磁傳感技術(shù)市場及應(yīng)用

作者/ 王金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：國內(nèi)磁傳感器廠商主要在做四種磁傳感器，即霍爾效應(yīng)、AMR、GMR和TMR。這四種產(chǎn)品主要分成消費類、車載以及工業(yè)和能源三個大的市場。本文根據(jù)“中國(上海)國際傳感器技術(shù)與應(yīng)用研討會”之“磁傳感技術(shù)及應(yīng)用”研討會的相關(guān)報告，介紹了磁傳感器的市場發(fā)展?fàn)顩r，并介紹了新一代傳感器的特性及要求。

磁傳感器的四種產(chǎn)品和三大市場

　　目前，國內(nèi)磁傳感器廠商主要在做四種磁傳感器，即霍爾效應(yīng)、AMR、GMR和TMR。矽?？萍嫉难邪l(fā)副總監(jiān)鄒總介紹稱。對于常用的這四種產(chǎn)品，在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈中比較成熟，這四種產(chǎn)品主要分為三個大的市場，第一個市場是消費類市場，這是比較大的市場，主要在智能機升級后的指南針的應(yīng)用，比如在攝像頭中的應(yīng)用，另外在白色家電，還有數(shù)碼相機里面都有產(chǎn)品;另一個較大的市場是車載，車載里面主要有三大類，第一類是關(guān)于磁的位置，另外還有用來檢測速度的磁傳感器，第三個是用來檢測電流的磁傳感器;工業(yè)和能源是另外一個市場。消費類磁傳感器市場在2010年到2012年有比較大的增長，它的銷售額呈現(xiàn)縮小的態(tài)勢，工業(yè)和能源比較平穩(wěn)。對于磁工藝鏈，首先要生產(chǎn)圓片，另外，相應(yīng)的工藝和普通工藝不一樣，霍爾效應(yīng)、AMR、GMR和TMR四種傳感器的架構(gòu)不一樣，每一種架構(gòu)和工廠工藝需要磨合，除此以外，系統(tǒng)解決方案也是很重要的一方面。

　　據(jù)2014年IHS對廠商的統(tǒng)計，前10家都是IDM(整合元件制造商)，他們的特點也是長期的投資，我們很少看到代工廠可以做，現(xiàn)在只有臺積電和華虹。它的芯片情況決定了它的工藝鏈問題。需要特定的設(shè)備和特定的工藝，也需要長期大量的投資，這也決定了不同的磁傳感器廠商采取的策略是完全不一樣的。QST很清醒地認識到，在目前的狀態(tài)下需要更高效存活的方式，現(xiàn)在走的是虛擬AMR方式，部分生產(chǎn)設(shè)備委托第三方，自己開發(fā)特有的工藝，這樣成本的分攤會很有效。

　　國內(nèi)的磁傳感器發(fā)展的狀況可以分為四個部分，第一是芯片面積隨著時間的推移，從1.6mm×1.6mm到如今有的廠商已經(jīng)推出了1.2mm×1.8mm的產(chǎn)品，芯片的面積已經(jīng)縮小了1倍;第二是在國內(nèi)的銷量也有巨大增長，2012年量較小，預(yù)計2018年，國內(nèi)的銷量相對于2012年將有巨大增長;第三是關(guān)于手機的搭載率，國外市場和國內(nèi)市場完全不一樣，蘋果從iPhone3已經(jīng)開始搭載地磁傳感器了，國內(nèi)一部分手機還沒有搭載地磁傳感器，這兩年隨著本土品牌逐漸受到重視，地磁傳感器搭載率會越來越高，預(yù)計到2018年搭載率將會達到70%左右。由于這是成熟的市場，量上來了，品牌價格將會往下走，價格競爭是比較殘酷的，在這種狀態(tài)下，國內(nèi)的磁傳感器公司將會有比較大的機遇，來源將會是幾個方面。第一是我國半導(dǎo)體自主發(fā)展持續(xù)的投入，包括這兩年國內(nèi)的磁傳感器廠商發(fā)展也與此相關(guān);另外，更重要的是市場設(shè)計和市場應(yīng)用在往中國走，國內(nèi)的生產(chǎn)廠商后端越來越緊密;第三就是國內(nèi)具備了完整的磁傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈，從芯片生產(chǎn)到后期的封裝都已經(jīng)可以在國內(nèi)完成;第四是國內(nèi)的磁傳感器的水平也在逐步提高，逐漸被國內(nèi)的廠商接受。再有就是國內(nèi)的廠商有本土的優(yōu)勢，更接近市場和需求，能夠更快響應(yīng)市場需要。

新一代傳感器的特性

　　在性質(zhì)上，新一代傳感器的要求和舊一代都有很顯著的差別。愛盛科技傳感器研發(fā)資深經(jīng)理袁輔德介紹道。首先是磁質(zhì)導(dǎo)致了偏移量，之所以需要校正，是因為產(chǎn)生了原來沒有的偏移量，讓原來的原點位移了一個向量，位移到很遠的時候，發(fā)現(xiàn)羅盤轉(zhuǎn)不了一圈了。這已經(jīng)不是失準(zhǔn)的問題，如果一個產(chǎn)品產(chǎn)生了大的誤差或者出現(xiàn)小毛病，最低的要求是不要被人發(fā)現(xiàn)，但是當(dāng)羅盤已經(jīng)不能轉(zhuǎn)一圈時，任何人都能發(fā)現(xiàn)，這是偏移量會造成的結(jié)果。偏移量來自于不同地方，從系統(tǒng)端過來，因為有電容和偏電阻，這兩個器件帶磁性，所以這兩個器件被磁化后，羅盤也會受到影響，如果沒有系統(tǒng)前提下，本身有額外干擾，這是另外一個關(guān)鍵點，一般對于這種情況的校正方式就是畫靶。例如，飛機、火車遇到磁干擾，重點是不知道有沒有干擾，怎么校正?？梢娛謾C和無人機對磁感要求不一樣。另外，在VR應(yīng)用上，解析度和感度則是很重要的指標(biāo)。

　　對于新一代的磁傳感器，非常低的磁質(zhì)是至關(guān)重要的，因為在越來越多的應(yīng)用上用的東西離使用者越來越遠，比如無人機離人越來越遠，遠距離當(dāng)然不適合所謂的校正，所以元件本身抗磁振能力是新的要求。第二個校正，也許VR更重要，無人機上也非常重視，有的廠商的無人機在使用之前比較嚴(yán)謹，他們希望校正，我們不能期望每個人的校正都很漂亮，所以必須把校正做到非常簡化，甚至不靠演算法，是大同小異，但是怎么采進來的?所以這是非常的重要的環(huán)節(jié)，在玩游戲的時，目標(biāo)在虛擬遠方的時候，有效夾角非常窄，所以性能好一點。還有就是無人機校正的難度遠遠大于手機，因為在飛的時候，如果在太陽下面電磁發(fā)熱，放在密閉的機殼儲存的時候，溫度落差在極端天氣下超出100℃，所以這個部分是重點。(注：本文根據(jù)“磁傳感技術(shù)及應(yīng)用”研討會的部分速記整理改編，未經(jīng)講演者確認。該會議于2016年9月12日在上海舉行，是“中國(上海)國際傳感器技術(shù)與應(yīng)用展覽會(Sensor China)”活動的一部分。)

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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第10期第17頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。