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工控需求大 傳感器呈現五大發展趨勢

發布日期：2022-07-14 點擊率：138

　　霍爾傳感器是全球排名第三的傳感器產品汽車業、電腦、手機以及新興消費電子領域。未來幾年，隨著越來越多的汽車電子和工業設計企業轉移到中國，霍爾傳感器在中國市場的年銷售額將保持20%到30%的高速增長。與此同時，霍爾傳感器的相關技術仍在不斷完善中，可編程霍爾傳感器、智能化霍爾傳感器以及微型霍爾傳感器將有更好的市場前景。

中國市場年增率為兩位數

　　在我們的日常生活中，霍爾傳感器被廣泛應用。例如，在翻蓋或是滑蓋的手機中，用來檢測手機蓋翻開或是滑動的器件就是霍爾傳感器;再如，在電腦鍵盤上，實現光標移動的滾動鍵就是由霍爾傳感器組成的;還有，在汽車變速箱、電動門窗等需要電機的部件中也有霍爾傳感器應用。我們在每天的生活中都在與霍爾傳感器打交道。

　　“霍爾傳感器在手機、筆記本、電機控制和汽車領域已經獲得了很好的應用，在中國以及全球其他市場都是如此。”美信運放與比較器商務營銷經理PatrickLong對《中國電子報》記者說，“隨著業界對霍爾傳感器的投資越來越多，它會開啟一些新的應用市場，例如單芯片磁性羅盤應用市場等。”

　　“由于需要采用霍爾傳感器的應用領域，如汽車、電機、手機和電腦都已經采用了該器件，而且這些市場在未來幾年的增長較為穩定，而其他一些新的應用市場又不足以與上述幾個市場相比，因此霍爾傳感器在全球總的市場容量是較為穩定的，每年的增長率保持在5%到10%之間。”霍尼韋爾公司代理Melexis產品的星亮電子北京辦事處的陶相逸介紹說，由于人們對汽車安全、排放以及舒適度等的要求越來越高，使得汽車電子的應用幾乎呈現指數級增長。與此同時，霍爾傳感器應用也呈現高速增長。因為各種應用電機的部件、節氣門位置的檢測、各種閥體位置的檢測都會用到霍爾傳感器。而且，在中國汽車市場中，國外廠商為了降低成本，陸續將零部件拿到中國進行設計和生產，這也進一步提升了中國市場霍爾傳感器的應用量。而代理霍尼韋爾產品的深圳市貝爾特電子有限公司的劉先生則介紹說，這兩年他們接觸到的工業控制市場對霍爾傳感器的需求增長率以兩位數遞增。“這在市場上算是增速非常高的產品了。”他說，“只要是用到無刷電機的市場就需要霍爾傳感器。”

呈現五大發展趨勢

　　霍爾傳感器應用的領域不同，因此各個市場對它的要求也不盡相同。“手機市場對霍爾傳感器的主要要求包括尺寸、功耗和可調節的閾值。”PatrickLong對《中國電子報》記者分析說，“其中，可調的閾值允許客戶改變磁鐵的大小(或者說是磁場的大小)。這樣，客戶在不同的應用中，在采用同一個傳感器的情況下，可以使用不同的磁鐵。而且，為節省空間，客戶可以使用最小的磁鐵。”

　　在工業和汽車應用方面，霍爾傳感器首先要滿足工業或汽車認證對器件的要求，例如安全性、穩定性和溫度范圍要達到相應的級別。

　　隨著這些終端應用產品的不斷發展，霍爾傳感器也呈現出五大發展趨勢：

　　一是微型化趨勢。市場上很多霍爾傳感器都采用了各種小型封裝。最近，美信宣布將推出一種采用μCSP封裝(微米芯片級封裝)的霍爾傳感器，它的面積只有1mm×1mm，這樣的尺寸非常適合空間較小的應用，例如手機、電動機中的間隙等領域。
二是高集成度。目前，霍爾傳感器已經成為智能傳感器。“例如，廠商基本上已經把各種保護電路和補償電路、轉換器集成到了霍爾傳感器上。”湯浩濱介紹說，“而為了實現可編程霍爾傳感器，廠商將EEROM(電可擦只讀存儲器)集成進來也是一種趨勢。他補充介紹說，國內的需求正在向高端可編程霍爾傳感器的方向發展。因為可編程霍爾傳感器可以降低客戶生產環節的失效率，縮短生產的周期，提高生產的效率，所以受到客戶的歡迎。

　　三是溫度性能。Melexis產品經理VincentHiligsmann曾經介紹說，霍爾傳感器如何在高溫下長時間保持較高的可靠性將成為工程師的重大課題。因為，當霍爾傳感器長期處于較高的工作溫度時，芯片與基板之間的引線鍵合(bonding)將可能出現松動或斷裂等現象，從而影響傳感器的正常工作。而湯浩濱則進一步介紹說，目前多數霍爾傳感器的工作溫度是65℃到85℃，這在汽車中還可以適用。但在一些工業應用中，工作溫度高達160℃甚至185℃，霍爾傳感器要適合這些場合的應用還需提高溫度指標。

　　四是高靈敏度。目前霍爾傳感器最高的靈敏度可以達到幾十高斯。在工業和汽車應用領域中，靈敏度在200高斯到500高斯的霍爾傳感器就可以很好地完成應用任務。不斷提高霍爾傳感器的靈敏度可以開啟新的應用市場，因此，這也是業界努力的目標。PatrickLong表示，霍爾傳感器目前的挑戰之一就是電路必須能感應非常小的磁場以及磁場的細微變化。

　　五是新的霍爾元件結構。一般線性霍爾傳感器要實現旋轉位置的測量，要采用非常復雜的結構，而好的結構在國際上都有專利。采用這些結構的企業需要繳納專利費。為此，一些企業推出測量水平磁場的霍爾傳感器，它可以更易實現旋轉的測量，因此沒有專利費問題。

　　此外，霍爾傳感器最初是被廣泛應用到汽車電子和工業控制中的，隨著它在消費電子市場上的應用越來越廣，例如進入游戲機手柄、電動玩具等應用中，如何控制功耗和成本也是廠商面臨的挑戰。而且，它還面臨生產測試技術方面的挑戰。

廠商頻推新產品

　　美信將在今年10月推出單霍爾傳感器和雙霍爾傳感器的樣片。據悉，新產品的重要特色是小尺寸、低功耗以及可調節的閾值電壓。其中，單霍爾傳感器采用μCSP封裝技術，面積只有1mm×1mm;工作電流僅為1μA。雙霍爾傳感器將兩個霍爾傳感器集成在一個封裝中，并集成了處理器和FPGA(現場可編程門陣列)，可以直接測量一個軸的位置和方向。雙霍爾傳感器可以被應用到滾動鍵或滾動條中，這些部件可以應用到手機或數碼相機產品中。

　　Melexis公司今年重點推廣MLX90316產品。該產品是一種三軸霍爾傳感器，能夠測量水平磁場，這使它能夠更容易地測量旋轉位置，主要應用于汽車電子中。

　　霍尼韋爾今年重點推廣SS361RT和SS461R兩個產品，它們應用于工業控制中。這兩個產品的主要特點是采用小尺寸封裝技術，低電壓供電，能夠應用到工業領域的手持產品中。

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