微機電系統(tǒng)（MEMS）傳感器是當今汽車和智能手機必不可少的組成部分。這些小巧的傳感器正變得更智能、更緊湊、更節(jié)能。借助于微機電傳感器解決方案，越來越多的設備得以連接在一起；事實上，在物聯(lián)網(wǎng)時代，任何設備都可以與其他設備相連接，甚至包括之前還算不上電子設備的門和窗。這意味著更高的舒適性、安全性和能率。

博世為汽車和消費類電子行業(yè)提供了用途廣泛的傳感器。例如，可測量壓力、加速度、轉(zhuǎn)動、質(zhì)量流量和地球磁場的微機電傳感器，它們是汽車或智能手機等設備的“感覺器官”。自1995年，博世就開始生產(chǎn)車用傳感器，例如，記錄垂直軸線轉(zhuǎn)矩的偏航率傳感器是ESP電子穩(wěn)定程序的核心要素。今天，每一輛現(xiàn)代化汽車上都搭載著多達50顆微機電傳感器。正是由于采用了Bosch Sensortec的加速度傳感器，智能手機或平板電腦才能感應到用戶握持角度的變化，并相應地調(diào)整圖像的顯示。由博世集團全資子公司Akustica生產(chǎn)的小巧微機電麥克風可用于檢測聲音和語言。如今，全球近半數(shù)的智能手機在使用博世傳感器。

自微機電技術問世以來，博世始終走在這一技術領域的最前沿并成為該領域的全球領導者，這一點已經(jīng)得到了IHS Technology和Yole Développement專家的認可。自1995年啟動生產(chǎn)以來，博世生產(chǎn)并出貨超過40億顆微機電傳感器。2013年，博世最先進的羅伊特林根晶圓廠生產(chǎn)了約10億顆傳感器，平均每天生產(chǎn)300萬顆。博世汽車電子事業(yè)部總裁Klaus Meder表示：“博世是唯一一家獨立生產(chǎn)用途如此廣泛的傳感器的供應商。總體而言，博世擁有1000多項與微機電技術相關的專利及專利申請，這能讓我們始終保持最旺盛的創(chuàng)新能力。”

技術趨勢：更智能、更豐富的傳感種類

微機電傳感器能夠測量更加廣泛多樣的變量。2014年初，Bosch Sensortec推出了一項全球獨創(chuàng)的傳感器技術——BME280高集成度傳感器。該技術將檢測壓力、濕度和溫度的傳感器集成于單一封裝。它面向環(huán)境監(jiān)測、室內(nèi)導航、智能家居、個性化氣象站以及體育和健身等應用開發(fā)。它檢測濕度的響應時間少于一秒鐘——響應速度之快堪稱業(yè)內(nèi)之最。它還能以超低功耗精確地測量環(huán)境溫度。此外，博世也在不斷地提高其傳感器的智能化程度。首款用于9軸智能測量的博世傳感器節(jié)點已投產(chǎn)在即，該節(jié)點內(nèi)置測量加速度、轉(zhuǎn)動和地球磁場等變量的傳感器及用于算法融合的微控制器。

面向物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

上世紀80年代和90年代，汽車電子領域引入微機電傳感器標志著這種傳感器迎來了第一輪快速普及。第二輪推廣浪潮是自21世紀初以來微機電傳感器在智能手機領域的廣泛應用——如今，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展則預示著第三次浪潮的到來。傳感器、信號處理裝置、電池和信號發(fā)射器都變得小巧、節(jié)能、經(jīng)濟，甚至還能集各種功能于一身，這推動這些元件得到迅速普及，使用量已達數(shù)十億。與此同時，無線網(wǎng)絡幾乎無處不在。這使得微機電系統(tǒng)成為物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術。微機電系統(tǒng)端的本地數(shù)據(jù)處理能力也是物聯(lián)網(wǎng)應用的關鍵。博世具備提供這種本地數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)專業(yè)技能。2013年，博世推出了能夠向業(yè)主的智能手機報告可疑動作的門禁傳感器。未來，住宅的窗戶將通過毫不顯眼的傳感器來控制供暖系統(tǒng)或報警系統(tǒng)，帶有嵌入式傳感器的手環(huán)則能在佩戴者摔倒時打電話尋求幫助。具備網(wǎng)絡功能的傳感器技術將廣泛應用于一切“智能”設備，而不僅僅是智能手機。

物聯(lián)網(wǎng)提供了巨大的商業(yè)潛力

在未來，博世的一個重要業(yè)務增長點就是具備網(wǎng)絡功能的產(chǎn)品和基于網(wǎng)絡的服務。憑借自身的硬件能力和廣泛的技術專長，博世相信自己已經(jīng)完全有能力抓住這一增長點。為了開發(fā)這一業(yè)務領域，2013年年底，集團成立了博世互聯(lián)設備和解決方案有限公司（Bosch Connected Devices and Solutions GmbH）。該公司提供緊湊型電子產(chǎn)品和軟件專業(yè)知識，能使各種用途的設備實現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡化。其工作重點就是開發(fā)聯(lián)網(wǎng)傳感器和執(zhí)行器。執(zhí)行器將傳感器和控制單元傳送的電信號轉(zhuǎn)換成實際動作，例如自動開燈關燈或是開閉閥門。在最開始的階段，商業(yè)活動將主要集中于傳感器在智能聯(lián)網(wǎng)住宅（即“智能家居”）以及交通、運輸和物流等領域的應用——因為在未來的重要貨物托運過程中，貨物一旦出現(xiàn)異常的狀態(tài)變化，相關的數(shù)據(jù)就能直接傳送到物流中心。

微機電傳感器的技術信息

微機電傳感器含有最精細的硅結(jié)構(gòu)。隨著殼體的移動，這些結(jié)構(gòu)會發(fā)生不到千分之一毫米的位移——在這個過程中，它們的電特性會發(fā)生變化。這種特性可以被測量并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流。它們的尺寸小得驚人：人的頭發(fā)直徑為0.07毫米（70微米），而這些元件的直徑有時僅為4微米——相當于人發(fā)直徑的1/17。由于微機械傳感器只產(chǎn)生微弱的電信號，開發(fā)人員還會再嵌入一個電子元件——這個電子元件有時位于殼體內(nèi)傳感器旁邊，有時甚至直接安裝在同一芯片上。這個加裝的元件可對弱信號進行處理和放大，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。通過這種方式，微機電傳感器可以直接向控制單元傳送測量數(shù)據(jù)。