近來

，關於馬斯克計劃在特斯拉人工智能日上發布“特斯拉人形機器人”的消息不斷發酵

，使得智能機器人的關注度再次飆升，有望成為繼智能汽車後的又一風口，商業價值巨大。而MEMS傳感器作為數字時代的感知層，也被廣泛應用於機器人當中，擔當著機器人實現智能感知功能的基礎，同樣成為新時代的風口。

　　機器人正成為MEMS傳感器主要應用市場

　　根據ADI亞太區微機電產品線總監趙延輝的介紹：“MEMS傳感器可以測量衝擊、傾角、轉動、加速度
、振動等多種信號。”隨著數字化
、智能化程度的不斷提高，MEMS傳感器在外部感知中所能發揮的作用也越來越大。

　　MEMS技ji術shu對dui機ji器qi人ren的de開kai發fa尤you其qi有you利li，其qi可ke以yi通tong過guo對dui多duo種zhong運yun動dong及ji環huan境jing因yin素su感gan知zhi

，使shi它ta們men變bian得de更geng加jia智zhi慧hui，使shi用yong時shi更geng加jia安an全quan。以yi工gong業ye機ji器qi人ren為wei例li，一yi方fang麵mian智zhi能neng機ji器qi人ren在zai工gong業ye領ling域yu的de應ying用yong越yue來lai越yue廣guang泛fan；另一方麵
，MEMS技術支撐機器人的外部感知
，為數據采集提供高可靠性
、可擴展性、靈敏度和成本效益高的解決方案。

　　西安中星測控有限公司董事長兼總經理穀榮祥指出
，機器人最關鍵的兩個技術點：一個是感知，另一個是控製。感知的完成主要就依托於各類傳感器，MEMS傳感器是其中應用較為廣泛的一個大類。

　　穀gu榮rong祥xiang還hai特te別bie強qiang調tiao，根gen據ju機ji器qi人ren的de擬ni人ren化hua程cheng度du不bu同tong，其qi應ying用yong的de傳chuan感gan器qi種zhong類lei也ye不bu相xiang同tong，擬ni人ren化hua程cheng度du越yue高gao應ying用yong的de傳chuan感gan器qi種zhong類lei和he數shu量liang就jiu會hui越yue多duo。近jin年nian來lai機ji器qi人ren行xing業ye智zhi能neng化hua程cheng度du的de不bu斷duan提ti高gao，為weiMEMS傳感器提供了大量的市場應用機會。

　　慣性傳感器中的加速度計
、tuoluoyidengchanpinshijiqirendangzhongyingyongzuiweiguangfandechanpinleixing。genjumeidejituanzhongyangyanjiuyuanganzhijishuyanjiusuogaojigongchengshixiongguilindejieshao，zaigongyejiqirenzhong
，weizhijiaodugance、力度與扭矩載荷測量
、航跡規劃、智能圖像及輪廓識別等都是最常見的應用場景，其中都離不開MEMS傳感器的加持。加速度計可以用來監測工業設備的振動和旋轉速度；陀螺儀傳感器是一種基於自由空間移動和定位的控製係統，可用於感測與維持方向；基於加速度計和陀螺儀的慣性測量單元（IMU）在工業機器人中有著非常廣泛的應用。

　　機器人的機械手臂中就會集成編碼器、加速度計、力傳感器等。對於機器人這種高精密的機械設備，其手臂伸出去的角度和姿態都要考慮到安全性、穩(wen)定(ding)性(xing)等(deng)多(duo)種(zhong)要(yao)素(su)，編(bian)碼(ma)器(qi)可(ke)以(yi)解(jie)算(suan)運(yun)行(xing)位(wei)姿(zi)和(he)速(su)度(du)，加(jia)速(su)度(du)計(ji)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)，機(ji)械(xie)手(shou)臂(bi)的(de)轉(zhuan)動(dong)和(he)展(zhan)開(kai)需(xu)要(yao)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)試(shi)載(zai)荷(he)量(liang)程(cheng)。導(dao)航(hang)更(geng)是(shi)常(chang)見(jian)的(de)應(ying)用(yong)功(gong)能(neng)

