请问有谁知道半导体MEMS的工作原理？

MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术 MEMS是指集微型压力传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。 MEMS压力传感器可以用类似集成电路（IC）设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单易用和智能化。

MEMS压力传感器原理：

目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。

MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01%～0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器。应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成如图2的电阻应变片电桥电路。当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，发生d性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，电桥输出与压力成正比的电压信号。

传统的机械量压力传感器是基于金属d性体受力变形，由机械量d性变形到电量转换输出，因此它不可能如MEMS压力传感器那样做得像IC那么微小，成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器，MEMS压力传感器的尺寸更小，最大的不超过1cm，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。　

在电气化和智能化的推动下， 汽车 成为了半导体向前发展的新领域。 汽车 半导体作为一个新兴领域，也被众多企业所垂涎，因而，在近几年中发生在 汽车 半导体行业的并购越来越频繁，甚至还出现了几宗超百亿美元的超级收购。这些并购当中，不仅涉及了传统的 汽车 半导体厂商，还包括了一些计算芯片领域的巨头企业。在众多厂商纷纷开始布局 汽车 半导体的局势之下，是否也意味着 汽车 半导体领域的竞争进入到了加速阶段？

汽车 半导体领域的头把交椅发生变化

众所周知，2015年当中发生了很多并购案，其中，NXP收购飞思卡尔是当年半导体领域中的一大重大变化，而这也促使 汽车 半导体领域发生了变化。

根据市场研究机构IHS Technology在2014年发布的数据显示，在没有发生该笔并购之前，2013年全球 汽车 半导体供应商排名中，前十名供应商的名次与2012年完全相同，当时位居榜首的是瑞萨，紧随其后的是英飞凌和意法半导体。

（2013年全球 汽车 半导体供应商排名）

由于NXP收购飞思卡尔后，这两者的合并销售额得到了大幅度的提高，从而，NXP于2015年跃居 汽车 芯片市场龙头宝座。瑞萨则下滑到了第三的位置，有报告指出，瑞萨 科技 的下滑是由于受到美元对日圆汇率眨值而持续受挫。

在NXP蝉联 汽车 半导体榜首数年之后，伴随着英飞凌收购赛普拉斯的方案的敲定，这种格局再次发生了变化——在 汽车 半导体方面，英飞凌将以13.4%的市场份额超越其竞争对手恩智浦，成为最大的 汽车 半导体供应商。而在 汽车 微控制器领域，英飞凌也将跻身前三。

我们都是知道，无论是飞思卡尔还是赛普拉斯，他们在 汽车 半导体领域中的地位都不算低，但他们却都走向了被收购的结局。而收购他们的也都同样是在 汽车 半导体领域中享有盛名的企业，这种发生在细分领域巨头之间的并购，是否也意味着这个细分领域市场将要爆发？

在哪些方面展开竞速

根据 汽车 市场情况来看，在低碳经济的理念指引下，全球 汽车 产业正朝着能源多元化、智能化、绿色化三大方向不断催生出新的变革。在此驱动下， 汽车 半导体在 汽车 当中将扮演着越来越重要的角色。

根据德勤分析给出的数据来看，半导体成本（即电子系统零部件的成本）已经从2013年的每车312美元增加到了如今约400美元。 汽车 半导体供应商正获益于微控制单元、传感器、存储器等各类半导体设备需求的大幅上涨。到2022年，半导体成本预计将达到每车近600美元。

每量车所带来的600美元成本则来自于多种 汽车 半导体器件，包括MCU、功率半导体（IGBT、MOSFET等）、传感器及其他。这也是各大 汽车 半导体企业所抢夺的市场。就车用微控制器而言，它在传统燃油车和新能源 汽车 中均能发挥用处，而在NXP和英飞凌完成收购后，他们在车用微控制器方面的实力都有所提升。这也为他们追逐当下 汽车 市场利润提供了支持。

此外，新能源也是 汽车 发展过程中不可忽略的大方向。由传统内燃 汽车 向新能源 汽车 的转变意味着 汽车 要像电气化、电子化方向发展，而电气电子模块中最核心的就是半导体芯片。

