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。

　　gurongxianghaitebieqiangtiao，genjujiqirendenirenhuachengdubutong
，qiyingyongdechuanganqizhongleiyebuxiangtong
，nirenhuachengduyuegaoyingyongdechuanganqizhongleiheshuliangjiuhuiyueduo。jinnianlaijiqirenxingyezhinenghuachengdudebuduantigao
，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、陀tuo螺luo儀yi等deng產chan品pin是shi機ji器qi人ren當dang中zhong應ying用yong最zui為wei廣guang泛fan的de產chan品pin類lei型xing。根gen據ju美mei的de集ji團tuan中zhong央yang研yan究jiu院yuan感gan知zhi技ji術shu研yan究jiu所suo高gao級ji工gong程cheng師shi熊xiong貴gui林lin的de介jie紹shao，在zai工gong業ye機ji器qi人ren中zhong，位wei置zhi角jiao度du感gan測ce、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kaoGPS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(shi)MEMS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MEMS傳chuan感gan器qi在zai工gong業ye環huan境jing應ying用yong，其qi環huan境jing適shi應ying性xing較jiao差cha，導dao致zhi穩wen定ding性xing差cha。由you於yu技ji術shu限xian製zhi，大da多duo數shu傳chuan感gan器qi用yong在zai服fu務wu型xing機ji器qi人ren還hai可ke以yi基ji本ben滿man足zu環huan境jing需xu求qiu
，但dan直zhi接jie用yong在zai環huan境jing複fu雜za的de工gong業ye領ling域yu，就jiu存cun在zai環huan境jing適shi應ying性xing不bu足zu的de問wen題ti。應ying對dui上shang述shu挑tiao戰zhan
，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)。