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压缩空气作为工业生产中的三大动力之一，是仅次于电力的第二大动力能源，工业生产中所谓的“水电气”即包括压缩空气。目前，我国80%以上的规模工厂都配置有压缩空气动力，而空气压缩机（空压机）作为压缩空气的主要生产设备，是工业现代化、自动化的基础动力产品，是工业活动中必不可少的设备之一。 数据来源：贝哲斯 据行业研究机构贝哲斯咨询公布数据显示，2024年全球空压机市场规模已达380亿美元，预计到2029年，全球空压机市场规模将增至580亿美元，市场前景持续向好。而气压传感器作为空压机系统中的“神经末梢”，肩负着压力监测、能效优化、故障预警等关键职责，是提升空压机功效的“得力助手”之一。 “双碳”推动，空压机迎来“能效革命” 在国家稳经济以及“碳达峰、碳中和”的大背景下，空压机行业作为战略性新兴产业，正面临全新发展格局。 一方面，政府陆续出台强制性政策，明确要求企业提升空压机能源利用效率。在此影响下，企业对空压机设备的能效标准日益重视，在采购和更新设备时，会优先考量高能效产品。 一种典型的双螺杆式空气压缩机-简示图 另一方面，这些规定也有效激发了存量市场中空压机的节能替换需求。大量企业为响应政策、降低能耗成本，纷纷着手将老旧、低效的空压机更换为节能型设备，这一趋势直接推动了空压机市场的持续繁荣。 在国家强制标准GB 19153-2019《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》中，规定了空压机能效等级分为1级、2级和3级。其中1级能效为国际先进水平，产品耗能最低，最为节能；2级能效为优于行业平均水平，产品耗能较低，较为节能；3级能效为行业平均水平，产品耗能较高，但基本符合国家对节能的最低要求。 *GB 19153-2019 容积式空气压缩机能效限定值及能效等级（部分） 以额定功率为2.2kW，额定排气压力为1MPa的1级能效空压机（机组比功率为10.5kW/（m3/min））与2级能效空压机（机组比功率为11.65kW/（m3/min））进行对比，即可根据公式 “排气量 = 功率 ÷ 机组比功率”算出排气量。 · 1级能效空压机的排气量为，2.2÷10.5≈0.21m3/min · 2级能效空压机的排气量为，2.2÷11.6≈0.19m3/min 由此可见，在相同运行时间下，1级能效空压机与2级能效空压机的耗电量及电费相同，但由于机组比功率不同，1级能效空压机的排气量更大，能以相同的功率提供更多的压缩空气，更加节能高效。 国家发改委曾在《关于统筹节能降碳和回收利用、加快重点领域产品设备更新改造的指导意见》中指出，要加快重点领域产品设备更新改造，推动地方和有关行业企业实施产品设备更新改造，鼓励更新改造后达到能效节能水平（能效2级），并力争达到能效先进水平（能效1级）。 气压传感器，助力空压机功效升级 在空压机系统中，气压传感器通常安装在进气口、排气口、储气罐、压缩腔、冷却系统与润滑系统等位置，用以监测系统中各节点的压力值，从而确保气压稳定输出，提升系统的稳定性与安全性。 空气压缩机工作原理简示图 在压力监测方面，气压传感器通过提供超高精度的测量参数，可辅助空压机精准地控制空气压缩效率，提升功效，从而确保空压机稳定工作，以避免过载或欠载现象。 在故障预警方面，通过气压传感器所传出的数据异常波动，使用者可精准判断系统中的过滤器堵塞、密封圈失效等故障，从而降低停机风险。 此外，气压传感器还可接入物联网无线组网系统，实现对空压机设备压力状态的实时监测与远程控制。 例如，华普微自主研发的HPS700A就是一款高精度MEMS数字压力传感器，可应用于额定排气压力≤1MPa的空压机设备中。HPS700A支持数字I²C接口，可准确地输出测量数据。传感器的压力和温度输出均由高分辨率24位ADC进行数字化。 HPS700A高精度数字压力传感器 功能框图 HPS700A的压力测量精度可达±2kPa，支持-40℃~85℃宽温工作，量程为0~1600kPa。HPS700A出厂前已进行数据标定和温度补偿，可以节省外部MCU的工作量。HPS700A芯片采用8-PIN LGA贴片封装，并且符合 RoHS 标准。 展望未来，在“双碳”目标与工业4.0的双重驱动下，气压传感器正从幕后走向台前，成为空压机价值跃迁的关键使能部件。而物联网技术的普及将使其更加智能化，可实现远程的实时监控与数据分析，为各行业的生产、管理和决策提供更加丰富、准确的数据支持，带来更多的便利和创新。

