3.1　在汽车行业的应用

微系统发展最快的一个领域是汽车行业。目前，所有的轿车都使用了许多压力传感器和加速度传感器，其中以驾驶员和前排乘客安全气囊的自动膨开功能最为普遍，而其大规模的应用必将不限于发动机燃烧控制和安全气囊。未来5～7年内包括发动机运行管理、ABS、车辆动力学控制、自适应导航、车辆行驶安全系统在内的应用将为MEMS技术提供广阔的市场。2005年汽车传感器的市场达到84.5亿美元。速度和位置传感器、氧传感器、压力传感器、温度传感器等的需求量将更大，MEMS器件在汽车上的用途可能在70种以上。表1-1列出了微系统传感器在汽车关键部位的应用及用途。

表1-1　微系统传感器在汽车关键部位的应用及用途

1.汽车安全气囊

在汽车安全系统中，安全气囊已成为欧洲车辆的标准配置。在中国，该系统在新型车辆中的安装率也已上升到70％。汽车安全气囊使用加速度传感器作为汽车的触觉系统，能够迅速将速度变化反馈给CPU，为汽车提供碰撞检测功能。现在，许多汽车制造商都在额外的安全气囊中使用MEMS传感器，一类用于侧面碰撞气囊，另一类用于翻车时用到的顶部气囊。在安全系统所需的MCU和传感器产品领域，飞思卡尔、英飞凌、ST、飞利浦、瑞萨等半导体厂商都有多样化的产品线，并针对性地推出了自己的汽车安全解决方案。国内美新半导体公司是首家以CMOS IC工艺将MEMS惯性传感器和混合信号单芯片集成在一起的公司，这种技术组合成功地改良了加速度传感器，使其成本更低、系统性能更高、功能更强。在国内市场上气囊用MEMS传感器应用普及得比较快，2006年销售额达60亿元，2007年汽车气囊用MEMS传感器将近达到70亿元的销售额，约占安全气囊市场的65％～70％。

2.发动机电子控制系统

近几年，中国汽车产业发展迅猛，目前已成为全球最大的汽车生产国和销售国。根据2010年中国汽车发展国际论坛报道，2010年前8个月中国生产汽车1091.45万辆，销售945.6万辆，继续领跑全球车市。对于汽车的“心脏”——发动机，随着中国新环保政策的出台，发动机电喷技术的推广和竞争正呈现不断扩大和加剧的态势，几大巨头也纷纷上紧发条。由于技术难度较高，利润丰厚，发动机电子控制系统多由博世、德尔福、西门子、摩托罗拉、瑞萨等国外巨头所垄断。2004年应用与发动机电子控制系统的MEMS传感器销量仅有16.8亿元，2005年随着汽车市场的好转和MEMS传感器的逐渐普及，已经将近有50％的发动机电子控制系统用传感器被MEMS传感器所替代。2007年这个市场的销售额超过300亿人民币。(www.daowen.com)

3.ABS系统

ABS（制动防抱死系统）指车辆在紧急制动时轮胎不会抱死。制动防抱死系统起作用时，车轮与路面的摩擦属滚动摩擦，这会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动，从而提高制动减速度，缩短制动距离，但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。汽车ABS系统是上世纪在汽车安全电子产品方面最重要的发明成果之一，现在全球65％的汽车装了ABS。1999年我国制订的国家强制性标准GB—12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性要求。2005年，国产车辆ABS装车率已经达到了50％。微型车、客车的装车率为20％，即液压制动ABS的需求量达到75万～81万套；而中、重型载货车，大、中型客车ABS的装车率为100％，气制动ABS需求量为35万～45万套。2005年国内ABS销售量为126万套左右。2006年ABS用MEMS传感器销售额达1.2亿元，2007年达1.4亿元。

4.轮胎压力监测

MEMS在汽车上更广泛的应用之一是在轮胎压力监测方面。根据汽车行业分析公司J.D.Power＆Associates估计，截至2007年，轿车中配备1700多万套轮胎压力监测系统。MEMS轮胎压力监测系统由压力传感器、微控制器和RF发送器组成。RF发送器将轮胎压力信息通过仪表板上的读数器传递给驾驶员。目前国内上海通用的别克安装了轮胎压力监测系统，有许多汽车配件商开始代理销售国外的轮胎压力监测系统。在上海、重庆及广东等地有公司开始投入生产并销售轮胎压力监测系统，包括上海泰好电子科技有限公司、佛山市朗杰电子科技有限公司、深圳市瑞电通信电子有限公司等。

5.其他高端应用

在高端汽车方面，例如沃尔沃、奔驰、凯迪拉克等著名汽车厂商，更是大量使用MEMS器件。例如高端汽车的自适应驾驶控制和电子控制悬架系统一般在轮毂和参照点（如后备箱）中要使用三到五个MEMS低重力加速度计（0.5g～12g），甚至在马达减振中也使用MEMS传感器，同时在发动机支架中安装执行器。除此之外，表面微机械陀螺或音叉式陀螺等角速率传感器、硅基压力传感器等高端MEMS传感器也已经用于高端汽车的动力学控制和发动机油监测。不久的将来，随着成本降低，这些MEMS器件将会逐渐应用于低成本、高产量的车型。此外，人们还在考虑在许多新开发的系统中采用微型传感器。价格、可靠性和体积等方面的优势将使微型传感器成为汽车中各种参数测量的首选产品。目前，这些优势已为实践所证实，汽车用微型传感器已受到科研机构及厂商的高度重视，可以预言，未来5～7年其研制、生产与应用将获得高速增长。