根据中商产业研究院的报道显示，电气化和智能化为 汽车 半导体带来的影响主要包括以下三个方面：首先是摄像头雷达等感知层器件的搭载量上升，推动了CIS、激光器、MEMS等半导体器件的市场；其次，自动驾驶从L2向L4升级，带动了用于决策的 ASIC、GPU等计算芯片的用量增加；第三，动力传动系统从燃油引擎向混合动力及纯电动的升级大幅推高功率半导体用量的增加。

以上三个方面为 汽车 半导体领域带来了新的发展契机，也同样带来了新的竞争者。新的竞争者主要出现在车载计算芯片的应用上，计算领域芯片巨头英伟达、英特尔等，纷纷开始投入到自动驾驶领域，其中英特尔更是斥资153亿美元收购视觉ADAS主导厂商Mobileye，以布局 汽车 领域的发展。

除此之外，车载雷达也是 汽车 半导体企业在近些年来着力发展的市场之一，尤其是在车用毫米波市场上，多家企业已经推出了相关产品并展开了竞速，尤其是在77GHz毫米波雷达上竞速已经铺开了，参与其中的半导体企业包括NXP、英飞凌、TI等。

同时，在 汽车 感知层方面中所涉及的CIS领域也有了新的玩家参与。众所周知，安森美是 汽车 CIS领域的龙头，其市场占有率超过50%。而伴随着三星宣布其CIS发展后，它就成为了 汽车 CMOS图像传感器领域中的搅局者，ISOCELL Auto就是三星为强化其CMOS图像传感器在 汽车 领域的应用所推出的品牌。

第三代半导体器件的发展也推动着 汽车 半导体产业向前发展，尤其是在车用功率器件领域，第三代半导体将发挥着巨大的作用。对此，也有很多 汽车 半导体厂商在该领域中进行拓展。英飞凌、罗姆等企业在碳化硅领域中拥有着不错的成绩，同时，意法半导体在今年以来，也增加了其在氮化镓领域的布局，它从合作和收购两方面入手（意法半导体在今年3月收购了氮化镓创新企业Exagan的多数股权），力图未来在 汽车 电子方面取得成绩。

此外，车联网的大趋势也为 汽车 半导体提供了发展的动力，但就市场形势来看，车联网还处于发展阶段，其技术发展路线并没有统一。目前，车联网 V2X通信技术有 DSRC与LTE-V两大路线。NXP主推 DSRC 技术，高通则主推 LTEV 和 5G 标准。

从这些企业在 汽车 半导体领域中的布局，我们不难看出， 汽车 半导体市场的竞争正在加速。

主要营收市场发生变化

汽车 半导体需要依靠 汽车 来发挥它的作用，而 汽车 却不像消费类产品，大部分终端用户不会在短期进行更换，因此， 汽车 市场的需求量可能会极大地影响 汽车 半导体的发展。

根据Strategy Analytics的《2016年 汽车 半导体厂商市场份额》显示，在该年中， 汽车 半导体厂商的主要收益来源国首次由日本变为中国，这也意味着全球 汽车 电子产业结构转换。同时，根据前瞻研究院的报告显示，中国 汽车 产销量已经连续十年蝉联全球第一，属于全球 汽车 产销大国。

中国不仅是目前全球大的 汽车 市场，也是全球 汽车 制造中心之一。据德勤预计，轻型 汽车 产量在全球范围内的占比将达到近29%，而这些趋势均使亚太地区倍受半导体厂商的青睐。

对于传统 汽车 半导体巨头来说，他们比较熟悉车规的标准，凭借其多年的经验，他们在 汽车 半导体市场中占有着有利的位置。此外，对于类似英伟达和英特尔等通过利用计算芯片打入 汽车 市场的半导体企业来说，由于这类芯片也是 汽车 的新应用，因此，产品性能或许才是重要的。而凭借他们在半导体产业中多年的积累，他们则在技术实力上占据着优势（他们还可以通过积累的资本，以收购的方式来提升他们的实力）。