从智能音箱的语音唤醒到TWS耳机的降噪革命，MEMS硅麦传感器已成为消费电子与物联网的核心组件。面对庞大市场，技术壁垒高企的MEMS硅麦领域长期被国际巨头垄断。华芯邦作为国内首家实现全自主MEMS-IDM模式的企业，以独创的“晶圆级封装+AI声学算法”技术打破行业格局。本文深度解析全球十大MEMS硅麦厂家竞争力，并揭秘华芯邦如何通过三大技术突破改写国产传感器产业版图。 一、MEMS硅麦技术全景：从声学原理到产业痛点 1. MEMS硅麦传感器四大核心指标 - 信噪比（SNR）：消费级＞64dB，车规级＞70dB - 灵敏度公差：±1dB的高精度产线控制能力 - 指向性：全向/单向/阵列波束成形技术差异 - 功耗：语音唤醒模式下＜100μA成TWS耳机刚需 2. 行业四大技术挑战 - 晶圆键合良率：国际大厂＞95%，国产平均仅82% - RF抗干扰能力：5G/WiFi 6E共存场景误触发率＜0.1% - 极端环境稳定性：-40℃~85℃温漂补偿算法 - 微型化极限：谷歌Pixel Buds已采用2.3×1.6mm封装 二、2024全球MEMS硅麦传感器十大生产厂家综合排名 Knowles（楼氏）、TDK InvenSense、STMicroelectronics、华芯邦、Goertek（歌尔）、BSE、AAC（瑞声）、敏芯微电子、Infineon、芯奥微； 关键洞察： - 前三大厂商垄断65%高端市场，但国产替代空间巨大 - 华芯邦进入前五的中国本土品牌 - 新能源汽车舱内语音交互催生车规级MEMS新赛道 三、华芯邦三大技术突围路径 1. 晶圆级封装（WLP）革命 - 技术突破：采用TSV硅通孔技术，将传统4层封装简化为单层结构 - 成效对比：封装尺寸缩小40%，量产成本降低25% 2. 智能声学算法集成 - 创新方案：内置深度学习降噪引擎（DNN-ENC），支持30种环境噪声识别 - 实测数据：在90dB背景噪声下，语音识别准确率提升至92% 3. 垂直整合制造体系 - 8英寸MEMS专用产线：月产能突破300万颗，良率稳定在93% - 车规级实验室：通过ISO/TS 16949认证，可模拟-50℃极寒测试 四、未来趋势：MEMS硅麦技术演进方向 1. 多物理场融合传感 - 华芯邦研发中的“声-温-压”三合一传感器，可同步检测设备异响与过热 2. 自供电技术突破 - 压电能量收集方案实现免电池语音唤醒，已通过实验室验证 3. 量子声学材料应用 - 石墨烯振膜将灵敏度提升至-42dBV/Pa，计划2025年量产 在MEMS硅麦的竞技场上，华芯邦以“IDM模式+算法融合”构建护城河，专业FAE团队定制解决方案！ 文章转发自：https://www.hotchip.com.cn/memsgmcgqsdsccj/

在现代科技的驱动下，MEMS传感器成为许多行业中不可或缺的关键技术。但值得注意的是，对于我们国家来说，MEMS水平甚至还不如芯片，也是一个相对落后的行业。华为就因为5G MEMS射频滤波器被卡脖子（笔者从华为官网了解到，其CPU配置的是高通骁龙8+ 4G，仅支持联通 4G+/4G/3G/2G，移动/电信 4G+/4G/2G，广电 4G+/4G），导致华为最新旗舰手机P60系列仍然无法支持5G。 不过让我们欣慰的是，尽管中国MEMS中高端产品和技术遭遇到一些困难，国内也有一些以MEMS器件国产化为使命的企业正不断涌现出来，位于苏州工业园区的知芯传感就是其中一家。