佐思汽研發布了《2025年車規級MEMS（微機電系統）傳感器研究報告》。

MEMS（Micro Electro Mechanical System，微機電系統），是一種將微機械結構、微傳感器、微執行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源模塊等按功能要求集成于芯片上的微型器件或系統。MEMS微機電系統主要可分為MEMS傳感器和MEMS執行器。

MEMS傳感器由MEMS芯片和ASIC芯片封裝構成，MEMS芯片把外界的物理、化學、生物等信號轉換成電信號，ASIC芯片讀取上述電信號并進行處理、輸出，從而實現外部信息獲取的功能。與傳統傳感器相比，MEMS傳感器可以把配件全部集成在一塊很小的MEMS芯片上，具有高集成度、微型化、智能化、重量低、功耗低、多功能等優點。

MEMS微機電系統的產品分類

來源：佐思汽研《2025年車規級MEMS（微機電系統）傳感器研究報告》

在汽車領域，MEMS傳感器廣泛應用于汽車的ADAS系統、智能座艙、車身舒適系統、動力總成和底盤系統。主要應用包括高精度定位、健康座艙（空氣質量）、車內心跳監測、智能車鑰匙、主動降噪、熱泵空調、安全氣囊、發動機、電池管理系統（BMS）、車身電子穩定系統、防抱死系統（ABS）、電控懸掛以及胎壓監控（TPMS）等汽車的各個部分。

MEMS傳感器在汽車中的應用

來源：美新半導體

汽車應用的MEMS產品中，壓力傳感器、慣性傳感器及麥克風是使用最多的MEMS傳感器，占汽車MEMS系統的99%。未來隨著汽車智能化和系統集成化的趨勢以及MEMS相關器件的研發，將會有更多種類、數量的MEMS傳感器應用到汽車上。

MEMS慣性傳感器：MEMS IMU在自動駕駛中的應用將實現增長

MEMS慣性傳感器是新能源汽車智能駕駛感知的基礎，主要包括MEMS陀螺儀、MEMS加速度計、MEMS IMU慣性測量單元，可用于測量車輛行駛時的加速度和角速度，提供實時的車輛運動姿態和運動軌跡。MEMS慣性傳感器（加速度計、陀螺儀）最早應用于安全氣囊和電子穩定控制系統中，隨著汽車自動駕駛的發展，拓展了MEMS IMU在高精度定位和導航場景中的應用。

MEMS IMU在經典智駕方案中的應用

來源：戴世智能

MEMS IMU內部集成了MEMS加速度計、MEMS陀螺儀以及運動/姿態算法。在經典智駕場景中，MEMS IMU常用于車輛定位與導航、運動狀態感知、環境感知輔助、控制與決策支持等模塊及功能中。

端到端智駕方案對IMU的進階需求

來源：戴世智能

在端到端智駕方案中，IMU集成至域控的方案已成為主流選擇。伴隨自動駕駛的演進，汽車對于感知及定位部分有著更高的準確性和安全性要求，需要保證車輛位置信息高度準確和可靠，尤其是L3及以上的自動駕駛車輛需要擁有更高精度的定位，對于MEMS IMU的要求會越來越高：

高精度與高穩定性：高精度的IMU可以提供更準確的車輛姿態信息，幫助系統更好地理解車輛在空間中的位置和方向。同時IMU的穩定性對系統的可靠性至關重要，在長時間運行過程中，IMU需要保持穩定的性能，輸出可靠的數據，不受溫度變化、振動等環境因素的影響。

快速響應與高更新頻率：端到端智能駕駛系統需要對環境變化做出快速響應，因此IMU需要具有快速的響應能力以及高頻率更新數據。

與深度學習模型的兼容性：端到端智能駕駛系統通常使用深度學習模型來處理傳感器數據，因此IMU需要提供與深度學習模型兼容的數據格式。

高可靠性與故障分析能力：端到端智能駕駛系統對安全性要求極高，包括在各種惡劣環境下的正常工作能力，如高溫、低溫、高濕度、強振動等環境，因此IMU需要具有高可靠性。同時由于端到端系統的復雜性，IMU需要具備故障檢測和診斷能力。而當IMU出現故障時，智駕系統能夠及時檢測到故障，并采取相應的措施，如切換到備用傳感器或降低車輛速度，以確保車輛的安全。

針對慣性導航、ADAS及自動駕駛應用，2024年11月，村田制作所Murata推出了新款車規級6軸MEMS慣性傳感器SCH1633-D01，它是目前村田車規級IMU中體積最小的產品。

村田新款車規級6軸MEMS IMU——SCH1633-D01

該車規級6軸MEMS IMU內部集成了3軸加速度計和3軸陀螺儀，加速度量程為±8g，角速度量程為±62.5dps~±300dps，內置正交誤差補償，可實現極其平滑和高分辨率的輸出；該IMU還具備時間同步功能，可以提供結合GNSS的航位推算、車輛姿態測量、攝像頭/激光雷達/雷達的傾斜檢測等所需要的信號，解決這些信號之間存在的時間錯位問題。

在車規級MEMS IMU領域，目前較高精度的MEMS IMU大多依賴于海外進口。隨著國內新能源汽車行業的發展優勢和契機，車規級MEMS IMU的國產化替代正在加速進行，矽睿科技、導遠科技、美泰科技、瑞聲科技、華芯半導體、戴世智能、新納傳感等國內企業正在布局車規級MEMS IMU產品。

