博世感測器在汽車和手機領域的發展歷史回顧
從汽車安全氣囊開始,發展如今的智能手機,MEMS感測器走過很長的路,已成為人類生活中不可缺少的器件之一。作為感測器行業的世界知名廠商,目前,博世(Bosch)每天製造的感測器大約是450萬顆。下面,我們來簡單回顧一下這家老牌廠商,在汽車和手機MEMS感測器領域走過的發展道路。
MEMS感測器技術,資料圖
1923年春天,博世公司推出了一款警告司機汽車輪胎漏氣等問題的警示鈴。這是一款簡單而巧妙的設計。警示鈴安裝在每個輪輞的內側,如果輪胎氣壓低,每次輪胎旋轉,警示鈴就會接觸地面而發出報警。這基本上可以看作是當今胎壓監測系統的原始版本。
20世紀60年代末,博世開始製造用於燃油噴射系統的機械式壓力感測器,並從70年代開始製造用於防污染系統的氧含量(LAMBDA)感測器。1987年,開發下一代更智能的機械式感測器在博世成功立項。
當時,出於舒適和安全的考慮,也為了符合北美洲和歐洲等市場對污染的嚴苛規定,包括博世在內的全世界汽車製造商,都在尋找將越來越多的電子特性集成至模組中的方式。
博世的感測器產品系列包括加速度計、陀螺儀、磁力計和環境感測器。資料圖
第一波MEMS感測器熱潮
微機電系統(MEMS)的第一波大規模生產要追溯到1995年。當時的感測器尺寸比今天大得多,主要用於汽車安全和舒適系統,在發動機管理軟體的運行中也起著重要的作用,之後用於電源驅動輔助系統,如防抱死系統和電子穩定控制。
值得一提的是,MEMS感測器會告訴車載計算機在發生碰撞時是否打開氣囊。被稱為「博世工藝」的等離子刻蝕技術的問世,使大規模生產成為可能。汽車工業突然發現比櫻桃核的四分之一還小還薄的MEMS器件,竟然驅動該行業成為科技革命的核心。
20世紀90年代,隨著感測器功能越來越強大,尺寸越來更小,市場需求也在增長。精明的工程師萌發了將感測器技術應用到汽車行業之外領域的想法。一切顯得非常完美:SUV市場繁榮起來了,感測器技術被運用在了我們日常生活的方方面面。
消費電子應用中的MEMS感測器,資料圖
第二波MEMS感測器熱潮
第二波MEMS感測器熱潮是在如今的21世紀初,雖然汽車仍然使用MEMS感測器,但在各種各樣的消費電子產品中,包括智能手機和平板電腦,也出現了MEMS感測器。例如,用於室內導航以提供高精確度的數據。
電影《蜘蛛俠:回家》里的「小蜘蛛無人機」配備了博世的慣性測量單元,電影《星球大戰》里的絕地武士Luke Skywalker的電子光劍使用的是博世的加速度感測器,Manus VR手套則採用了博世的磁力計和感測器中樞。如今,博世出貨的MEMS感測器中,有四分之三是面向消費電子市場。
如今,感測器變得更小更強大,可被連接在巨大的物聯網網路設備中,開始出現在智能城市設備、智能手機、無人機等。當然,感測器還繼續應用在汽車領域,而且在可預見的未來還將繼續存在。
博世正開發自動駕駛用的角速率感測器
博世的創新感測器技術項目負責人Reinhard Neul稱,在自動駕駛領域,博世目前正在開發新的角速率感測器,結合額外的慣性感測器、激光雷達和衛星導航,全面收集車輛的相關數據。由此,控制系統能實時感知車輛和其他道路使用者的位置和運動,並且能夠相應地對這些信息做出反應。
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