作为国内领先的压力传感解决方案提供商，知芯传感致力于为客户提供高精度、稳定性和可靠性的MEMS传感器，助力类似华为这样的下游中高端客户造就属于未来的高科技产品。 一、MEMS压力传感器优势独特 首先我们要了解，为什么MEMS传感器那么重要呢？打个比方吧，相较于传统的传感器，MEMS传感器就是飞机中的超级战斗机，它们具有独特的优势。我们以常见的MEMS压力传感器为例：根据《中国MEMS传感器行业现状深度调研与投资趋势研究报告》，MEMS压力传感器的市场份额在MEMS传感器行业中占比高达19.2%，广泛应用于汽车、航空航天、工业控制、消费电子和医疗保健领域。其特点这里汇总如下： 高精度：MEMS压力传感器采用先进的微机电系统技术，具有卓越的精确度，它们能够实时测量和反馈微小的压力变化，提供准确的压力数据。 稳定性：MEMS压力传感器具有出色的稳定性，能够在长时间使用过程中保持一致的性能，这种稳定性使其成为可靠的解决方案，适用于各种应用场景。 小尺寸：MEMS技术的应用使得知芯传感的压力传感器体积小巧，适用于空间受限的应用环境。这使得它们可以集成到各种设备和系统中，提供更灵活的安装和布局选项。 快速响应：知芯传感的MEMS压力传感器具有快速的响应时间，能够迅速捕捉到压力变化，并及时反馈给系统。这对于需要实时监测和控制压力的应用非常重要。 低功耗：由于器件小、响应快，MEMS压力传感器具备明显的低功耗特征，使其能够在电池供电或节能环境下运行，这不仅延长了设备的使用时间，还降低了能源消耗。 高可靠性：知芯传感具备自己的封装、标定产线，出品的MEMS压力传感器经过严格的质量控制和可靠性测试，具有较高的可靠性和耐用性，它们能够在恶劣的环境条件下工作，并保持长期稳定的性能。 二、践行MEMS器件国产化 正是因为MEMS传感器具有上述独特的优势，所以MEMS器件的国产化对我们来说非常重要，关键技术是需要我们自己去掌握的。经过一个多月的实地调研、考察，国纳科技酱了解到，为了践行MEMS器件国产化这一誓言，知芯传感在以下方面做出了自己的一些努力： 1、解决压力测量的关键挑战 在医疗、汽车、工业自动化等行业中，准确测量和控制压力对于产品性能和操作安全至关重要。然而，传统的压力传感技术存在着一些限制，如精度不高、尺寸笨重等。知芯传感的MEMS压力传感器应运而生，以其卓越的性能解决了这些挑战，产品性能可以挑战国内同类产品。 2、卓越性能与创新技术的结合 知芯传感的MEMS压力传感器采用先进的微机电系统技术，将创新与卓越性能相结合。这些传感器具有高精度、出色的稳定性和快速响应的特点，能够在各种复杂环境下可靠运行。此外，它们还具有小尺寸、低功耗和长寿命等优势，为下游客户带来了更多的便利和灵活性。与国内一些同行相比，知芯传感在芯片设计、晶圆流片、封装测试和模组集成等关键节点，都具有自己的独到优势，有明显的护城河效应。 3、驱动汽车工业进步 在汽车制造业中，MEMS压力传感器发挥着重要作用。知芯传感的压力传感器可应用于摩托车三合一传感器、TMAP进气压力、EGR-TMAP废气再循环压力检测、ECU/VCU大气压力检测、VBS真空刹车助力、BPS电池包热失控检测、座椅气囊压力检测、碳罐脱附压力检测等关键部件，实现对压力变化的精确监测和控制。这不仅提高了汽车的燃油效率和安全性，还为驾驶员提供了更好的驾驶体验。 4、助力医疗行业实现创新 在医疗设备制造领域，MEMS压力传感器为实现创新提供了重要支持。无论是血压监测设备、呼吸机还是制氧机、生物安全柜、麻醉仪，知芯传感的MEMS压力传感器能够精确测量设备或生物体内的压力变化，帮助医疗专业人员做出准确的诊断和治疗决策，显著提高患者的生活质量。 5、工业自动化迈向智能化 在工业自动化领域，MEMS压力传感器在实现智能化和自动化过程中起到了关键作用。知芯传感的传感器可广泛应用于消防余压监测、压力开关、负压真空检测、工业真空度检测、压力变送器、燃气/冷媒泄露检测、HVAC/VAV、气体流量检测等领域，实时监测和控制压力变化，提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和维护成本。 