磁傳感是在現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛的一類傳感器件，通過把磁場、電流、應(yīng)力應(yīng)變、溫度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來檢測相應(yīng)物理量變化。

在磁性位置傳感器這一大類別里，有基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，有基于各向異性磁阻效應(yīng)的AMR傳感器，有基于巨磁阻效應(yīng)的GMR傳感器，還有基于隧道磁阻效應(yīng)的TMR傳感器，這些是目前位置傳感應(yīng)用里的核心傳感技術(shù)，后面三者也被統(tǒng)稱為磁阻傳感器。

傳統(tǒng)霍爾到3D霍爾

基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器從應(yīng)用端的使用率上來看無疑是最多的技術(shù)路線，技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、體積小重量輕且性價(jià)比高是它的優(yōu)勢(shì)。在很多高端應(yīng)用場景，如汽車、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化中，依然有著不少霍爾效應(yīng)磁傳感在應(yīng)用。

這類場景中，3D霍爾效應(yīng)位置傳感器應(yīng)用得越來越多，是近年來備受關(guān)注的傳感器類型。3D霍爾傳感器通過在X、Y和Z軸三個(gè)方向上放置三個(gè)獨(dú)立的霍爾元件，可以同時(shí)測量物體在三個(gè)軸上的磁場強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的三維磁場感知。3D霍爾效應(yīng)位置傳感器可以提供多個(gè)磁場范圍以應(yīng)對(duì)不同的強(qiáng)磁場環(huán)境保證可靠度。用高帶寬進(jìn)行測量的3D霍爾也提高了傳感器感測的整體速度。

目前市面上可以提供3D霍爾傳感器廠家相比于傳統(tǒng)霍爾傳感廠商還比較少，傳統(tǒng)霍爾向3D霍爾轉(zhuǎn)變難度不小。國內(nèi)不少廠商都已經(jīng)推出了3D霍爾傳感，如燦瑞、昆泰芯、霍爾微等。根據(jù)QYResearch發(fā)布的3D霍爾傳感器行業(yè)分析報(bào)告，預(yù)計(jì)2029年全球3D霍爾傳感器市場規(guī)模將達(dá)到1.9億美元，近五年年復(fù)合增長率為8.5%。汽車、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、智能家電等需要精確測量磁場的應(yīng)用對(duì)高精度傳感的需求在大力推動(dòng)3D霍爾的發(fā)展。

汽車市場增長帶動(dòng)磁阻傳感普及

三類磁阻傳感都基于最原始的磁阻效應(yīng)，即通有電流的導(dǎo)體上施加磁場，導(dǎo)體電阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。AMR磁阻傳感應(yīng)用了電子的散射各向異性，GMR磁阻傳感應(yīng)用了磁性材料電阻率在磁場作用時(shí)變化幅度非常大的特性應(yīng)，TMR磁阻傳感應(yīng)用了穿隧電阻大小隨兩邊鐵磁材料相對(duì)方向變化的特性。

AMR、GMR和TMR，三種磁阻傳感技術(shù)難度遞增，結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、成本和工藝難度同樣如此，與之相匹配的是更高的靈敏度和更大的磁阻效應(yīng)。以代表靈敏度的磁電阻比ΔR/Rmin為例，AMR在3%左右，GMR在15%左右，TMR直接提高到50%以上。

這幾類傳感，在汽車傳感、智能電網(wǎng)、新能源等磁場、電流測量領(lǐng)域有著不可替代的重要作用，近年來隨著材料、元器件、電路技術(shù)以及傳感技術(shù)的發(fā)展，這些高技術(shù)門檻高成本的技術(shù)應(yīng)用也開始多了起來，正逐步取代霍爾成為新一代的集成化磁場傳感器技術(shù)代表。

相關(guān)傳感技術(shù)賽道上的廠商也越來越多，各廠商也在不斷增強(qiáng)磁阻傳感技術(shù)實(shí)力，NXP獲得了TMR龍頭廠商Crocus的技術(shù)授權(quán)；TDK收購了霍爾傳感廠商Micronas，英飛凌在不斷探索融合磁阻傳感xMR兼顧各磁阻傳感優(yōu)勢(shì)；多維科技在TMR和AMR產(chǎn)品上不斷在推陳出新；Allegro重點(diǎn)布局在GMR賽道，同時(shí)在探索TMR賽道。

磁阻傳感開始普及和汽車市場有著莫大的關(guān)系，汽車向電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展，對(duì)磁傳感的需求大增，單個(gè)汽車搭載的磁傳感數(shù)量和價(jià)值不斷上漲。為了匹配汽車電子系統(tǒng)，磁阻傳感開始加速滲透。

小結(jié)

從目前行業(yè)主要磁阻傳感廠商的動(dòng)向來看，融合磁傳感技術(shù)正在成為風(fēng)向，不論是霍爾加上磁阻傳感技術(shù)的融合，還是不同磁阻傳感技術(shù)的融合，在單一傳感器上進(jìn)行多路技術(shù)集成帶來了更強(qiáng)的競爭力?？梢灶A(yù)見未來磁傳感市場會(huì)出現(xiàn)越來越多的組合技術(shù)式產(chǎn)品，以匹配高端電子設(shè)備系統(tǒng)的傳感需求。