国产 汽车 芯片新势力

面对国际 汽车 半导体厂商的强劲实力，本土 汽车 半导体企业的发展之路并不平坦，他们不仅要面临着技术和法律壁垒，还要接受国内 汽车 电子产业上下游互动机制尚不完善的挑战。在这种情况下，我国本土仍有一些 汽车 半导体企业在该领域中默默耕耘，试图打破这种困局。这其中不仅包含本土半导体厂商向 汽车 领域进行拓展，还有一些Tire 1企业参与到了 汽车 半导体的研发中来。

就本土半导体企业而言，近期，我们发现有很多企业开始倾向 汽车 领域的发展，且他们所针对的应用也十分多样化，涉及了车控类芯片、CIS、车联网、毫米波雷达等多种领域。

具体来看，四图维新旗下的杰发 科技 就是在这期间成长起来的专注于 汽车 半导体等领域的企业，其车控类 汽车 电子芯片的表现尤为亮眼；大唐恩智浦则致力于于新能源 汽车 及传统 汽车 的电源管理和驱动，在 汽车 半导体领域大展拳脚；AI独角兽企业地平线也开展了 汽车 相关的业务，其地平线征程二代芯片已被一些整车厂商所采用；在车用毫米波雷达领域，也出现了一些初创企业致力于此，包括加特兰、隼眼 科技 、安智杰等企业；同时，还有一些半导体企业增加了 汽车 领域的投资，包括华为投资了车载以太网芯片研发商裕太车通。

此外，国内Tire 1也顺着 汽车 智能化和电气化的发展方向，开始与半导体厂商进行合作，或者自行研发相关的半导体器件。这当中包括，吉利集团控股的亿咖通 科技 与Arm中国合资建立了湖北芯擎 科技 ，规划建设车规级芯片及通讯模组的研发、测试及生产基地。此外，在车用IGBT方面取得了一定成绩的比亚迪也于今年宣布，其半导体业务已完成了拆分，并正式更名为比亚迪半导体有限公司。据悉，引入战略投资者完成后，该公司还将继续深耕于车用IGBT领域。

结语

汽车 半导体已经成为了半导体产业当中最具发展前景的领域之一。同时在电气化和智能化趋势的推动下，传统车厂也开始寻求能够助力其向这个方向发展的半导体供应链，这为半导体产业带来了新的发展机会，由此，也引起了半导体企业在 汽车 领域展开竞速。

同时，伴随着近些年来人工智能等技术的提升，与 汽车 相关的AI芯片也开始渗入到 汽车 中来，因此，也催生了一些专注于计算芯片和感知层芯片的企业能够有机会参与到 汽车 半导体芯片的竞争中来。

汽车 半导体的竞争不仅引起了半导体巨头的注意，在新应用中还吸引了一些初创企业参与其中。因此，我们也看到并购、收购股权这样的事发生在 汽车 半导体领域中。而这都加剧了 汽车 半导体行业的竞争。

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mems工艺和半导体工艺的区别：

1、MEMS加工技术工艺是根据产品需要，在各类衬底（硅衬底，玻璃衬底，石英衬底，蓝宝石衬底等等）制作微米级微型结构的加工工艺。而ic工艺则侧重于半导体器件的制作，其衬底基本以硅衬底为主，少数特殊器件会使用GaAs/GaN等材料，其工艺核心是为了制作高集成度的各类器件，目前已经做到纳米级，特征尺寸更加精细。MEMS加工技术工艺制作的微型结构主要是作为各类传感器和执行器等，其中更加器件原理需要而制作的可动结构（齿轮，悬臂梁，空腔，桥结构等）以及各种功能材料，本质上是将环境中的各种特征参数（温度，压力，气体，流量等等）变化通过微型结构转化为各种电信号（电压，电阻，电流等）的差异，以实现小型化高灵敏的传感器和执行器。

2、半导体工艺指半导体制造工艺，工艺过程多晶硅到区熔或直拉到单晶硅棒到滚、切、磨、抛到硅片，硅片是一种硅材料通过加工切成一片一片的。硅是一种硬度很高的物质，硅材料看起来像石头一样，他要经过清洗干净然后用炉子加热融化形成一个大块的硅锭，然后再用特定机器来进行细切成一片一片。

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