三、未来的挑战 不过我们注意到，尽管知芯传感的MEMS压力传感器在技术方面具有一些明显的优势，但在市场化过程中仍面临一些挑战： 其中一个主要挑战是国产器件在国内市场上的认可度相对较低，消费者更倾向于信任和选择国外的MEMS器件。这种偏好可能是由于国外品牌在过去的市场竞争中积累了较高的声誉和可靠性。不得不说，国产器件在品质控制在过去的确有所欠缺。但是，随着国产器件在技术和制程方面的持续改进，其质量稳定性已经大幅提高。 此外，市场推广和品牌建设也是面临的挑战之一。国外的MEMS压力传感器品牌在市场上已经建立了较强的知名度和市场份额，而国产器件需要通过积极的市场推广和宣传来提升其知名度和竞争力。这需要投入大量的资源和时间来建立品牌形象，并与合作伙伴建立紧密的合作关系。 尽管面临上述挑战，国纳科技酱相信随着国内企业的持续努力，国产MEMS压力传感器后期将会有巨大的发展潜力，未来也将会逐渐赢得用户的认可和市场份额。 四、结论 综上所述，虽然MEMS传感器整体水平我们暂时还比较落后，但是在部分领域，类似知芯传感这样的国内企业正在逐渐突围。虽然市场化方面还有一些局限性，未来充满了挑战，但是在特定领域与场合我们已经可以实现国产替代，值得为此点赞。最后，我们一起期待更多的国内MEMS传感器能够崛起，让华为被卡脖子事件从此成为往事。 我是国纳科技酱，百家匠心计划科普创作者；苏州市纳米新材料协会前理事、西建大无锡校友会副会长；新材料/空净领域实践20年。 重要声明 ：此处所发表的文章是作者国纳科技酱原创作品，版权归国纳科技酱所拥有，图片来自互联网，如有侵权联系删除。

陶瓷电路板作为新一代大规模集成电路以及功率电子模块的理想封装材料。广泛的应用于我们的生活中，拥有着各式各样的应用，今天我们就来讨论陶瓷电路板的实际应用之一 ——MEMS传感器。 什么是MEMS传感器？ MEMS传感器是基于微机电系统的典型传感器件。它是指可以批量制造的，集微结构、微传感器、微执行器以及信号处理和控制电路于一体的器件或系统。其特征尺寸一般在0.1μm～100μm范围。MEMS集成了当今科学技术的许多尖端成果，MEMS传感器不仅能够感知被测参数，将其转换成方便度量的信号，而且能对所得到的信号进行分析、处理和识别、判断，因此形象地被称为智能传感器。 MEMS的广泛应用 应用于汽车电子 MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料，以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片，然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻，再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路，来获得高灵敏度。车用MEMS压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式等几种常见的形式。而MEMS加速度计的原理是基于牛顿的经典力学定律，通常由悬挂系统和检测质量组成，通过微硅质量块的偏移实现对加速度的检测，主要用于汽车安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等，其中，电容式MEMS加速度计具有灵敏度高、受温度影响极小等特点，是MEMS微加速度计中的主流产品。微陀螺仪是一种角速率传感器，主要用于汽车导航的GPS信号补偿和汽车底盘控制系统，主要有振动式、转子式等几种。应用最多的属于振动陀螺仪，它利用单晶硅或多晶硅的振动质量块在被基座带动旋转时产生的哥氏效应来感测角速度。例如汽车在转弯时，系统通过陀螺仪测量角速度来指示方向盘的转动是否到位，主动在内侧或者外侧车轮上加上适当的制动以防止汽车脱离车道，通常，它与低加速度计一起构成主动控制系统。 