在汽车产业朝向电动化、智能化与高度自动化快速演进的背景下，车用MEMS传感器与多类无源器件正悄然成为支撑下一代车辆性能与可靠度的关键基石。MEMS传感器以其高精度、低功耗与小型化优势，为车辆提供从姿态控制、环境侦测到驾驶辅助系统所需的即时数据，而无源器件则在电源管理、信号稳定、滤波防护及可靠性增强等方面扮演不可或缺的角色。本文将为您介绍车用MEMS传感器与无源器件在汽车产业的应用，以及由Murata（村田制作所）所推出的相关解决方案。
现代汽车电子系统中的关键基础元器件
车用MEMS传感器与无源器件是现代汽车电子系统中的关键基础元器件，支撑车辆在安全、动力、车身控制与智能化方面的多元功能。MEMS传感器通过微型化结构实现高精度量测，大量应用于加速度、压力、陀螺仪、流量与麦克风等车载系统，支持如安全气囊触发、胎压侦测（TPMS）、车身稳定系统（ESC）、电动车电池管理（BMS）、导航与定位等核心功能。在自动驾驶时代，它们也用于多类感知系统的数据融合，提高车辆对环境与动态变化的判断能力。
无源器件（如电阻、电容、电感、晶体谐振器等）则承担电源管理、信号调理、抗干扰、电磁兼容性（EMC）与耐受高温等关键任务，确保车辆在复杂环境下仍能维持稳定运作。随着汽车电子架构向区域集中式发展，以及新能源车对高压系统与高速通信需求的增加，高可靠度、高耐压、高频与低损耗的无源器件变得更加不可或缺。
总体而言，车用MEMS传感器提供“准确感知”，无源器件提供“稳定支撑”，两者共同构建智能汽车的电子基础，使车辆更安全、更省能、更智能，也推动了未来自动驾驶与电动化技术的持续发展。
针对车载应用，Murata推出一系列相关的解决方案，涵盖MEMS传感器、热敏电阻、电容器、电感器、晶体谐振器等，以下将针对这些产品系列进行介绍。
汽车用的一体型6DoF陀螺仪加速度传感器
Murata推出的SCH1600是汽车用的一体型6DoF陀螺仪加速度传感器，SCH1600传感器系列通过冗余设计选项，以及内置可调双输出通道，为设计提供更大的灵活性。SCH1600可支持±300°/s的角速率测量范围与±8g的加速度测量范围，具有冗余数字加速度计通道，动态范围高至±26g，陀螺仪零偏不稳定性低至0.5°/h，角度随机游走可低到0.03°/√Hz，提供输出插值和抽取选项，可用于时钟域同步的数据就绪输出、时间戳索引和SYNC输入功能，可在−40至110℃的温度范围工作，采用3.0至3.6V的电源电压，1.7至3.6V的I/O电源，支持SafeSPI v2.0接口，可通过SPI帧选择20位和16位的输出数据，拥有范围宽广的自诊断功能，可利用超过200个监测信号，尺寸为11.8mm x 13.4mm x 2.9mm（长x宽x高），采用SOIC-24倒置外壳，符合AEC-Q100 1级认证，具有符合RoHS标准的牢固SOIC塑料封装，适合无铅焊接工艺和SMD安装，是经过验证的电容式3D-MEMS技术。
SCH1600传感器可提供在市场上更胜一筹的角度随机游走和零偏稳定性，确保即使在几秒钟的累积时间内，也能产生高质量的陀螺仪信号，可提供迅速的数据速率、时间同步功能和高性能，使车辆内全部子系统（从HUD控制到摄像头和前照灯调平）能共享有效的IMU信号。
该产品配备了200多个内部监控信号，其严格的功能性安全性能在市场中属于较高水准。测量轴的正交性在Murata进行了校准，使系统集成商可以跳过这一昂贵且性能至关重要的工艺步骤。
