中國(guó)磁性傳感器行業(yè)調(diào)研 預(yù)期汽車(chē)磁傳感器應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)

• 2022年9月27日 ChenZeFang來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 463 24
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磁性傳感器在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。磁性傳感器作為一種著名的傳感器類(lèi)型，從霍爾效應(yīng)磁性傳感器到各向異性磁阻效應(yīng)，到基于巨大磁阻的GMR磁性傳感器，再到基于隧道磁阻的TMR磁性傳感器。 巨大的磁阻效應(yīng)是指磁性材料的電阻率在沒(méi)有外部磁場(chǎng)的情況下發(fā)生巨大變化的現(xiàn)

磁性傳感器在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。磁性傳感器作為一種著名的傳感器類(lèi)型，從霍爾效應(yīng)磁性傳感器到各向異性磁阻效應(yīng)，到基于巨大磁阻的GMR磁性傳感器，再到基于隧道磁阻的TMR磁性傳感器。 巨大的磁阻效應(yīng)是指磁性材料的電阻率在沒(méi)有外部磁場(chǎng)的情況下發(fā)生巨大變化的現(xiàn)象。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果在某些情況下，磁場(chǎng)中物質(zhì)的電阻率很高，那就叫巨大的磁阻效應(yīng)。GMR傳感器一般采用橋梁結(jié)構(gòu)、功耗、響應(yīng)時(shí)間、溫度漂移等傳感器指標(biāo)，與AMR傳感器相似，但磁阻比遠(yuǎn)大于AMR，其磁阻一般比δR/RMIN高15%左右。由于GMR的技術(shù)門(mén)檻較高，比基于霍爾效應(yīng)和各向異性磁阻效應(yīng)的AMR傳感器更為罕見(jiàn)。

以上，模擬輸出GMR角度傳感器正弦和余弦角度重量檢測(cè)磁場(chǎng)方向，深度GMR技術(shù)制造商將模擬固定層輸出GMR傳感器，減少正弦差，增強(qiáng)磁場(chǎng)壓力耐受性，在發(fā)動(dòng)機(jī)附近，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須使用超磁場(chǎng)工作磁鐵，可以顯著提高外部分散磁場(chǎng)的容忍度。此外，模擬輸出傳感器和磁鐵之間的相對(duì)位置更自由，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的靈活性。

磁性傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，對(duì)位置、速度、電流、通斷等變量進(jìn)行檢測(cè)的傳感器元件。按照技術(shù)類(lèi)型，磁傳感器可以分為霍爾、AMR、GMR、TMR等類(lèi)型。其中霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，通常由一塊薄的矩形p型半導(dǎo)體材料(如GaAs、InSb等)組成。AMR傳感器利用磁阻元件電阻隨磁場(chǎng)變化的原理，以檢測(cè)磁場(chǎng)方向的變化。GMR的原理基于電子自旋，利用一系列由不同磁性和非磁性材料組成的超薄層，創(chuàng)造出阻值隨磁場(chǎng)方向連續(xù)變化的傳感器件。TMR傳感器則利用隧道磁阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電阻隨磁場(chǎng)方向變化的傳感器件。目前汽車(chē)上應(yīng)用的磁傳感器大多為霍爾傳感器。

從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，磁傳感器芯片競(jìng)爭(zhēng)格局十分集中，全球5家芯片供應(yīng)商Allegro、TDK、Melexis、Infineon、NXP幾乎壟斷市場(chǎng);相比較而言，全球汽車(chē)磁傳感器供應(yīng)商相對(duì)分散，Bosch、Delphi、Conti、Denso等眾多Tier1均有相應(yīng)產(chǎn)品系列，與具體應(yīng)用的汽車(chē)電子系統(tǒng)為OEM統(tǒng)一配套。

數(shù)據(jù)顯示，2021年全球磁傳感器市場(chǎng)規(guī)模約26億美元，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4455億美元，2021--2027年CAGR為9%。從下游應(yīng)用需求來(lái)看，位置傳感器和速度傳感器是磁傳感器主要兩大應(yīng)用領(lǐng)域，2021年需求占比分別為38.2%、20.0%，兩大下游領(lǐng)域市場(chǎng)空間分別為9.76億美元、5.12億美元。

從技術(shù)份額占比來(lái)看，霍爾傳感器因其技術(shù)成熟，且可以用CMOS工藝制造，是目前市場(chǎng)主流磁傳感器技術(shù)方案。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，按出貨量口徑，預(yù)計(jì)2027年Hall傳感器在全球占比達(dá)到69%，AMR/GMR/TMR占比分別為13%/5%/13%。

從全球磁傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，全球磁傳感器主要廠家包括Allegro、英飛凌、AKM等，以收入口徑計(jì)算，前三大廠家市場(chǎng)份額分別為16%/15%/10%。國(guó)內(nèi)玩家有納芯微、寧波時(shí)代電氣、比亞迪半導(dǎo)體等。AMR、GMR、TMR均基于磁阻原理，作為下一代磁傳感器技術(shù)，憑借性能優(yōu)勢(shì)，滲透率正日益提升，主要磁傳感器芯片廠商均有所布局。

磁傳感器在汽車(chē)領(lǐng)域有重要應(yīng)用。磁傳感器在傳統(tǒng)燃油車(chē)和新能源汽車(chē)中均有廣泛應(yīng)用，在傳統(tǒng)燃油車(chē)中，磁傳感器可以應(yīng)用于汽車(chē)傳動(dòng)軸，泵、閥開(kāi)關(guān)檢測(cè)、油門(mén)踏板位置檢測(cè)、車(chē)輪速度檢測(cè)等;在新能源車(chē)中，磁性傳感器可以用于新能源車(chē)主驅(qū)、OBC、DC/DC等組件的電流傳感中，磁位置傳感器還可以用于BMS液冷系統(tǒng)閥門(mén)的控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)算，在新能源汽車(chē)中單車(chē)需要約15-30個(gè)磁傳感器。未來(lái)隨著汽車(chē)功能復(fù)雜度的提升和安全要求的提升，預(yù)期汽車(chē)磁傳感器應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。

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