矽睿科技浅谈磁传感器

人们对磁传感器并不陌生，中国四大发明中的指南针就是最早的磁传感器应用之一。虽然磁传感器有一千多年的历史，但他的广泛应用却是在二十世纪的电子时代，其中每一次革命性的发展都是被一个极具生命力的应用所驱动的。六十年代汽车的普及和自动化，带动了由磁传感器作为核心的无需接触且具有超强可靠性的位置控制和开关控制装置的发展，从而使霍耳元件和感应线圈技术制造的磁传感器得到大规模生产化，提高了集成度和降低了成本。八十年代电脑开始进入普通家庭，电脑存储硬盘使用的读写磁头是一种特殊环境下的磁传感器，需求的增加以及对存储密度的超高追求，使得磁头在过去的二十年呈现飞速发展，也带动了巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）技术的发现和各种磁阻类磁传感器的开发和大规模生产。

现在我们正处在物联网时代，由智能手机独领风骚的Motion Sensor应用正在开启磁传感器的又一革命。手机是个人用品，更换周期快，市场需求比以往更强劲。什么样的磁传感器技术将在这场革命中胜出呢？这是我们都很关心的问题。

首先，我们来思考一下，运动传感器（Motion Sensor）的应用环境，在Motion Sensors中磁传感器主要是用来测量在地球磁场环境下的角度，位置以及它们的变化，对磁传感器的要求是在地球磁场的强度范围内作1%-2%的精准测量。手机及其他便携式消费类电子产品要求磁传感器具有低功耗、低成本和微小尺寸。未来的应用可朝纵深及横向方向发展。纵深可以用室内导航作为代表。磁传感器必须可以测量到在地球磁场下方向一度左右的变化，才能在室内导航中有实质性的影响。因此磁场精确度需好过1毫高斯。在横向发展上以游戏控制为代表，游戏控制需要反应敏捷，速度需要在200赫兹（HZ）左右。

矽睿科技浅谈磁传感器（电子工程专辑）

各类磁传感器的检测磁场范围

参考图中各类磁传感器及综合以上考虑，上海矽睿科技选择各向异性磁阻技术（AMR）作为我们的物联网综合应用的突破口。选择各向异性磁阻（AMR）技术的优势有以下几点：

1. 各向异性磁阻（AMR）技术最优良性能的磁场范围是以地球磁场为中心，对于以地球磁场作为基本操作空间的Motion Sensor应用来说，具有广大的运作空间，无需像霍耳元件那样增加聚磁等辅助手段。

2. 各向异性磁阻（AMR）技术是唯一被验证，可以达到在地球磁场中测量方向精确度为一度的半导体工艺技术。其他可达到同样精度技术都是无法与半导体集成的工艺。因此，AMR可与CMOS或MEMS集成在同一硅片上并提供足够的精确度。

3. AMR技术只需一层磁性薄膜，工艺简单，成本低，不需要昂贵的制造设备，具有成本优势。

4. AMR技术具有高频、低噪和高信噪比特性，在能看的的各种应用中尚无局限性。

上海矽睿科技的第一款新产品QMC5983是用于个人自动导航的三轴地磁传感器。由AMR磁传感器与ASIC多芯片集成模块，包含温度补偿，零偏差，12位ADC、自动消磁驱动等功能，具有高分辨率，可以使指南针精度达到1-2度。QMC5983的尺寸为3.0*3.0*0.9mm3，结口为I2C 或SPI。上海矽睿科技将在今年推出更多传感器新产品。

物联网将为我们打开一个智能社会，将虚拟的电子世界和现实世界有机的结合起来。各种传感器将在其中起到桥梁作用。传感器的融合（fusion）和智能软件是必然方向。上海矽睿科技将与国内同仁一起努力打造这片新天地。