9%,2022年將增長至32億美元。
過去幾年,MEMS傳感器在強制安全系統(tǒng)中獲得了穩(wěn)定的市場,如電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)和胎壓監(jiān)測系統(tǒng),這些系統(tǒng)在2015年期間的新款汽車中已經獲得普及。獲益的MEMS供應商包括陀螺儀、壓力傳感器、加速度計以及前排和側面安全氣囊傳感器等。此外,汽車引擎應用的MEMS器件也正在穩(wěn)定增長,主要來自于日益增長的引擎管理和尾氣處理應用。據麥姆斯咨詢消息,這些領域的MEMS出貨量到2019年將達到13.4億顆,2013年時這一數(shù)字為10.8億顆。
ADAS中的MEMS應用
只需要看一下每年的MEMS和傳感器高峰會議(MEMS and Sensors ExecuTIve Congress),就可以一窺MEMS在ADAS領域的應用情況。例如,在2015年的大會上,Delphi汽車的執(zhí)行副總裁兼首席技術官Jeff Owens分享了開著裝備Delphi公司的ADAS系統(tǒng)的汽車,進行的長達3400英里,由大西洋岸橫跨至太平洋岸的自動駕駛經歷。這段路程歷時9天,穿越美國15個州,運用了20個主動安全傳感器外加GPS、導航、視覺系統(tǒng)和駕駛員狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。整個過程中,99%的路程都是全自動駕駛狀態(tài),產生了3T的有價值數(shù)據。
未來的汽車將為包含多種MEMS器件,為MEMS產業(yè)和供應鏈帶來了機遇和挑戰(zhàn)。
在2016年的MEMS和傳感器高峰會議上,Jari Honkanen談到了MicroVision公司利用抬頭顯示設備(HUD)將重要信息投影到汽車前風擋玻璃上的汽車技術。用這種技術,駕駛者在看重要信息時,視線可以無需再離開路面。Honkanen還演示了MicroVision公司的激光束掃描技術、近紅外激光器和紅外探測器,是如何應用到基于MEMS技術的掃描LIDAR(激光雷達)系統(tǒng)的。
應用MicroVision公司PicoP顯示技術的汽車抬頭顯示
MEMS技術的應用,使得掃描LIDAR系統(tǒng)可以根據應用或駕駛狀況進行動態(tài)改變。它具有很高的水平和垂直分辨率,相比之前的LIDAR系統(tǒng),它還能低速高分辨率或高速低分辨率的捕獲環(huán)境數(shù)據。接下來,這一技術理念還可以應用于ADAS應用,如盲點監(jiān)測和停車輔助系統(tǒng)。
ADAS中的抬頭顯示系統(tǒng)對MEMS技術的應用,可以幫助駕駛者降低或消除分心狀況,提高安全性。它還能用于顯示重要信息和實時警示。
當被問到MEMS將在未來汽車中扮演什么角色時,IHS Markit公司MEMS和傳感器事業(yè)部總監(jiān)兼高級首席分析師Jérémie Bouchaud預言,它將會是“綠色、安全且有趣的”。此外,汽車將會采用電力驅動,高度依賴傳感器進行自動巡航,他補充道。
“當組件隨著新的電氣架構而改變,電氣化的汽車將會相應的依賴傳感器。更先進的人機界面將擁有抬頭顯示支持的虛擬現(xiàn)實和降噪功能,也將使MEMS制造商獲益。”Bouchaud進一步解釋。
未來
汽車應用領域的安全和安防需求不會降低,對這些應用的持續(xù)追求將繼續(xù)推動汽車MEMS傳感器的需求增長。汽車MEMS傳感器應用的最大受益者將會是電子組件、部件制造商,當然,也包括終端用戶。
汽車領域的MEMS傳感器市場不僅包括ADAS,還包括電子穩(wěn)定控制、電子控制單元、制熱和暖通系統(tǒng)、安全和安防、車載導航、攝像頭穩(wěn)定系統(tǒng)、車內麥克風、胎壓監(jiān)測、汽車引擎管理系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、座椅監(jiān)測系統(tǒng)、周邊壓力傳感器和機油壓力傳感等。