，在(zai)室(shi)內(nei)無(wu)法(fa)依(yi)靠(kao)GPS的情況下
，要完成室內航跡的規劃，IMU就是不可或缺的關鍵器件。

　　“隨著機器人產業智能化的發展
，姿態檢測和協作控製，航跡規劃推算等場景都是不可避免的。MEMS傳(chuan)感(gan)器(qi)適(shi)應(ying)多(duo)場(chang)景(jing)應(ying)用(yong)，更(geng)複(fu)雜(za)的(de)動(dong)作(zuo)信(xin)號(hao)采(cai)集(ji)與(yu)控(kong)製(zhi)，極(ji)致(zhi)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)使(shi)機(ji)器(qi)手(shou)臂(bi)配(pei)上(shang)有(you)觸(chu)覺(jiao)感(gan)知(zhi)的(de)夾(jia)爪(zhao)達(da)到(dao)媲(pi)美(mei)人(ren)手(shou)的(de)靈(ling)活(huo)程(cheng)度(du)。”熊貴林強調。

　　隨著機器人的智能化程度不斷提高，其中加載的MEMS傳感器將變得越來越多。據專家估算，由於機器人的智能化程度不同，傳感等感知部分約占機器人總成本的10%到20%。機器人領域有望繼消費電子、汽車之後
，成為MEMS傳感器的新興的主要應用市場。

　　低功耗與微型化非常重要

　　當前MEMS傳感器在機器人、智zhi能neng裝zhuang備bei等deng領ling域yu的de應ying用yong依yi然ran麵mian臨lin諸zhu多duo挑tiao戰zhan。穀gu榮rong祥xiang就jiu指zhi出chu


，機ji器qi人ren的de開kai發fa和he應ying用yong，傳chuan感gan器qi將jiang起qi到dao至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong。沒mei有you傳chuan感gan器qi，講jiang機ji器qi人ren就jiu是shi一yi句ju空kong話hua。但dan是shiMEMS傳感器和機器人的實際應用需求還有較大的差距。比如MEMS圖像傳感器的分辨率在很多場所還不夠高，起不到“眼睛”的作用
；像人類皮膚一樣的MEMS柔性薄膜傳感器還僅僅處於開發階段。

　　現有的一些測力柔性傳感器剛剛進入小批量應用
；MEMS陀螺儀或者MEMS慣性測量單元傳感器應用於機器人的小量程產品開發難
，精度差距還很大
；大多數MEMSchuanganqizaigongyehuanjingyingyong，qihuanjingshiyingxingjiaocha，daozhiwendingxingcha。youyujishuxianzhi，daduoshuchuanganqiyongzaifuwuxingjiqirenhaikeyijibenmanzuhuanjingxuqiu，danzhijieyongzaihuanjingfuzadegongyelingyu，jiucunzaihuanjingshiyingxingbuzudewenti。yingduishangshutiaozhan，MEMS傳感器將向著不斷提升感測精度
、低功耗、微型化等方向發展。

　　熊貴林則表示，精度對工業製造場景的應用十分重要。汽車對MEMS傳感器的要求更多體現在高可靠性上
；消費類產品對MEMS傳感器成本及單一品類的產量有高要求；而工業類產品就體現在高精度
、高(gao)響(xiang)應(ying)與(yu)定(ding)製(zhi)化(hua)需(xu)要(yao)之(zhi)上(shang)。沒(mei)有(you)高(gao)精(jing)度(du)和(he)高(gao)響(xiang)應(ying)是(shi)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)大(da)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)精(jing)密(mi)複(fu)雜(za)要(yao)求(qiu)的(de)，而(er)要(yao)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)點(dian)則(ze)往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)實(shi)現(xian)定(ding)製(zhi)化(hua)的(de)設(she)計(ji)與(yu)生(sheng)產(chan)。

