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ボッシュに聞く!MEMSセンサーの今後は?

MEMSセンサー

MEMSのイメージ写真

MEMSとは?

MEMS(メムス)とは、Micro Electro Mechanical Systemsの略で、日本語では微小電気機械システムといいます。半導体の技術によって作られたミクロの構造体で、センサーやアクチュエーター、電子回路が集積されたデバイスです。メリットは、半導体プロセスの製造工程で作ることができるので、低価格化や小型化、機能の集積化が進みやすいことです。

この技術により作られたMEMSセンサーは、スマートフォンやタブレット、パソコン、ゲーム機といった最新のデバイスや、自動車にとって、外部の情報を感知するために欠かせないものとなっています。

例えば、スマートフォンでは内蔵の加速度センサーにより、ユーザーの持っている向きを判断し、その結果、ディスプレイに表示する画像の方向が変わります。自動車分野では、ESCと呼ばれる横滑り防止装置に、ジャイロセンサーや加速度センサーが搭載されていて、「走る」「曲がる」「止まる」といった、自動車の基本的な走行性能の安全を確保しています。また、エアバッグ用のECUには加速度センサーが搭載されており、間違ってエアバッグが開いてしまう事態を回避しています。

世界のリーディングサプライヤー・ボッシュ

ボッシュは、1995年から自動車向けに、MEMSセンサーを生産しており、MEMSのサプライヤーの中でもトップに位置しています。2014年には、ボッシュのMEMSセンサーの累計生産個数が50億個を突破しました。

ボッシュが開発したMEMSセンサ

ボッシュが開発したMEMSセンサー

今では、世界のスマートフォンの2台に1台は、ボッシュのMEMSセンサーが搭載されているといいます。このようなMEMS市場の拡大の背景には、自動車向けのものだけでなく、コンシューマー向けのMEMSセンサーに対するニーズの高まりがあります。スマートフォンやゲームには、加速度センサーやジャイロセンサーに加え、今後は指紋センサー、血圧センサーなど、さらなる機能が追加されていくことでしょう。

車載MEMS技術と新たな取り組み

コンシューマー向けのMEMSは技術革新が進んでいます。一方で、車載MEMSはどうなのでしょうか。

車載MEMSのプロセス自体は古く、核となる技術は、開発当初の20年前のレベルと大差は無いそうです。コンシューマー向けの最新の技術よりは遅れていても、車載MEMSにおいては、その「変わらない技術」が信頼に結びつきます。自動車の「走る」「曲がる」「止まる」といった制御は、運転者の命に関わります。安全性や信頼性が第一であり、サイズなどの技術革新は副次的なものでした。

しかし、近年自動車に求められるユーザーのニーズが変化しつつあります。以前は、自動車は単なる移動手段でしたが、最近では自動車がライフスタイルの一環となっており、運転するという目的だけでなく、車内空間を楽しむといったニーズが出てきています。

そこでボッシュのMEMS開発では、コンシューマーと自動車の領域を横断する試みが始まっています。ボッシュセンサーテックと協業し、自動車で培った安定性、信頼性の技術をコンシューマー向けへ、コンシューマー向けに特化した早く安く作る技術を自動車向けへ、といったものです。

具体的には、ナビゲーション用のジャイロセンサーの開発が進められています。3個の加速度センサーと3個のジャイロセンサーにより、X軸、Y軸、Z軸の各方向に対する速度や加速度、回転などを検出できる、6軸の車載グレードのジャイロセンサーが開発されており、これによりGPSが無くても、自分がどこにいるか分かるようになります。

コンシューマー用センサ

コンシューマー向けセンサー

自動車用センサ

自動車向けセンサー

車載MEMSの今後 

このような用途の広まりを見せる車載MEMSは、これからどうなるのでしょうか? 今後、半導体の技術の進展とMEMSの生産量が増えることにより、生産コストも安くなっていきます。そして、ますます集積化が進み、小型になります。

自動車に搭載されるMEMSセンサーの数は、増えていくことでしょう。センサーから得られる情報はより精密になり、多様化し、量も増えていきます。自動車業界では、自動運転が盛んに研究されています。そのためには、自車の位置や前の車との間隔、障害物、歩行者などを検知することが必要になってきます。そのためにも、このMEMSセンサーから得られる精密で多様な情報は役立てられることでしょう。

MEMSにより収集可能なデータ

MEMSにより収集可能なデータ

また、センサーから得られる情報が多いほど、外界とのコネクティビティも高まります。このような情報を外部とやりとりすることで、MEMSセンサーはIoT(Internet of Things:モノのインターネット化)の分野でも活躍することが期待されます。

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