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(wei)MEMS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、gaoxiangyingyudingzhihuaxuyaozhishang。meiyougaojingduhegaoxiangyingshiwufamanzudagongyeshengchanjingmifuzayaoqiude
，eryaomanzuzheyidianzewangwangxuyaoshixiandingzhihuadeshejiyushengchan。

　　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)jiangshibukenideyigequshi。danshibunengweilezhinengerzhineng

，qiyezaijinxingchanpinkaifadangzhongyaoqingchukehudetongdianshishenme，shichangdeyingyongxuqiushishenme，ranhouzengjiashuzihuagongnengqujiejuezhexiewenti
，erbushijiandandiduiqiyixiekeyunsuandedanyuan。weilai，chanyeliandexietongchuangxin，bijiangchengweiyingdeshichangdeshashoujian。