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磁传感器产业发展现状及问题能源领域工业控制航空航天生物医疗通讯电子仪器仪表汽车领域消费电子导航设备工业测量生物芯片数码产品存储设备安防监控电源产品精密测量地磁场电流磁位置TMR磁传感器电子罗盘，导航仪……电流传感器，电压传感器，电量传感器，温度传感器，……磁性编码器，速度传感器，磁开关，磁栅尺，金融磁头……磁传感器的应用可以覆盖工业的每一个角落，市场总量上千亿磁传感器应用领域TMR：最新一代的磁传感器技术磁传感器技术发展趋势Hall—霍尔效应AMR—各向异性磁电阻GMR—巨磁电阻TMR—隧道磁电阻性能指标技术功耗(mA)芯片尺寸(mm)灵敏度(mV/V/Oe)动态范围(Oe)分辨率(/(Hz)1/2)温度特性(℃)霍尔效应5~201×1~0.051～1000＞1mT150AMR1~101×1~10.001～101～10nT150GMR1~102×2~50.1～301～10nT150TMR0.001~0.010.5×0.5~1000.001～5000.1～10nT≤200(1%)(3%)(20%)(~250%)TMR技术技术类别灵敏度（mV/Oe）Hall0.015AMR1GMR5TMR33所有的传感器在使用聚磁结构后都可以达到很高的灵敏度AMR=3%,GMR=15%,TMR=200%备注:在100Oe处，通用的霍尔传感器只能产生0.015V的输出(LakeshoreHGA2010)，相比之下非常小。全桥输出比较5MDTTMRData&Stutzke,Russek,Pappas,TondraJAP97,10Q107(2005)AMR,GMR,TMRHallEffectVervaeke,Simoen,Borghs,Moshchalkov,Rev.SciInstrum.80,074701(2009)HallEffectAMR,GMR,TMR传感器噪声比较放眼全球，有能力从事磁传感器研发和生产的国内企业有多维科技、无锡美新等，美国NVE、Allegro、CrocusTechnology、飞思卡尔等;日本企业有TDK、Yamaha、ALPS、村田等；欧洲企业有Melexis、恩智浦、英飞凌、Maxim等以多维科技的TMR磁传感器为核心的磁传感产业园，将是世界上第一个以第四代磁传感技术为核心的磁传感产业基地——最高性价比的产品，最先进的技术，最优秀的人才磁传感器全球发展格局江苏多维科技有限公司MultiDimensionTechnologyCo.,LTD.欧洲美洲美国中国日本拉丁美洲加拿大亚太地区企业概况国际领先、国内唯一的隧道磁电阻传感器（TMR）量产供应商拥有超过160项TMR传感器的发明和应用专利拥有世界先进的TMR传感器量产晶圆产线2012年成功量产多款TMR传感器产品2010年在张家港成立，注册资金2.7亿元项目已投资5亿元，计划新增投资5亿元张家港保税区广东路芯片工厂张家港保税区港澳路芯片工厂多维科技生产的TMR晶圆核心设备——真空镀膜机超高真空磁控溅射镀膜机，能进行8寸晶圆薄膜金属加工，其最薄厚度能至埃米级别，且能镀膜10种不同金属和非金属材料，多达100层金属薄膜，该系统拥有700℃以上的温度能力，是目前国际领先、国内唯一的一台高尖端设备多维科技拥有三台超高真空磁控溅射镀膜机，分别为MDT-1，-2，-3。本图为MDT-1.