应用于智能穿戴设备 在运动员的日常训练中，MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量，对每一个动作进行记录，教练们对结果分析，反复比较，以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展，MEMS传感器的价格也会随着降低，这在大众健身房中也可以广泛应用。在滑雪方面，3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力，除了可提供滑雪板的移动数据外，还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此，安装在冲浪板上的3D运动追踪，可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以及消耗的热量等信息。 应用在智能领域 现在，越来越多的MEMS传感器被应用到手机中来提高手机的用户体验。高端手机普遍已经装配有加速度传感器、压力传感器、陀螺仪、硅麦克风、指纹传感器、距离传感器，环境光传感器、磁传感器等数种MEMS产品。我们来浅谈其中一种应用——于手机摄影中的应用。手机摄影带给我们走到哪儿拍到哪儿的便捷，但是面对复杂的环境、多样的拍照场景，人手拍照有无法避免的抖动，像是走着跑着躺着拍照，或者把手伸长、手握自拍杆自拍，无论哪种抖动，都会造成画面的模糊失真，在MEMS应用在手机摄影之前，手机摄像头主要由音圈马达移动镜头组的方式实现防抖(简称镜头防抖技术)，受到很大的局限。而随着MEMS传感器在手机摄影上的成功应用，将另一个在市场上较高端的防抖技术：多轴防抖成功的移植到了手机上，即利用移动图像传感器补偿抖动，在拍摄过程中，透过陀螺仪感知拍照过程中的瞬间抖动，依靠精密算法，计算出马达应做的移动幅度并在百分之一秒内做出快速补偿。凭借MEMS快速、精准控制的技术优势，哪怕设备在较大幅度抖动的时候手机仍然可以呈现出清晰锐丽的图片。 斯利通陶瓷电路板，全方面保驾护航。 众所周知，传感器越是，微型化、集成化就越对散热性能有严苛的要求，MEMS不仅对散热性能要求很高，同时在工作环境也会影响它们的性能。也正是因为这样，陶瓷电路板与MEMS就这么结下了不解之缘。 应用于汽车电子 斯利通陶瓷电路板,陶瓷与芯片的热膨胀系数接近，且陶瓷不含有机成分使用寿命长，即使在汽车高温，高压，高震动，高化学腐蚀的环境下仍然可以保护设备正常运作，有效的延长产品的使用周期，减少维护费用，进一步提升产品质量。 应用于移动设备以及智能穿戴设备 斯利通氮化铝（AlN）陶瓷电路板具有高导热系数（导热率180 W/（m-K）~ 260 W/（m-K）），可以有效满足MEMS传感器高散热的需求，与此同时斯利通旗下生产的陶瓷电路板线/间距(L/S)分辨率可以做到20μm，且支持定制，可以更好的实现MEMS传感器设备的集成化、微型化，从而满足当下移动设备以及智能穿戴设备的轻、薄化的硬性需求。 MEMS传感器市场火热 近年来，受益于汽车电子、消费电子、医疗电子、光通信、工业控制、仪表仪器等市场的高速成长，智能终端、智能汽车、生物医疗等在内的众多新兴领域终端应用市场的扩张，传统传感器已无法持续地满足终端应用领域日渐变化的需求。作为采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器，与传统的传感器相比，MEMS传感器凭借它体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的优点，应用越来越广泛，需求量与日俱增，MEMS行业发展势头越发迅猛。2018年，全球MEMS市场规模约为2570万美元，预计到2026年全球MEMS市场规模将超过6060万美元，2019-2026年年均复合增长率在10.4%。就MEMS的出货量而言，预计到2023年全球MEMS的平均复合增长率在20%以上，增速超过半导体市场。 