SCH1600系列传感器是目前理想的单封装6DoF器件，旨在作为中央车辆IMU，即使在非常恶劣的环境中，也能为车辆内的全部子系统提供高质量信号，通过与GNSS（全球导航卫星系统）和多种感知传感器（如摄像头、雷达和激光雷达）进行数据融合。代表性应用领域包括高级驾驶辅助系统（ADAS）、自动驾驶（AD）、惯性导航、高级车辆稳定性控制、动态调平和前照灯调平等。
可应用于汽车动力总成／安全设备的热敏电阻与陶瓷电容器
Murata还推出可应用于汽车动力总成／安全设备的热敏电阻NCU03WF104F6SRL，长宽尺寸为0.2 x 0.1英吋，电阻值（25℃）为100kΩ，电阻值（25℃）允许差为±1%，B常数（25/50℃）为4,250K，B常数（25/50℃）允许差为±1%，B常数在25/80℃时的标准值为4,303K，25/85℃时为4,311K，25/100℃时为4,334K，支持5V最大电压，最大工作电流（25℃）为0.031mA，散热常数（25℃）为1.5mW/℃，可在-55 ~ 125℃的温度范围工作，采用SMD封装，湿敏等级（Moisture Sensitivity Level, MSL）为1级。
NCU03WF104F6SRL热敏电阻具有出众的可焊性和环境稳定性，以及出众的长期老化稳定性，电阻和B常数精度高，支持可回流焊，具有三种尺寸（0603/0402）相同电阻值对应的B常数相同，尺寸更小，更易于在电路中使用，产品不含铅。
Murata的GCM系列是可用在汽车动力总成／安全设备使用的片状多层陶瓷电容器，是动力系统、安全控制装置等符合AEC-Q200的汽车用电容器，可用于发动机ECU等的驱动控制系统、安全气囊、ABS等安全设备。即使是温度循环和湿度负荷测试，可通过比一般用产品（GRM系列）更严格的测试条件。
相较于一般用GRM系列的最高使用温度为125℃，汽车用GCM系列的最高使用温度则提高到150℃，GRM系列的测试温度周期为5个周期，GCM系列的测试温度周期则为100次（AEC-Q200标准品是1000次），GRM系列的湿度负荷测试温度为40±2℃、测试湿度为90 ~ 95%RH、测试时间为500小时，GCM系列的测试温度则为85±2℃、测试湿度为80 ~ 85%RH，测试时间为500小时（AEC-Q200标准品是1000小时），可对应125℃、150℃的使用温度，也有可在发动机室使用的150℃产品系列，外部电极是镀锡器件，具有优良的可焊性。GCM系列的规格相当多，产品尺寸为0.4 x 0.2mm ~ 5.7 x 5mm，额定电压为2.5Vdc ~ 1,250Vdc，静电容量为0.1pF ~ 220µF，主要用途为引擎ECU等的驱动系统控制、安全气囊、ABS等的安全控制装置。
Murata还有一系列符合安全标准的金属端子型多层陶瓷电容器，适用于汽车（动力总成／安全）系统，型号为KCA55HR7MF152KU01#（末尾的“#”表示封装规格代码），像是KCA55HR7MF152KU01L、KCA55HR7MF152KU01K，可以使用于民用设备、工业设备、汽车信息娱乐／舒适设备、汽车动力总成／安全设备、植入式以外的医疗器械设备[GHTF A/B/C]、移动设备。
KCA55HR7MF152KU01#多层陶瓷电容器的芯片尺寸代号（mm/inch）为5750M/2220，长度为6.1mm ±0.4mm，宽度为5.1mm ±0.3mm，厚度为2.4mm ±0.2mm，d尺寸最小为4mm，金属端子宽度e为0.9mm ±0.2mm，支持EIA温度特性（标准规格）与X7R温度特性，支持温度特性与工作温度范围为-55～125℃。KCA55HR7MF152KU01#多层陶瓷电容器拥有1,500pF的静电容量，静电容量许容差为±10%，X1额定电压（DC）与Y2额定电压（DC）均为1,000Vdc，X1额定电压（AC）与Y2额定电压（AC）均为500Vac（r.m.s.）。