2024年7月，矽睿科技發布了全新的六軸MEMS慣性測量單元QMI8A01/QMI8A01z。其中QMI8A01z已經通過AEC-Q100 Grade2可靠性驗證標準。

矽睿科技六軸MEMS IMU產品QMI8A01/QMI8A01z主要技術特點

來源：佐思汽研《2025年車規級MEMS（微機電系統）傳感器研究報告》

QMI8A01z中的MEMS陀螺儀的板級靈敏度誤差達到±1%，MEMS加速度計的TCS達到了0.0025%/℃，在惡劣環境的使用場景中，能盡量減少環境帶來的影響，還有利于技術人員開發出靈活度更高的算法。此外，本系列器件支持 SPI、I2C、I3C通訊協議，而且為了降低應用開發者的開發難度，傳感器內置智能算法，主要集成了AnyMotion, No-Motion, SignificantMotion運動判斷引擎，可以檢測運動/靜止/持續運動等，并輸出相應的中斷信號。

MEMS壓力傳感器：MEMS壓力傳感器在BMS中的熱失控監測應用將實現增長

MEMS壓力傳感器廣泛用于汽車的動力域、底盤域以及座艙域中。在傳統燃油車中，MEMS壓力傳感器被廣泛應用于變速箱和發動機等的壓力檢測。在新能源汽車領域，EV汽車的加速發展可能意味著傳統燃油車動力系統中對于壓力傳感器的需求將減速，與此同時，MEMS壓力傳感器也會出現一些新的應用場景。比如，座艙域中的座椅壓力傳感器和熱泵空調壓力溫度復合傳感器、動力域中的電池包壓力傳感器等。其中，BMS系統中的熱失控監測有望實現顯著增長。

目前新能源汽車動力電池以鋰電池為主，過充、過放、過熱、短路、高溫、擠壓、碰撞、進水等原因都有可能引發電池包熱失控現象。熱失控情況下，電池包內部會發生多種化學反應，在化學反應下會產生熱量和氣體，電池內部壓力會增強，這時候可以通過壓力傳感器來檢測到電池包的壓力變化。

NXP電池壓力監測傳感器NBP8-9x結構框圖

來源：NXP

恩智浦的壓力傳感器產品系列NBP8和NBP9是一個完全集成的電池壓力監控傳感器，該方案內置MCU、壓力傳感器，集成了一個8位中央處理器CPU和恩智浦提供的固件。以NBP8xx系列產品為例，該產品可以檢測壓力，當檢測到壓力有變化時可以喚醒主MCU。壓力傳感器位于電池監測單元內，這里的壓力傳感器與主MCU通信，然后主MCU通知駕駛員在熱逸走爆發前趕快逃到車外。

MEMS麥克風：智能駕駛感知應用將成為車載MEMS硅麥的新增量

車載MEMS麥克風的應用可分為車內拾音應用和車外拾音應用兩類，其中車內拾音應用主要包括免提通話、語音交互、主動降噪等，車外拾音應用包括環境感知和外部語音拾取，用于道路狀況檢測、（救護車/警車）警報器檢測。

ADAS系統一般是基于攝像頭、雷達或激光雷達的位置采集，目標對象必須要在其視線范圍內才能被系統探測與識別。而在L3/L4自動駕駛系統中，對于緊急車輛逼近的檢測能力會有更高的要求。L3/L4自動駕駛要求車輛能夠檢測并響應動態行車環境，例如救護車、警車等緊急服務車輛，如果在視線被遮擋的情況下，基于視覺的感知顯然是無法及時檢測到有緊急車輛的接近。

而車載MEMS麥克風可以為車輛提供聽覺能力，在視覺傳感器之前通過MEMS麥克風提前感知到緊急車輛的接近。麥克風極高的靈敏度可以在人耳聽不到的情況下檢測到周圍的聲音，對靠近的物體提前警示，為駕駛員或自動駕駛系統留出更多的時間來做出響應，提高自動駕駛系統的安全性。

英飛凌攜手Reality AI共同打造出了一套能讓車輛擁有聽覺能力的先進傳感解決方案，該解決方案是在現有的傳感器系統上增加車載MEMS硅麥，通過聲音幫助智能駕駛，可以更好地實現對特殊車輛的避讓，并對盲區看不到的行人和車輛進行提前預警。

英飛凌基于車載MEMS硅麥IM67D130A打造的傳感解決方案框圖

來源：英飛凌

該傳感解決方案基于英飛凌XENSIV系列車載MEMS硅麥IM67D130A，結合AURIX微控制器MCU和Reality AI的“Automotive See-With-Sound”（SWS）系統打造而成。英飛凌車載MEMS硅麥IM67D130A低失真(THD)和130dB SPL的聲過載點 (AOP)，使得麥克風能在嘈雜的環境中捕獲到無失真的音頻信號，從而對于隱藏在高背景噪聲或風噪聲中的警報聲也能進行可靠的識別。

由于該系統采用基于機器學習的算法，即使駕駛員看不到，或車輛的ADAS傳感器無法檢測到緊急車輛、常規車輛及其他交通參與者，機器學習算法也能確保識別全球各個國家的緊急車輛鳴笛聲。

英飛凌通過Reality AI的“SWS系統”識別緊急車輛鳴笛聲

來源：英飛凌

為處理音頻信號，Reality AI軟件采用了英飛凌AURIX TC3x系列MCU。該可擴展的MCU系列提供從一核到六核的選擇范圍及高達16MB的閃存，能達到ISO26262 2018標準的ASIL-D功能安全等級，并滿足EVITA的全面網絡安全標準。