未来，助推全球MEMS持续增长的动力主要因素有三点：一是全球主要市场对于汽车安全及智能化的需求逐年增加，推动MEMS市场的持续增长;二是受工业4.0和智慧家庭的影响，工业和家具类的自动化产品对于MEMS的需求巨大;三是可穿戴设备、无人机/机器人的日益普及和在各领域的渗透率进一步提高。 2018-2026年全球MEMS传感器市场规模及预测（单位：万美元） MEMS被认为是21世纪最有前途的技术之一，通过将硅基微电子技术与微机械技术相结合，MEMS有可能彻底改变工业产品和消费品。它的技术和基于微系统的设备有可能极大地影响我们所有人的生活方式。斯利通作为一家专业从事陶瓷电路板研发、生产、销售为一体的高新技术企业，衷心的希望在陶瓷PCB的帮助下，MEMS传感器可以更好的改变我们的生活。

中投顾问发布的《2016-2020年中国传感器行业深度调研及投资前景预测报告》指出，近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。 　　 　　传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业，以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。 　　    2007-2014年我国传感器行业得到较好的发展，行业工业总产值总体呈上升趋势，在GDP中的占比维持在0.10%-0.15%之间。 　　 　　在发展高科技，实现产业化、大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用等一系列政策导向和支持下，在蓬勃发展的中国电子信息产业市场的推动下，传感器已形成了一定的产业基础，并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有了长足进展。一批基于MEMS(微机电系统)技术的新型传感器正在进入市场。传感器设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟，量产能力逐步提高。力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器、 压力传感器 等传统传感器，不仅在国内市场份额逐步增长，同时还有部分出口。 　　 　　中投顾问发布的《2016-2020年中国传感器行业深度调研及投资前景预测报告》表示，在国家大力加强传感器的开发和应用的一系列政策引导和支持下，我国传感器行业面临良好的发展前景，未来成长空间可期。 　　 我国传感器行业发展趋势 　　一是产业规模将迅速扩大。在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下，传感器的典型应用市场发展迅速。预测未来5年将是中国传感器市场稳步快速发展的5年，平均销售增长率将达到30%以上。 　　 　　二是汽车电子、信息通信成为增长最快的典型应用市场。2013年，中国传感器四大应用领域为工业、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右，而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。此外，医疗、环境监测、油气管道、智能电网、可穿戴设备等领域的创新应用将成为新热点，有望在未来创造更多的市场需求。 　　 　　三是流量传感器、 压力传感器 和温度传感器仍将占据市场主要份额。流量传感器和 压力传感器 广泛应用于工业控制、汽车电子、自动化控制等领域，这些领域的高速发展将带动这些传感器继续保持主要市场份额。此外，随着智能家居、智能穿戴、消费电子等应用领域的发展，温度传感器市场份额也会稳步提升。 更多有关压力传感器详情：http://www.huallsens.com/h-col-112.html