【導(dǎo)讀】MEMS技術(shù)的應(yīng)用，使得掃描LIDAR系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用或駕駛狀況進(jìn)行動(dòng)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(jù)。接下來(lái)，這一技術(shù)理念還可以應(yīng)用于ADAS應(yīng)用，如盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和停車輔助系統(tǒng)。
如今，政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者對(duì)駕駛輔助系統(tǒng)的安全性要求越來(lái)越高。而滿足這些高安全性要求的核心在于傳感器、電子設(shè)備和軟件。最早在2019年，美國(guó)交通運(yùn)輸部下屬的美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NaTIonal Highway Traffic Safety AdministraTIon， NHTSA）將會(huì)把高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems， ADAS）納入新車安全評(píng)價(jià)星級(jí)體系。相比之下，歐洲的安全監(jiān)管部門計(jì)劃將在2018年開始實(shí)施。這類汽車安全評(píng)價(jià)體系將會(huì)推動(dòng)汽車安全技術(shù)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(fèi)者的目標(biāo)還包括更少的交通事故、降低保險(xiǎn)附加費(fèi)以及更好的汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。從機(jī)械系統(tǒng)向軟件與電子設(shè)備相結(jié)合的發(fā)展，也使許多汽車組件供應(yīng)商獲益，尤其是MEMS傳感器，它們能夠在更有限的空間內(nèi)大量使用。
市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IHS Markit預(yù)計(jì)該領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模為28億美元，2015年～2022年期間，汽車應(yīng)用的MEMS市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)6．9％，2022年將增長(zhǎng)至32億美元。
過(guò)去幾年，MEMS傳感器在強(qiáng)制安全系統(tǒng)中獲得了穩(wěn)定的市場(chǎng)，如電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)和胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在2015年期間的新款汽車中已經(jīng)獲得普及。獲益的MEMS供應(yīng)商包括陀螺儀、壓力傳感器、加速度計(jì)以及前排和側(cè)面安全氣囊傳感器等。此外，汽車引擎應(yīng)用的MEMS器件也正在穩(wěn)定增長(zhǎng)，主要來(lái)自于日益增長(zhǎng)的引擎管理和尾氣處理應(yīng)用。據(jù)麥姆斯咨詢消息，這些領(lǐng)域的MEMS出貨量到2019年將達(dá)到13．4億顆，2013年時(shí)這一數(shù)字為10．8億顆。
ADAS中的MEMS應(yīng)用
只需要看一下每年的MEMS和傳感器高峰會(huì)議（MEMS and Sensors ExecuTIve Congress），就可以一窺MEMS在ADAS領(lǐng)域的應(yīng)用情況。例如，在2015年的大會(huì)上，Delphi汽車的執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官Jeff Owens分享了開著裝備Delphi公司的ADAS系統(tǒng)的汽車，進(jìn)行的長(zhǎng)達(dá)3400英里，由大西洋岸橫跨至太平洋岸的自動(dòng)駕駛經(jīng)歷。這段路程歷時(shí)9天，穿越美國(guó)15個(gè)州，運(yùn)用了20個(gè)主動(dòng)安全傳感器外加GPS、導(dǎo)航、視覺(jué)系統(tǒng)和駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整個(gè)過(guò)程中，99％的路程都是全自動(dòng)駕駛狀態(tài)，產(chǎn)生了3T的有價(jià)值數(shù)據(jù)。
未來(lái)的汽車將為包含多種MEMS器件，為MEMS產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)鏈帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
在2016年的MEMS和傳感器高峰會(huì)議上，Jari Honkanen談到了MicroVision公司利用抬頭顯示設(shè)備（HUD）將重要信息投影到汽車前風(fēng)擋玻璃上的汽車技術(shù)。用這種技術(shù)，駕駛者在看重要信息時(shí)，視線可以無(wú)需再離開路面。Honkanen還演示了MicroVision公司的激光束掃描技術(shù)、近紅外激光器和紅外探測(cè)器，是如何應(yīng)用到基于MEMS技術(shù)的掃描LIDAR（激光雷達(dá)）系統(tǒng)的。
應(yīng)用MicroVision公司PicoP顯示技術(shù)的汽車抬頭顯示
MEMS技術(shù)的應(yīng)用，使得掃描LIDAR系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用或駕駛狀況進(jìn)行動(dòng)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(jù)。接下來(lái)，這一技術(shù)理念還可以應(yīng)用于ADAS應(yīng)用，如盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和停車輔助系統(tǒng)。
ADAS中的抬頭顯示系統(tǒng)對(duì)MEMS技術(shù)的應(yīng)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(shí)時(shí)警示。
當(dāng)被問(wèn)到MEMS將在未來(lái)汽車中扮演什么角色時(shí)，IHS Markit公司MEMS和傳感器事業(yè)部總監(jiān)兼高級(jí)首席分析師Jérémie Bouchaud預(yù)言，它將會(huì)是“綠色、安全且有趣的”。此外，汽車將會(huì)采用電力驅(qū)動(dòng)，高度依賴傳感器進(jìn)行自動(dòng)巡航，他補(bǔ)充道。
“當(dāng)組件隨著新的電氣架構(gòu)而改變，電氣化的汽車將會(huì)相應(yīng)的依賴傳感器。更先進(jìn)的人機(jī)界面將擁有抬頭顯示支持的虛擬現(xiàn)實(shí)和降噪功能，也將使MEMS制造商獲益。”Bouchaud進(jìn)一步解釋。
未來(lái)
汽車應(yīng)用領(lǐng)域的安全和安防需求不會(huì)降低，對(duì)這些應(yīng)用的持續(xù)追求將繼續(xù)推動(dòng)汽車MEMS傳感器的需求增長(zhǎng)。汽車MEMS傳感器應(yīng)用的最大受益者將會(huì)是電子組件、部件制造商，當(dāng)然，也包括終端用戶。
汽車領(lǐng)域的MEMS傳感器市場(chǎng)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(dǎo)航、攝像頭穩(wěn)定系統(tǒng)、車內(nèi)麥克風(fēng)、胎壓監(jiān)測(cè)、汽車引擎管理系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、座椅監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、周邊壓力傳感器和機(jī)油壓力傳感等。
