MEMS圧力センサー

1. MEMS圧力センサーとは

圧力センサーは産業現場で一般的に使用されるデバイスで、通常は感圧要素（弾性感知要素、変位感知要素）と信号処理ユニットで構成され、動作原理は通常、感圧材料の変化または変形によって引き起こされる圧力に基づいています。圧力信号を感知し、特定の法則に従って圧力信号を利用可能な出力電気信号に変換できます。 高精度、耐食性、コンパクトな構造により、正確な測定、制御、監視を実現し、さまざまな過酷な環境に適しています。

MEMS圧力センサー、正式名：マイクロエレクトロメカニカルシステム圧力センサーは、最先端のマイクロエレクトロニクス技術と精密マイクロマシニング技術を統合しています。 マイクロメカニカル構造と電子回路の組み合わせにより、単結晶シリコンウェハーなどの従来の半導体材料で作られたチップが主要部品として使用され、物理的な変形や電荷の蓄積を検出して圧力を測定します。 その後、電気信号に変換されて処理され、高感度のモニタリングと圧力変化の正確な変換が実現されます。 その中心的な利点は小型化設計にあり、これにより MEMS 圧力センサーは精度、サイズ、応答速度、エネルギー消費の点で優れた性能を得ることができます。

2. MEMS圧力センサーの特徴

MEMS圧力センサーは集積回路と同様の技術で設計・製造できるため、高精度・低コストの量産が可能です。 これにより、家庭用電化製品や産業用プロセス制御製品に MEMS センサーを低コストで大量使用する道が開かれ、圧力制御がシンプルで使いやすく、インテリジェントになります。

従来の機械式圧力センサーは、力が加わったときの金属エラストマーの変形に基づいており、機械的な弾性変形を電気出力に変換します。 したがって、MEMS 圧力センサーほど集積回路を小さくすることはできず、コストは MEMS 圧力センサーよりもはるかに高くなります。 従来の機械式センサーと比較して、MEMS 圧力センサーのサイズは小さく、最大でも 1 センチメートルを超えません。 従来の機械製造技術と比較して、コスト効率が大幅に向上します。

3. MEMS圧力センサーの応用

自動車産業:

自動車分野は、MEMS センサーの重要な下流アプリケーションの 1 つです。 自動車分野では、MEMS圧力センサーは安全システム(ブレーキシステムの圧力監視、エアバッグの圧力制御、衝突保護など)、排出ガス制御(エンジン排出ガス圧力制御および監視)、タイヤ監視、エンジン管理に広く使用されています。 、小型化、高精度、信頼性によるサスペンションシステム。 ハイエンド車には通常、30 ～ 50 個の MEMS センサーを含む数百個のセンサーが搭載されており、そのうち約 10 個が MEMS 圧力センサーです。 これらのセンサーは、自動車メーカーがエンジン性能を最適化し、燃料効率を改善し、運転の安全性を高めるのに役立つ重要なデータを提供します。

家電：

3D ナビゲーション、モーション モニタリング、健康モニタリングなどのアプリケーションの開発に伴い、家庭用電化製品における MEMS 圧力センサーの応用がますます一般的になってきています。 スマートフォン、タブレット、スマートウォッチなどのデバイスの圧力センサーは、気圧計、高度計、屋内ナビゲーションなどの機能に使用できます。 スマート ウェアラブル デバイスの圧力センサーは、心拍数や身体活動などの運動や健康指標を監視することもでき、より正確なデータを提供します。 さらに、MEMS圧力センサーはドローンや航空機モデルなどの分野で広く使用されており、高度情報の提供やナビゲーションシステムとの連携により正確な飛行制御を実現します。

医療業界:

医療業界では、MEMS 圧力センサーがさまざまな医療機器や検出システムに広く使用されています。 これらは、血圧検出、人工呼吸器と人工呼吸器の制御、内圧モニタリング、薬物送達システムに使用できます。 これらのセンサーは正確な圧力測定を提供し、医療従事者の診断と治療を支援します。

産業自動化：

産業オートメーションの分野では、MEMS 圧力センサーはさまざまな産業プロセスの監視と制御に使用され、液体およびガスの配管システム、レベル監視、圧力制御、流量測定などに広く使用されています。 これらのセンサーの高い精度と信頼性は、産業プロセスの安定性と安全性を確保するために不可欠です。

航空宇宙:

MEMS 圧力センサーは、航空機やロケットの空力性能テスト、高高度の圧力監視、気象データ収集、航空機や宇宙機器の気圧制御に使用できます。 その小型化と軽量化の特性により、航空宇宙産業が厳しい環境要件を満たすのに最適です。

4. MEMS圧力センサーの市場規模

さまざまな業界での普及により、MEMS 圧力センサーの市場規模は大幅に成長しています。 Yole は、世界の MEMS 圧力センサー市場規模は 2019 年から 2026 年に 16 億 8,400 万米ドルから 22 億 1,500 万米ドルに成長し、年間平均成長率は約 5% になると予測しています。 出荷台数は 14 億 8,500 万台から 21 億 8,300 万台に増加し、平均年間複合成長率は 4.9% でした。 正確で信頼性の高い圧力検知ソリューションに対する需要の高まりに伴い、MEMS圧力センサー市場は今後数年間で大幅に拡大すると予想されており、この分野のメーカーやサプライヤーに多くの機会を提供します。