追隨“MEMS一哥”博世 回顧傳感器在汽車和手機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展之路

　　每一款智能手機(jī)都具有屏幕自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的功能，可以在風(fēng)景和人像模式之間自由切換;在美國(guó)銷售的每輛新車根據(jù)法律要求都配有安全氣囊。前者滿足用戶在火車上看YouTube的需求;后者在事故中可以挽救用戶的生命。從表面上看，兩者完全是隨機(jī)的、毫無(wú)關(guān)系的例子。但是，安全氣囊和智能手機(jī)具有的共同點(diǎn)超過(guò)大多數(shù)人的想象。

　　這個(gè)故事要從電子學(xué)興起之前說(shuō)起。1923年春天，博世(Bosch)推出了一款警告司機(jī)汽車輪胎漏氣等問(wèn)題的警示鈴。這是一款簡(jiǎn)單而巧妙的設(shè)計(jì)。警示鈴安裝在每個(gè)輪輞的內(nèi)側(cè)，如果輪胎氣壓低，每次輪胎旋轉(zhuǎn)，警示鈴就會(huì)接觸地面而發(fā)出報(bào)警。我們可以把它看作是當(dāng)今胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原始版本。

　　技術(shù)迅速發(fā)展。20世紀(jì)60年代末，博世開(kāi)始制造用于燃油噴射系統(tǒng)的機(jī)械式壓力傳感器，并從70年代開(kāi)始制造用于防污染系統(tǒng)的氧含量(LAMBDA)傳感器。1987年，開(kāi)發(fā)下一代更智能的機(jī)械式傳感器在博世成功立項(xiàng)。

　　當(dāng)時(shí)，出于舒適和安全的考慮，也為了符合北美洲和歐洲等市場(chǎng)對(duì)污染的嚴(yán)苛規(guī)定，全世界汽車制造商都在尋找將越來(lái)越多的電子特性集成至模組中的方式。博世也因此踏上了挑戰(zhàn)之路。

　　微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的第一波大規(guī)模生產(chǎn)要追溯到1995年。當(dāng)時(shí)的傳感器尺寸比今天大得多，主要用于汽車安全和舒適系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)管理軟件的運(yùn)行中也起著重要的作用，之后用于電源驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)，如防抱死系統(tǒng)和電子穩(wěn)定控制。

　　值得一提的是，MEMS傳感器會(huì)告訴車載計(jì)算機(jī)在發(fā)生碰撞時(shí)是否打開(kāi)氣囊。被稱為“博世工藝”的等離子刻蝕技術(shù)的問(wèn)世，使大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。汽車工業(yè)突然(意外地)發(fā)現(xiàn)比櫻桃核的四分之一還小還薄的MEMS器件竟然驅(qū)動(dòng)該行業(yè)成為科技革命的核心。

　　20世紀(jì)90年代，隨著傳感器功能越來(lái)越強(qiáng)大，尺寸越來(lái)更小，市場(chǎng)需求也在增長(zhǎng)。精明的工程師萌發(fā)了將傳感器技術(shù)應(yīng)用到汽車行業(yè)之外領(lǐng)域的想法。一切顯得非常完美：SUV市場(chǎng)繁榮起來(lái)了，傳感器技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷娑极@得了立足點(diǎn)，包括工作、教育和娛樂(lè)。

　　博世的傳感器產(chǎn)品系列包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)和環(huán)境傳感器

　　第二波MEMS傳感器熱潮是在21世紀(jì)后期，雖然汽車仍然使用MEMS傳感器，但在各種各樣的消費(fèi)電子產(chǎn)品中，包括智能手機(jī)和平板電腦，也出現(xiàn)了MEMS傳感器。例如，用于室內(nèi)導(dǎo)航以提供高精確度的數(shù)據(jù)。

　　電影《蜘蛛俠：回家》里的“小蜘蛛無(wú)人機(jī)”配備了博世的慣性測(cè)量單元，電影《星球大戰(zhàn)》里的絕地武士Luke Skywalker的電子光劍使用的是博世的加速度計(jì)，Manus VR手套則采用了博世的磁力計(jì)和傳感器中樞。如今，博世出貨的MEMS傳感器中，有四分之三是面向消費(fèi)電子市場(chǎng)。

　　科技的發(fā)展速度如此之快，以至于下一輪演進(jìn)并未花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)前的傳感器浪潮出現(xiàn)在2005年左右，比起“前輩”，傳感器變得更小更強(qiáng)大，可以被連接在巨大的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，開(kāi)始出現(xiàn)在智能城市設(shè)備(如博世的氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng))、智能手機(jī)、無(wú)人機(jī)等。當(dāng)然，傳感器還繼續(xù)應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，而且在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)還將繼續(xù)存在。

　　博世的創(chuàng)新傳感器技術(shù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Reinhard Neul談到：“在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，我們目前正在開(kāi)發(fā)新的角速率傳感器，結(jié)合額外的慣性傳感器、激光雷達(dá)和衛(wèi)星導(dǎo)航，全面收集車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)。由此，控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)感知車輛和其他道路使用者的位置和運(yùn)動(dòng)，并且可以相應(yīng)地對(duì)這些信息做出反應(yīng)。”

　　據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，目前，博世每天制造的傳感器大約是450萬(wàn)顆，隨著需要連接物體的數(shù)量增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)這個(gè)數(shù)字將繼續(xù)膨脹。從汽車安全氣囊開(kāi)始，發(fā)展如今的智能手機(jī)，MEMS傳感器已經(jīng)走過(guò)很長(zhǎng)的道路，如今在辦公室、衣服口袋、房間的每一個(gè)角落里都有其身影，已成為人類生活中不可或缺的器件之一。