今年的諾貝爾物理獎頒給了巨磁電阻效應的發現者。英飛凌已開始利用這種效應,測量汽車中的轉向角度,是全球第一家開始量產整合式巨磁電阻感測器(iGMR)的半導體供應商。這部英飛凌感測器能以出色的精確度,測量從0°到360°的角度,配備了兩個完整的巨磁電阻(GMR)電橋、溫度感應器、兩個類比/數位轉換器、數個電壓調整器、額外的濾波器,以及可在運作期間持續監控這些元件的內部機制。
英飛凌的感測器晶片TLE 5010提供了兩種數位角度構成要素–正弦(sine)函數和餘弦(cosine)函數。透過SPI介面連接到感測器的8位元微控制器,運用了這些函數來計算確切的角度訊號。以數位的方式,將資料在感測器和微控制器間轉移,代表對干擾更不敏感。此晶片也利用整合式的溫度感應器提供補償,確保廣泛溫度範圍(從-40°C到+150°C)中的高度角度精確性。
巨磁電阻(GMR)效應的基礎,是幾奈米厚多層金屬薄膜的電阻變化。簡單來說,薄膜包含了具固定方向磁化性 (參考方向)的參考層,以及根據外加磁場方向磁化的感測器層,就像羅盤的指針一樣。感測器層和參考層由一層只有幾原子厚的銅隔開,這個銅層可製造GMR效應,此種薄膜的電阻,會根據外加磁場與感測器參考層間的角度而變化。英飛凌已成功地在標準半導體CMOS生產過程中,以必要的精確度,加入了這種元件層。
根據英飛凌自己的估計,在多種汽車安全應用領域中,英飛凌的感測器晶片佔有領先全球的地位。英飛凌是胎壓監控系統(TPMS)所用壓力感測器的龍頭供應商,市佔率超過50%,在用來測量反鎖死煞車系統輪胎轉速的霍爾(Hall)效應感測器領域,也有約50 %的市佔率;在側面防撞氣囊系統用的完全整合式壓力感測器方面,英飛凌擁有超過80%的市佔率。