加速度传感器担任对动车组的失稳、车厢舒适度和走行部件健康状况进行检测，广泛应用于轨迹交通系统。
“要确保动车组高速平稳行进，首要要由加速度传感器对来自X（轴）、Y（径）和Z（垂）向的应力进行实时监测，并将电信号传输给列车指挥系统。”北京交通大学教授秦勇告知科技日报记者，加速度灵敏器材担任完结电信号的传输，是高端加速度传感器中的核心部件。
科技日报记者在采访中了解到，因为我国传感器工业长时间处于工业链中下游，加速度灵敏器材进口率达80%以上。
最小长度为头发丝直径的1/50
加速度灵敏器材属高端芯片，多选用MEMS工艺制作。
MEMS是一门归纳学科，包括微规范下的力、电、光、磁、声、原子、外表等物理学的各分支，乃至化学、生物、医学和仪器等各范畴，学科穿插很强，研讨难度很大。
“MEMS工艺则是在传统的半导体工艺和资料基础上，使用平面硅加工工艺、体硅加工工艺等微纳米技能，在硅片上制作微型机械灵敏器材，并将其与对应电路集成为一个全体的技能。”宁波中车年代传感技能有限公司副总经理吕阳介绍说，比较传统的厘米级机械器材，MEMS器材尺度十分细小，长度从1毫米到1微米，而一根头发丝的直径大约是50微米。
硅是MEMS的首要资料，其电气功能优秀，硅资料的强度、硬度和杨氏模量与铁适当，密度与铝相似，热传导率挨近钼和钨。“一块几微米的MEMS传感器芯片，要集成七八种机械配件。”吕阳说。
现在全球具有整个MEMS工业链的公司根本为美日欧公司，有博世、霍尼韦尔、ST（意法半导体）、索尼、ALLEGRO、AKM、TDK、英飞凌等，全球商场占有率达90%以上。
国产MEMS器材量产仅有X、Y轴向
为确保高铁的毛病率仅答应的百万分之一，高可靠性的灵敏元器材，是加速度传感器集成商的必然选择。吕阳泄漏，现在国际最先进的灵敏器材为三轴，规范为零点偏置±50mg乃至更小、零点温度差错±1mg/℃、灵敏度温度差错±100ppm/℃、噪声低至30μg/√Hz，且使用寿命根本在10年以上。
比较之下，国内规划最大、专做MEMS的企业美新，现在能构成量产的仍是两轴产品，仅能丈量X、Y向。MEMS传感器品类很多，以万为单位，且不同MEMS传感器之间参量较多，消费类加速度灵敏器材，不能直接应用于高速轨迹交通职业，需求进行可靠性优化规划。“这种职业特性，要求企业在前期研制上有必要投入巨资。”吕阳说，一般来说，月产1000万只，才干确保MEMS传感器商场盈亏平衡。依据查询，国内绝大多数企业都远低于这一规划。
秦勇以为，起步晚、研制和资料工艺落后、资金和人才严峻匮乏，以及产学研脱节等，都是国内MEMS职业开展滞缓的重要因素。
SOI工艺加工等关键技能已打破
高铁工业需求很多传感器，一列8编组动车组需求上千传感器，实时收集与监测车辆状况数据。
到2020年，我国高铁路程将新增5000公里，达3万公里，并且还将提高智能化水平。“这意味着对加速度、视点和温度等传感器的巨大需求。”秦勇表明。
来自我国中车和我国铁建音讯，2019年，“复兴号”智能版列车将上线运转，在国际上初次完成时速350公里自动驾驶；而我国铁建电气化局规划研制的高铁供电线材之一，即棘轮智能在线监测设备，在国内首创拼装高精度视点传感器、温度传感器和振荡监测传感器，其间视点传感器丈量精度±0.1°，温度传感器丈量精度±0.1℃。
无疑，后续我国轨迹交通职业仍需求很多传感器。
“现在国产轨迹交通配备传感器尚属二代产品，仍以模仿量传输为主，易受搅扰，一起在恶劣条件下产生毛病后，尚无法完成自确诊，不具有自愈才能。”秦勇说，MEMS工艺便是要完成信号输出从模仿改为数字，具有自校对、自确诊、自判别和自愈才能。
MEMS加速度传感器国产化代替正紧锣密鼓。
“相关科研院所已打破高精度SOI工艺加工、圆片级可调阻尼封装、低功耗ASIC专用集成电路等关键技能。”吕阳说。
SOI工艺，指在顶层硅和衬底硅之间，引进一层二氧化硅层，起绝缘和阻隔效果。根据SOI工艺的MEMS器材具有工艺简略、漏电流小、无闩锁效应、电流驱动才能强等许多长处