　　此外，機器人對MEMS傳感器的低功耗、微型化也有著嚴格的要求。趙延輝指出，MEMS傳感器通常要在頻率和理想操作點上尋找平衡。當采用2伏特或3伏特電源時，一個加速度感測器的功耗通常不到10微安培。同時，MEMS傳感器往往被安裝在機器人的末梢或手臂部分，空間非常狹小。極端情況下，設計精致小巧MEMS傳感器要用在可穿戴式機器人係統，甚至用於內窺鏡檢查醫療應用的可吞咽膠囊當中。低功耗與微型化無疑變得非常重要。

　　中國已成全球MEMS最大單一市場

　　從全球產業格局來看，國際廠商依然占據主導地位。博通、博世、意法
、德儀等前十大廠商占據近半市場份額。不過受益於工業控製


、機器人等應用的拉動

，我國機器人市場規模也在持續快速增長之中，目前已成為全球MEMS行業最大單一市場，預計到2023年中國MEMS市場規模將超過1200億元，增速遠高於全球平均水平。以應用為龍頭，推動產業的上下遊互動，將是促進我國MEMS傳感產業發展的一個重大機遇。

　　穀(gu)榮(rong)祥(xiang)指(zhi)出(chu)
，高(gao)端(duan)或(huo)者(zhe)高(gao)度(du)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)受(shou)製(zhi)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，因(yin)此(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)企(qi)業(ye)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)企(qi)業(ye)一(yi)定(ding)要(yao)上(shang)下(xia)遊(you)協(xie)作(zuo)
，組(zu)成(cheng)創(chuang)新(xin)聯(lian)合(he)體(ti)，統(tong)一(yi)攻(gong)關(guan)
，統(tong)一(yi)未(wei)來(lai)的(de)利(li)益(yi)分(fen)配(pei)。同(tong)時(shi)，政(zheng)府(fu)部(bu)門(men)要(yao)通(tong)過(guo)政(zheng)策(ce)、稅收或者資金的形式
，協調傳感器企業和機器人企業共同應對難題，共築一條龍的機器人產業鏈。

　　熊貴林表示，就MEMS在工業領域的應用來看，其高精度高響應
、中小規模、定製化的需求

，結合當前的市場形勢更適宜培育自有品牌IDM模式的發展。很多國際廠商都是以工業用MEMS傳感器新技術開發為先導，然後再向汽車、消費等領域轉移，擴大該係列產品的市場應用範圍，以獲取產能支撐和資金積累來反哺新技術的研究。目前我國半導體產業以Fabless+Foundry為主流。因此，借鑒國際MEMS傳感器大廠的發展經驗
，在推進MEMS傳感器產業時，要想發揮設計和工藝的整合優勢，並保持對MEMS技術前沿的探索與創新，應當更加重視IDM模式的培育。

　　此外，傳感器的狀態監測與機器學習結合是大趨勢。趙延輝強調，從行業趨勢來看

，傳感器將變得越來越智能化，intelligent edge (智能邊緣)將jiang是shi不bu可ke逆ni的de一yi個ge趨qu勢shi。但dan是shi不bu能neng為wei了le智zhi能neng而er智zhi能neng，企qi業ye在zai進jin行xing產chan品pin開kai發fa當dang中zhong要yao清qing楚chu客ke戶hu的de痛tong點dian是shi什shen麼me，市shi場chang的de應ying用yong需xu求qiu是shi什shen麼me，然ran後hou增zeng加jia數shu字zi化hua功gong能neng去qu解jie決jue這zhe些xie問wen題ti，而er不bu是shi簡jian單dan地di堆dui砌qi一yi些xie可ke運yun算suan的de單dan元yuan。未wei來lai，產chan業ye鏈lian的de協xie同tong創chuang新xin，必bi將jiang成cheng為wei贏ying得de市shi場chang的de殺sha手shou鐧jian。