全面解析 MEMS 传感器
微机电系统 - 小体积，大影响
基于微机电系统（MEMS）的传感方案虽比针尖更小，却奠定了现代生活基石，更将塑造未来生活图景。博世是全球汽车与消费电子行业 MEMS 传感器领域的顶尖供应商之一。Bosch Sensortec 致力于为智能手机、可穿戴设备、可听设备等消费电子领域提供前沿传感解决方案。深入了解 MEMS 传感器。
什么是 MEMS 传感器？
MEMS 传感器是一种微型微机电系统，能够检测机械、磁性乃至化学变化，并将其转化为电学信号。根据不同的结构设计，MEMS 传感器可以测量压力、运动、加速度、温度甚至气体成分。这类传感器在消费电子设备中发挥着关键作用，例如智能手机中的图像稳定与屏幕方向调节功能，可穿戴设备和智能耳机的定位与运动健康追踪功能，以及智能家居应用中的空气质量监测功能。MEMS 传感器因其体积小、功耗低及精度高等优势而备受青睐。
MEMS 传感器有哪些应用领域？
MEMS 传感器广泛应用于多元化行业及诸多应用领域。在消费电子设备中，MEMS 传感器广泛应用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备、可听设备、笔记本电脑、无人机、机器人、智能家居，以及游戏和 AR/VR 应用领域。这类微型传感器能够实现关键功能，例如显著降低智能手机或平板电脑的功耗。在智能手表中，它们能够识别静止、步行、跑步、骑行、游泳等多样化运动状态。集成于可听设备中的 MEMS 传感器，通过检测设备表面的触摸和敲击动作，在实现无缝设备控制方面发挥着关键作用。以上仅为部分示例 - MEMS传感器在消费电子设备中的应用潜力远不止于此。除消费电子设备外，MEMS 传感器更可赋能汽车工业、医疗科技等多元化领域。
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传感解决方案存在于你每天手持的设备中，例如智能手机，它们在这些设备中实现了诸如图像防抖或电源管理等多种功能。 -
可听设备中的 MEMS 传感器可赋能电源管理、多点敲击识别乃至头部追踪等多样化功能，助力实现沉浸式 3D 音效体验。最新一代 MEMS 传感器赋能先进语音处理与语音活动检测功能。 -
凭借自主学习和个性化功能，MEMS 传感器在可穿戴设备中实现了健身活动学习、位置追踪和动作识别等多种设备功能。 -
借助 MEMS 传感器，AR/VR 头显设备通过实时动作捕捉、动态头部追踪及消除画面偏移等技术，为用户带来真实沉浸式体验。 -
笔记本电脑及平板中的 MEMS 传感器可采集设备运动状态与朝向等环境数据，并基于此实现屏幕方向自动调整等诸多功能。此外，其还能检测自由坠落事件，从而为数据保护提供支持并辅助保修责任判定。 -
我们的传感解决方案亦应用于机器人或无人机领域。它们能稳定无人机的飞行高度，并实现姿态和飞行控制。扫地机器人可精准识别设定区域边界，并通过构建空间地图动态规划清洁路径，实现智能高效清洁。 -
应用于游戏及电视场景的 MEMS 传感器，通过实时动作捕捉与精准导航技术，包括运动控制、方向感应、平衡调节及手势识别，赋能沉浸式娱乐体验升级。 -
智能家居应用中的小助手可以测量空气质量和湿度。此外，其还可实现自动唤醒与休眠模式，从而显著延长设备续航时间。
MEMS 传感器由什么构成？
MEMS 传感器是电子与机械硬件的融合体。查看 MEMS 传感器内部可见其核心组件，封装于半导体外壳（如LGA）内的 MEMS 元件，以及与评估电路，即专用集成电路（ASIC），共同构成的集成系统。深入观察 MEMS 元件内部可以发现，最小型 MEMS 传感器的某些组件尺寸仅有四微米 – 比人类发丝直径还要细微。
4 微米
在微型化的 MEMS 传感器内部，可对其精密构件进行精确测量。它比蚂蚁的腿小十倍。
MEMS 传感器如何运行？
MEMS 传感器将物理或环境激励转换为电信号，随后该信号可被测量或分析。该功能通过将微型机械结构与电子电路集成于单一芯片得以实现。以加速度传感器为例，其由一组呈梳齿状互锁的微型弹簧构成，这些弹簧附着于硅芯片。当运动状态发生变化时，梳齿结构会彼此产生相对位移。梳齿间距变化导致电压改变。该变化被测量并转换为电信号，随后由传感器传输。
博世 MEMS 传感器是如何演变的？
博世对 MEMS 传感器发展的影响超过其他任何公司。作为 MEMS 解决方案的先驱，博世于1994年开发了 MEMS 技术背后的制造工艺，该工艺至今仍是当今传感器生产流程的基础。此后，我们在传感解决方案领域的技术专长和应用知识持续拓展。借助人工智能，传感解决方案正变得更智能、更精准且更微型，从而优化集成至终端应用。
博世 MEMS 传感器在哪里生产？
1995年，博世启动的大规模生产为这项现代技术奠定了基础。博世是汽车与消费电子行业中 MEMS 传感器的先驱及全球领先供应商。博世100%在内部设计与制造 MEMS 传感器。所有 MEMS 传感器均在德国罗伊特林根与德累斯顿生产制造。MEMS 传感器制造工艺耗时三个多月，涉及数百道工序。这些微型传感器在严苛的无尘室条件下制造，因为即使是最微小的空气悬浮颗粒也会干扰精密传感器生产。每立方英尺空气，约30升中，重量为半微克的颗粒物含量不得超过一个。我们100%自主的 MEMS 传感器生产使我们能够遵循高质量与可持续性的严格标准。
博世每天生产超过四百万个 MEMS 传感器，
用于出行解决方案及消费电子产品。
