霍爾傳感器,電流傳感器——世界傳感器市場(chǎng)分析
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在磁場(chǎng)力作用下,在金屬或通電半導(dǎo)體中將產(chǎn)生霍耳效應(yīng),其輸出電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比.基于霍耳效應(yīng)的霍耳傳感器常用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度,其測(cè)量范圍從10Oe到幾千奧斯特.盡管人們?cè)缭?879年就知道了霍耳效應(yīng),但直到20世紀(jì)60年代末期,隨著固態(tài)電子技術(shù)的發(fā)展,霍耳效應(yīng)才開始被人們所應(yīng)用.自此,霍耳傳感器也得到了飛速的發(fā)展,并在汽車、工業(yè)、計(jì)算機(jī)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,如齒輪速度檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)與接近檢測(cè)及電流檢測(cè)等.霍耳傳感器的出現(xiàn),解決了許多以往讓人感到棘手的問題.它的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段. 20世紀(jì)70年代誕生的第一代霍耳傳感器,由于霍耳平面及運(yùn)放的電壓偏置誤差,要達(dá)到預(yù)期的特性,其生產(chǎn)成本將是很高的,傳感器生產(chǎn)運(yùn)用了各種模擬電路技術(shù)來降低生產(chǎn)成本. 20世紀(jì)80年代中期,出現(xiàn)了第二代霍耳傳感器.雖然它在晶片探測(cè)器上引用了有效的調(diào)諧技術(shù)消除了原來的電壓偏移誤差,但是,壓敏效應(yīng)產(chǎn)生的新的電壓偏移誤差又成了難題. COMS技術(shù)的發(fā)展,使霍耳傳感器的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段.雖然采用斬波器與四重開關(guān)穩(wěn)定性處理的方法,可減小電壓偏置與漂移,但卻會(huì)使成本大大提高.直到CMOS制造水平可將眾多邏輯門、開關(guān)和其它有效元器件集成到一塊芯片上,霍耳傳感器才變得經(jīng)濟(jì)實(shí)用了.隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了具有成本低、質(zhì)量好、性能可靠、體積小等多種優(yōu)點(diǎn)的霍耳傳感器.可以說,正是CMOS技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了霍耳傳感器行業(yè)的發(fā)展.霍耳傳感器的市場(chǎng)銷售額目前正以每年8.9%的速度增長,預(yù)計(jì)到2004年,其市場(chǎng)銷售總額將達(dá)到6400萬美元,總產(chǎn)量將達(dá)到1.4億只,其中尤以汽車、工業(yè)及計(jì)算機(jī)外設(shè)方面應(yīng)用最為廣泛.促成這種增長的因素是多方面的.其中,最主要的原因之一就是芯片集成技術(shù)的發(fā)展,它減少了電壓偏置與漂移問題.另外一個(gè)原因是霍耳傳感器比現(xiàn)在頗具競(jìng)爭(zhēng)力的光電技術(shù)更能較好地適用于一些較惡劣的環(huán)境,如:在受灰塵、溫度、振動(dòng)及其它與環(huán)境相關(guān)因素影響的場(chǎng)合.霍爾傳感器在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因是,它滿足了汽車行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有高可靠性的要求.如目前汽車中油門位置是通過分立電阻來檢測(cè)的,工作一段時(shí)間后,由于振動(dòng)、溫度及其它環(huán)境因素的影響,元器件可能損壞或是產(chǎn)生接觸不良的現(xiàn)象.基于這種情況,以非接觸器件取代機(jī)械電阻將是必然的趨勢(shì),而霍耳傳感器正好能夠滿足這方面的需求.汽車行業(yè)將是霍耳傳感器用量最大的行業(yè),而且用途也十分廣泛,如檢測(cè)齒輪齒速、油門位置、尾氣再循環(huán)閥位置、馬達(dá)與傳動(dòng)的速度和位置、用于防鎖閘和牽引系統(tǒng)的車輪速度傳感器、腳踏板、座椅安全帶、剎車與離合器的位置、車鎖、車窗及油耗等諸多方面.