核心设备——真空回火炉超高磁场真空回火炉，可以用于生产8″/12″晶圆芯片，其超导磁场可以达到5特斯拉，是目前国际领先、国内唯一的一台高尖端设备核心设备——磁性薄膜刻蚀及制备多维科技共计已购置研发和生产设备100+台/套，这些设备大部分已安装调试完成并投入使用，基于这些核心设备，多维科技建成了我国第一个TMR磁传感器量产平台核心设备——部分测试设备Loop测试仪VSM振动样品磁强计磁存储芯片参数测试仪磁特性测试仪四探针测试仪四探针测试仪产品可靠性测试系统多维科技按照传感器行业标准建立了产品可靠性测试系统，该体系包括环境测试和寿命老化测试Precondition(TH)Precondition(TH)高温存储回流焊寿命老化测试冷热冲击高压蒸煮截止至2014年8月20日已申请专利共计152项，其中发明75项，实用新型77项；已授权专利共计79项，其中发明23项，实用新型56项；进入国际申请PCT阶段的发明共计40项知识产权产品类别单通道6通道18通道wafer1wafer2Die……SOT23TO-92LGA3x3LGA6×4DFNLGA6×3SOP8SONSSIP4SOT143-4服务服务类别图片晶圆定制及代工服务为TMR/GMR/AMR传感器提供晶圆代工服务服务内容包括薄膜淀积、器件加工、封装与测试知识产权授权服务在全球范围内提交了160+项专利申请，其中80+项已经获批，在我们不断推进传感器技术和扩大市场影响力的同时，这些数字还将持续增长产品产品类别封装形式典型应用通用传感器开关传感器线性传感器角度传感器齿轮传感器流量计(包括水表、电表、气表、热量表）接近开关电流传感器位置传感器速度传感器电位计旋转编码器……磁图像识别传感器18通道磁头6通道磁头单通道磁头点钞机、验钞机清分设备自动取款机（ATM）各类自动售货机读钞、验钞模组磁卡读头磁传感器制备TMR（TunnelMagnetoResistance）Stack:TMR%~250%,CapLayerFreeLayerMgOSAFAFMSeedTMR磁传感器芯片工艺流程磁性多层膜磁传感器器件器件封装测试HalfbridgeGndRu40Ta30Ru30NiFe14CoFeB16Mg1RF-MgO8Mg1PTCoFeB12Ru4.6CoFe22IrMn60Ru20Ta2075265单芯片惠斯通全桥设计1芯片设计磁传感器的典型应用消费电子磁力计（电子罗盘）(iPhone-CompassApplication)(iPhonemainboard-back)地球磁场磁力计越来越多地进入智能手机和平板电脑，用于实现导航与其他高级的动作驱动应用，利用磁力计可以提供方向信息，来改善智能手机与平板电脑的定位能力GPS已成为智能手机的必备功能，手机导航可以直观地自动翻转地图，磁力计的应用，智能手机与平板电脑占90%，在游戏设备中也有较多的应用；其他领域，如遥控器、相机、MP3播放器与便携导航设备也有应用磁力计是通过感应地磁场的变化来获得各种位置方向的信息基于TMR开关传感器的非接触特性，没有普通开关的机械磨损、接触失效等问题，用户可以实现非常耐用、可靠和长寿的开/关状态检测功能非接触式开关工业自动化主要产品：MMS1X1H，MMS2X1H应用要求：直接检测叶轮转速高频响，低功耗，温度稳定性高性能优势：高频响特性，保证计量准确，不丢失数据；紧凑的开关点分布，保证输出方波的占空比稳定，可提高计量精度；较高的灵敏度（1.7mT），保证长时间的计量可靠性；良好的温度特性（功耗和开关点随温度和电压的变化小）保证系统的使用寿命和计量可靠性机械式热量表主要产品：MMS1X1H，MMS2X1H应用要求：直接检测叶轮转速高频响，低功耗，温度稳定性高性能优势：高频响特性，保证计量准确，不丢失数据；紧凑的开关点分布，保证输出方波的占空比稳定，可提高计量精度；较高的灵敏度（1.7mT），保证长时间的计量可靠性；良好的温度特性（功耗和开关点随温度和电压的变化小）保证系统的使用寿命和计量可靠性电子水表主要产品：MMS2X1H应用要求：检测指针转速低功耗，连续工作，可靠性好性能优势：连续工作，1.5uA低功耗特性，保证计量准确，不丢失数据；紧凑的开关点分布，保证输出方波的占空比稳定，可提高计量精度；较高的灵敏度（1.7mT），保证长时间的计量可靠性；良好的温度特性（功耗和开关点随温度和电