磁传感器与磁阻技术带给汽车工业新机遇
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随着电子导入汽车领域，预估未来15年将发生巨大变化，汽车传感器也在不断发展，以满
足对性能、安全性、大数据分析、稳健性、安全防护及经济的创新需求。汽车传感器可归
因于现在席卷汽车领域的两个趋势：汽车电动化- —特别是推进装置；以及先进驾驶辅助
系统（ADAS）的不断发展。
磁传感(magnetic sensor)工业将成为新市场的重要受益者。磁传感器在硅的功能发挥下
变得更加智能化，伴随而来的是其价格遽增，主因于ISO 262262标准下所规范之功能安全
性。传感器的价值提升对供应商来说是一个求之不得的转机，与过去因消费者了解行情而
造成价格崩坏的历史模式完全背道而驰。IHS Markit统计发现，与2016年的数字相比，由
于关键汽车系统中磁传感器价值的增加，供应商创造价值将在2022年达到3.4亿美元。
总而言之，磁传感器市场的全球收入预计将在2030年扩增至23亿美元，是去年该行业收入
的11亿美元的两倍多。随着汽车电子化逐渐巩固地位，激励市场需求也将使磁传感器商获
益。预计到2030年，将成为汽车电动化的主要选择。
下图显示了2016年至2030年IHS Markit各技术领域的全球磁传感器市场预测，同时揭示了
磁传感器将是一个日益多元化的市场。
http://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Figures/2019/market/ic_15377b_20190319.png
目前，电动汽车和自动驾驶汽车在使用传感器时所面临的挑战可能起因于六种因素，包括
原始性能、功能安全支持、更高的稳健性/智能性、安全性，还有，从现在延伸到2030年
之后的新颖封装材料出现，涉及磁传感器。
车轮速度传感器是支持防锁死煞车系统（ABS）和间接轮胎压力监控的重要系统，其需要
更低的抖动问题发生。汽车的要求是为了未来的自停车功能能够更准确的标示位置信息，
以及更高的精度测量以支持计算轮胎压力。磁传感器 – 目前通常是霍尔效应和异性磁阻
（AMR）设备，开始转向AMR传感，以应对新挑战。
在涉及功能安全的情况下，将传感器数量从一个增加到两个或三个，可以在系统级别上获
得更高的ASIL安全等级。此功能应用在包括转向系统中的角度传感，或踏板或节气门位置
等等。
就大数据应用而言，与现有过滤信息的传感器相比，传感器必须能够收集比过去更多的信
息，同时还能保留更多的原始信号。由于所收集的信息对于大数据分析至关重要，因此不
仅仅是磁传感器，所有传感器的稳健性和智慧化都将成为必要性。
磁传感器的特别之处在于杂散磁场方面的漏洞。为了满足对稳健性逐渐增长的需求，电动
车辆中的传感器需要新层级的保护以防止由大型电力牵引电动机的电磁场引起的杂散磁场
。公司现在必须转而满足4000 A / m的规格，而过去则为1000 A / m。
在安全性方面，传感器成为必须应用，例如在钥匙扣使用动作传感器来降低骇客透过无线
射频打开汽车。因此，任何传感器，不仅是磁传感器，也必须考虑到潜在骇客可能进入任
何系统的攻击点。
最后，传感器的不断增加和自动驾驶车驾驶座必须重新设计及重新评估传感器封装的两个
因素。目前欧洲一辆汽车配备超过150个传感器和开关装置(switches) - 其中许多架设
在驾驶座，例如：通用汽车、宝马和大众等公司正在为汽车驾驶员和乘客提供与车辆信息
系统互动的新方法，去除笨重的把手，喜欢触控甚至无接触感应。所以，车门和其他面板
都需要重新设计。
虽然此类传感器在短期内提供解决方案，但最近博世公司和Max Planck Institute研究所
的研究人员也展示了弹性化的霍尔传感器。捷豹汽车公司目前正在研究柔性电路板，使其
能融入更多功能，同时保持整洁的外观。这些新设计及需求将改变半导体和硬件基础设施
上造成破坏性的创新。
虽然现在，主要的磁传感解决方案仍然是霍尔效应传感器IC，这种技术可提供大众客车中
的60多种应用服务。2017年霍尔效应传感器和装置占全球汽车磁传感器收入的90％。霍尔
传感器以其强大的性能、小尺寸和低成本而著称。这些器件可以配置在引擎盖且不畏高温
，并与CMOS电子器件兼容。虽然霍尔器件能进行垂直量测场域，但趋势是使用磁场“聚光
器”在横向上扩展空间分辨率。这种器件被称为2D和3D霍尔IC，并且在许多情况下，正在
取代线性霍尔传感器和角度传感器，例如：用于动力传动系中的底盘高度测量和电子油门
控制。
然而，霍尔IC将遇到越来越多来自磁阻技术的竞争，磁阻技术包括异性磁阻（AMR），巨
磁阻（GMR），以及最近的穿隧磁阻（TMR）装置结构。总而言之，磁阻技术提供更高的灵
敏度，主要霍尔效应传感器供应商Allegro Microsystems、Infineon和NXP等也将GMR、
AMR或TMR设法整合到他们的产品中。然而，磁阻传感器虽仅占全球汽车磁传感器总出货量
的10％，但因其价格高于霍尔IC，故在收入比例上也相对高得多，占约19%。
磁阻装置主要用于检测性能和安全关键操作的传感应用，例如推动功能安全，尤其是自动
驾驶。这些应用的示例包括车轮速度、油门位置和转向。虽然可以预期磁阻装置将来会进
入汽车市场，但观念保守的做法仍是目前主流。例如：TMR已在工业和消费市场服务了7到
8年，但仍然被认为是汽车的“新”技术。
由于预期电动化和自动驾驶带来的变化，新的汽车经济即将到来。各种传感器 - - —包
括磁传感，必须满足现有技术不足的新性能要求。在这个新时代，没有一种特定技术可以
普遍适用于所有传感需求。相反，每种汽车应用将找到最适合自己的技术。因此，消费者
将体验到更安全、功能更丰富、更舒适的驾驶体验。对于传感器供应商而言，新兴的技术
市场也意味着产品更广泛的价值主张。
心得/说明：(30字以上)
磁传感器广泛于工业自动化流程中之各种电机使用，尤以汽车工业中最为普遍，占其市场
价值的50％。例如，中低档轿车中有10多种电机，而豪华轿车拥有将近100个电机，包括
用于自动化与新型双离合系统的传动传感器，以及用于座位调整、天窗、转速表、前灯调
整、靠枕的传感器，甚至于据空气品质资讯来控制进气风门。
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