在齒輪輪速檢測(cè)方面,霍耳傳感器正以其低廉的成本逐漸取代其它傳感器.雖然目前大部分使用的還是接觸型的傳感器,但總的發(fā)展趨勢(shì)是向無接觸傳感方向發(fā)展的.盡管與接觸型傳感器相比,無接觸型的價(jià)格稍高,但它卻具有環(huán)保、耐用、抗振動(dòng)、易于安裝等優(yōu)點(diǎn),并且向用戶提供質(zhì)保期.霍耳傳感器在計(jì)算機(jī)及其外設(shè)市場(chǎng)上的銷量增長緩慢,由于太平洋沿岸地區(qū)的經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩、庫貨加大、需求下降和企業(yè)在IT方面財(cái)政預(yù)算降低等原因,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)不旺,間接也影響了霍爾傳感器行業(yè),但盡管如此,其市場(chǎng)銷量仍呈增長的趨勢(shì).霍耳傳感器同其它傳感器一樣面臨著來自新技術(shù)的挑戰(zhàn).巨磁阻技術(shù)有可能在速度檢測(cè)、牽引控制、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、定向?qū)Ш?、交通監(jiān)控等方面取代前者.一旦GMR技術(shù)發(fā)展成熟,它將具有零速度檢測(cè)能力且具有靈敏度高、輸出信號(hào)強(qiáng)、檢測(cè)距離長、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn).霍耳傳感器一般直接銷售給OEM生產(chǎn)商,再由他們配套銷售給最終用戶,不過目前,霍耳傳感器生產(chǎn)商也逐漸開始越過OEM, 直接將傳感器組成系統(tǒng)銷售給最終用戶.目前,Allegro微系統(tǒng)公司是全球最大的霍耳傳感器生產(chǎn)商,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),其1997年的市場(chǎng)占有量為50%,不過其它的生產(chǎn)商也不甘落后,正以每年5%的增長率擴(kuò)大其市場(chǎng)占有量,如Honeywell的微開關(guān)部、Melexis和Micronas Semiconductor等公司,未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)是非常激烈的.在磁場(chǎng)力作用下,在金屬或通電半導(dǎo)體中將產(chǎn)生霍耳效應(yīng),其輸出電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比.基于霍耳效應(yīng)的霍耳傳感器常用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度,其測(cè)量范圍從10Oe到幾千奧斯特.盡管人們?cè)缭?879年就知道了霍耳效應(yīng),但直到20世紀(jì)60年代末期,隨著固態(tài)電子技術(shù)的發(fā)展,霍耳效應(yīng)才開始被人們所應(yīng)用.自此,霍耳傳感器也得到了飛速的發(fā)展,并在汽車、工業(yè)、計(jì)算機(jī)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,如齒輪速度檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)與接近檢測(cè)及電流檢測(cè)等.霍耳傳感器的出現(xiàn),解決了許多以往讓人感到棘手的問題.它的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段. 20世紀(jì)70年代誕生的第一代霍耳傳感器,由于霍耳平面及運(yùn)放的電壓偏置誤差,要達(dá)到預(yù)期的特性,其生產(chǎn)成本將是很高的,傳感器生產(chǎn)運(yùn)用了各種模擬電路技術(shù)來降低生產(chǎn)成本. 20世紀(jì)80年代中期,出現(xiàn)了第二代霍耳傳感器.雖然它在晶片探測(cè)器上引用了有效的調(diào)諧技術(shù)消除了原來的電壓偏移誤差,但是,壓敏效應(yīng)產(chǎn)生的新的電壓偏移誤差又成了難題. COMS技術(shù)的發(fā)展,使霍耳傳感器的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段.雖然采用斬波器與四重開關(guān)穩(wěn)定性處理的方法,可減小電壓偏置與漂移,但卻會(huì)使成本大大提高.直到CMOS制造水平可將眾多邏輯門、開關(guān)和其它有效元器件集成到一塊芯片上,霍耳傳感器才變得經(jīng)濟(jì)實(shí)用了.隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了具有成本低、質(zhì)量好、性能可靠、體積小等多種優(yōu)點(diǎn)的霍耳傳感器.可以說,正是CMOS技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了霍耳傳感器行業(yè)的發(fā)展.霍耳傳感器的市場(chǎng)銷售額目前正以每年8.9%的速度增長,預(yù)計(jì)到2004年,其市場(chǎng)銷售總額將達(dá)到6400萬美元,總產(chǎn)量將達(dá)到1.4億只,其中尤以汽車、工業(yè)及計(jì)算機(jī)外設(shè)方面應(yīng)用最為廣泛.促成這種增長的因素是多方面的.其中,最主要的原因之一就是芯片集成技術(shù)的發(fā)展,它減少了電壓偏置與漂移問題.另外一個(gè)原因是霍耳傳感器比現(xiàn)在頗具競(jìng)爭(zhēng)力的光電技術(shù)更能較好地適用于一些較惡劣的環(huán)境,如:在受灰塵、溫度、振動(dòng)及其它與環(huán)境相關(guān)因素影響的場(chǎng)合.霍爾傳感器在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因是,它滿足了汽車行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有高可靠性的要求.如目前汽車中油門位置是通過分立電阻來檢測(cè)的,工作一段時(shí)間后,由于振動(dòng)、溫度及其它環(huán)境因素的影響,元器件可能損壞或是產(chǎn)生接觸不良的現(xiàn)象.基于這種情況,以非接觸器件取代機(jī)械電阻將是必然的趨勢(shì),而霍耳傳感器正好能夠滿足這方面的需求.汽車行業(yè)將是霍耳傳感器用量最大的行業(yè),而且用途也十分廣泛,如檢測(cè)齒輪齒速、油門位置、尾氣再循環(huán)閥位置、馬達(dá)與傳動(dòng)的速度和位置、用于防鎖閘和牽引系統(tǒng)的車輪速度傳感器、腳踏板、座椅安全帶、剎車與離合器的位置、車鎖、車窗及油耗等諸多方面.在齒輪輪速檢測(cè)方面,霍耳傳感器正以其低廉的成本逐漸取代其它傳感器.雖然目前大部分使用的還是接觸型的傳感器,但總的發(fā)展趨勢(shì)是向無接觸傳感方向發(fā)展的.盡管與接觸型傳感器相比,無接觸型的價(jià)格稍高,但它卻具有環(huán)保、耐用、抗振動(dòng)、易于安裝等優(yōu)點(diǎn),并且向用戶提供質(zhì)保期.霍耳傳感器在計(jì)算機(jī)及其外設(shè)市場(chǎng)上的銷量增長緩慢,由于太平洋沿岸地區(qū)的經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩、庫貨加大、需求下降和企業(yè)在IT方面財(cái)政預(yù)算降低等原因,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)不旺,間接也影響了霍爾傳感器行業(yè),但盡管如此,其市場(chǎng)銷量仍呈增長的趨勢(shì).霍耳傳感器同其它傳感器一樣面臨著來自新技術(shù)的挑戰(zhàn).巨磁阻技術(shù)有可能在速度檢測(cè)、牽引控制、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、定向?qū)Ш?、交通監(jiān)控等方面取代前者.一旦GMR技術(shù)發(fā)展成熟,它將具有零速度檢測(cè)能力且具有靈敏度高、輸出信號(hào)強(qiáng)、檢測(cè)距離長、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn).霍耳傳感器一般直接銷售給OEM生產(chǎn)商,再由他們配套銷售給最終用戶,不過目前,霍耳傳感器生產(chǎn)商也逐漸開始越過OEM, 直接將傳感器組成系統(tǒng)銷售給最終用戶.目前,Allegro微系統(tǒng)公司是全球最大的霍耳傳感器生產(chǎn)商,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),其1997年的市場(chǎng)占有量為50%,不過其它的生產(chǎn)商也不甘落后,正以每年5%的增長率擴(kuò)大其市場(chǎng)占有量,如Honeywell的微開關(guān)部、Melexis和Micronas Semiconductor等公司,未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)是非常激烈的.