规格完整的汽车用多层电感器与晶体谐振器
Murata还推出汽车用多层电感器LQG15HH10NG02#（末尾的“#”表示封装规格代码），像是LQG15HH10NG02D、LQG15HH10NG02J、LQG15HH10NG02B，可以使用于汽车信息娱乐／舒适设备、汽车动力总成／安全设备，以及植入式、手术、自动输药应用以外的医疗器械设备[GHTF A/B/C]。LQG15HH10NG02#多层电感器的长度为1mm ±0.05mm，宽度为0.5mm ±0.05mm，厚度为0.5mm ±0.05mm，尺寸代号为1005/0402 mm(inch)。
LQG15HH10NG02#多层电感器的电感值为10nH ±2%，电感值测定频率为100MHz，支持500mA的额定电流（基于温度上升）上限，最大直流电阻为0.26Ω，自谐振频率为3,400MHz，Q值在8以上，Q测量频率为100MHz，可在-55 ~ 125℃的温度范围工作，没有支持磁屏蔽，支持回流焊接。
此外，Murata也有推出供汽车使用的电源线电感器，可在1.6mm x 0.8mm ~ 12mm x 12mm的大范围尺寸中，提供具有金属合金型、铁氧体多层型、绕线型等多个制作工艺的电感器产品阵容。金属合金电感器也称为金属复合电感器，通过使用很难发生磁饱和的金属材料，支持大电流，可用于智能手机、家电、汽车设备等用途宽广的大电流电源电路，包括DFEC/DFES系列。多层型的特征是小于0805 (2012)尺寸，高度0.6mm等小型低背产品，适合可穿戴设备、智能手机等小电力电源电路，像是LQM系列。绕线型则采用铁氧体磁芯，支持高于100µH电感值的庞大产品阵容是其优势之一，适合背光等升压电源电路和扼流用途，包括LQH系列与DEM系列。
Murata的汽车用的电源线电感器的阻抗值相当宽广，可小到0.15µH（如DEF201612PD），大到1mH（如MDH10060C），支持的额定电流值可从160mA（如LQM21DH_70）到13A（如MDH10060C），可满足多样的汽车应用需求。
在BLE和Zigbee等的通信功能中，晶体谐振器所需的频率精度一般为±40ppm，近年来，要求如此高精度的通信功能已大量配备在汽车中。迄今为止的晶体谐振器如果用于汽车等需要高温运行和长期可靠性的应用，则无法满足精度要求，需要使用IC进行调整处理，导致存在设计／制造成本较高的问题。
Murata推出了汽车用的晶体谐振器――XRCGE_M_F系列，这是一款表面贴装型晶体谐振器，支持32 ~ 50 MHz的频率，尺寸为2.0 x 1.6 x 0.7mm，采用树脂封装，符合AEC-Q200标准，通过Murata特有的封装技术实现小型化，通过无机物颗粒筛选消除缺陷风险，Murata并通过高温、高精度设计实现首款整体±40ppm（包括温度特性／老化）的精度，客户不需要通过IC进行校正（不需要调整），因此有助于大幅削减设计工时和制造成本，可用于车载TPMS、RKE、BMS等的无线通信功能（BLE/Zigbee等）。
结语
随着汽车产业迈向更高层次的智能化、电动化与网联化，车用MEMS传感器与无源器件的重要性正持续攀升。无论是准确的感测数据、稳定的电源环境，或车规级可靠性带来的长寿命表现，这些关键元器件共同构成车辆电子系统的基础，使前沿驾驶辅助、自动驾驶、动力控制与车身稳定系统得以稳定运作。Murata所推出的MEMS传感器与无源器件，将会是您用于增强汽车电子设计竞争力的关键，也将成为推动下一代智能汽车持续突破的核心力量。