压的变化小）保证系统的使用寿命和计量可靠性；标准的高低电平，直接接入后端处理器智能水表主要产品：MMA253应用要求：直接检测字轮位置性能优势：可配湿式水表，满足起始流量和成本要求；读数字轮360°全圆周测量，测量分辨率取决于模数转换的实际精度，读数准确率100%，不存在临界状态和模糊状态；电子元器件的大幅度减少，大大降低了产品因器件故障引起风险；克服了光电直读方案光通路穿过水表液封介质中气泡时，光的反射与折射引起读数误码直读式水表主要产品：MMS2X1H应用要求：检测字轮或齿轮转速低功耗，连续工作，可靠性好性能优势：连续工作，1.5uA低功耗特性，保证计量准确，不丢失数据；紧凑的开关点分布，保证输出方波的占空比稳定，可提高计量精度；较高的灵敏度（1.7mT），保证长时间的计量可靠性；良好的温度特性（功耗和开关点随温度和电压的变化小）保证系统的使用寿命和计量可靠性；标准的高低电平，直接接入后端处理器智能煤气表液位传感器产品类别性能参数TMR开关传感器AMR开关传感器霍尔开关传感器干簧管韦根传感器尺寸小小小大大灵敏度高高中中低功耗5uA1~5mA5~20mA00（需加外接电路）频响高高低中高输出信号方波方波方波脉冲脉冲安装空间小小小大大可靠性无使用限制无使用限制无使用限制长期使用可能失效长期使用可能失效干簧管TMR液位传感器开/闭环电流传感器传感器的敏感轴电流方向主要产品：TMR501，TMR503性能优势：工作温度区间：-55℃~+150℃，传感器温度特性稳定灵敏度范围广，从0.25mV/V/G~1mV/V/G低功耗，低磁滞开/闭环电流传感器050100150200250300350400450500550-80-60-40-20020406080100120140160工作温度（℃）输出电压（mV)-4.00-3.00-2.00-1.000.001.002.003.004.00-80-60-40-20020406080100120140160测试条件：B=0G，VDD=1V输出失调电压（mV)工作温度（℃）测试条件：B=500G，VDD=1V4500500055006000650070007500-80-60-40-20020406080100120140160工作温度（℃）输入/输出阻抗（Ω)HallVSTMR技术比较（温度特性）主要产品：TMR503性能优势：工作温度区间：-55℃~+150℃，传感器温度特性稳定灵敏度高，一致性好；可避免因振动、温度、生命周期内的磁场衰减，导致电机故障BLDC电机位置检测主要产品：TMR703，TMR705，TMR901，TMR903性能优势：高灵敏度/超高灵敏度高信噪比低功耗，低磁滞温度性能稳定，高可靠性无损探伤（弱磁检测）钢丝绳无损探伤漏磁缺陷表面缺陷内部缺陷LFsensors,i.e.LocalFaultorLocalFlowsensors;LMAsensors,i.e.LossofMetalliccross-sectionalArea.非接触式电位计产品：TMR角度传感器性能参数:旋钮控制供电电压:4–6V角度位置范围:324°±5°输出格式:PWM占空比:5–95%MCU集成TMR传感器MMA253F主要产品：MMLP57F，MMLP57H性能优势：灵敏度高，功耗低性能稳定，长寿命，高可靠安装简便灵活，可全天候工作交通传感器磁栅编码器汽车领域汽车上的磁传感器多达30颗磁传感器/车，满足将近20处不同的应用。安全带扣刹车灯开关离合器位置车窗升降天窗电机…产品：TMR开关传感器汽车上的磁传感器踏板位置传感器：油门、刹车车高传感器扭矩传感器（电子助力转向）档位检测冷却风扇电机…产品：TMR线性传感器汽车上的磁传感器产品：TMR角度传感器动力总成节气门位置传感器(TPS)废气再循环阀(EGR)角度检测(进气歧管，电子节温器多路阀)油门踏板变速箱档位检测-PRNDL-自