电动汽车上无处不在的霍尔传感器

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）霍尔传感器是一种基于霍尔效应工作的元器件，在汽车上被广泛应用，用于测量电流、位置、开关等。过去在燃油车上，比如发动机、变速箱的齿轮等机械部件需要大量霍尔传感器对其进行状态监测，获取转速、方向等信息。而在电动汽车上，电机需要霍尔传感器来对电机转子转速等进行监测，同时更多电子部件，对于电流监测的需求也要用到大量霍尔传感器。

霍尔传感器原理和结构

前面简单讲到霍尔传感器是基于霍尔效应的原理，具体来说，是将一个半导体元件（也被称为霍尔元件）通上电，当在半导体周围引入一个垂直于电流方向的磁场时，会产生横向电场，从而产生电势差。通过测量这个电势差变化就可以测量物体的运动位置、速度、角度，或者是导体中的电流等信息。

在实际的霍尔传感器中，除了霍尔元件外，还需要一个处理电路，包括放大器、比较器、数模转换等器件，对信号进行放大和处理，转换成便于使用的数字信号。

霍尔传感器可以分为两大类，分别是线性霍尔传感器和霍尔开关，前者输出的是模拟信号，能够提供与磁场强度成比例的输出信号，适合需要精确测量的应用，比如油门刹车踏板位置传感器、方向盘转向角度传感器等；后者输出的是数字信号，在检测到磁场强度超过某个阈值时改变其状态，适用于简单的存在检测或位置感应，比如车门开关检测。

霍尔传感器属于磁传感器的一类，磁传感器又分为霍尔传感器、磁阻传感器两个主要大类，而在全球磁传感器的市场份额中，霍尔传感器占据主导地位，市场占比近70%。这主要得益于霍尔传感器成本更低，且具备大量程、体积小、寿命长、耐振动等特性，适合于更多应用场景。而磁阻传感器的灵敏度和精度更高，功耗更低，不过成本较高，抗干扰能力较弱。

汽车霍尔传感器市场

目前从磁传感器的市场来看，主要由英飞凌、迈来芯、Allegro、TDK、AKM等海外玩家占有大部分市场份额，尤其是在汽车市场上这些厂商更加具备优势。

在汽车市场上，由于汽车智能化和电动化所带来的新需求，对于霍尔传感器等磁传感器的需求将逐年攀升。Yole预计，汽车市场在2021年到2027年间的复合年均增长率将达到10%。

国内不少MEMS厂商都推出了霍尔传感器产品，不过一直以来，国内厂商都面向在门槛更低的消费类市场，但门槛低带来的一个问题就是玩家太多导致的价格战乱象。入局利润更高
的汽车市场，是当前国内很多厂商的愿景。

电动汽车的发展也给本土霍尔传感器产品带来了机会，一方面是因为几年前的汽车芯片供应链危机导致了供应链本土化的趋势，另一方面是需求产生了巨大的增量。

赛卓作为较早进入国内汽车供应链的本土霍尔传感器供应商，早在2020年就推出了用于油门踏板方案的高精度线性霍尔传感器SC4688和非接触式位移传感器SC679501，两款传感器分别可以用于旋转式油门踏板和直线型油门踏板。其中SC4688当时据称是国内首创，采用自主研发技术，定制3-pin SA封装，最大检测角度120°，提供温度系数、起点终点、灵敏度等可编程。

矽睿半导体目前针对汽车应用已经推出了全系列的霍尔传感器产品，包括位置检测、速度测量、电流检测、角度测量等应用。比如针对车窗开关、门锁检测推出的SWF254S单极型数字输出霍尔开关；针对电流检测、角度测量SWG501NS线性型模拟输出霍尔传感器等。

另外还有几家国内的MEMS大厂也已经推出了汽车霍尔传感器产品，比如纳芯微、灿瑞科技、思瑞浦等。

小结：

电动汽车带动了霍尔传感器的市场需求，也给国内厂商带来了更多的机会。踏出了最艰难的一步，打入主机厂供应链之后，未来的发展前景值得期待。