文/走芯人
之前寫過一篇關於TMR技術功能和優勢的內容，因而也收到一些技術工程師的回應和問詢，主要關於國內TMR的環境和目前現狀。
其實非常能夠理解終端或者集成商對於國內技術的關切度，因為不管從元器件哪個分支去評估，國內廠商對標國外廠商，在元件產品檔位相當的情況下，往往都具有成本低、運輸快、量產猛這些實打實的優勢。而元器件廠商又是一個靠量產和出貨來謀求生存和發展的行業，所以能否享受到這些優勢帶來的紅利，是至關重要的。
但矛盾點也非常明顯，在於一些高精尖的前沿技術，事實上國內並沒有成熟配套的產品線，一直是處於追趕國外節奏中，而如果沒有達到國外技術的高端性，上述説的這些實打實的優勢也只不過是一種“低價買低端”的無奈之舉，依然無法從頂尖技術中獲得優勢應用的延展性。而TMR其實就屬於這種。今天就主要來説一下，TMR技術在國內的綜合現狀和技術壁壘性，以及未來的國內破局點。
歷史原因是國內TMR先天不足的根源
可能先天不足導致土壤匱乏是國內眾多高精技術及其行業得不到有效發展的通病，而TMR的現狀可能是尤其顯著的一支。
從歷史去看，這個短板問題會顯露得尤其尖鋭和露骨。 從1856年威廉·湯姆森發現磁阻效應，到1975年Michel Julliere發現低温條件下TMR效應，國外科學家花了近120年。然後又用了20年，在1995年Terunobu Miyazaki 和Moodera才發現了室温下的TMR，這才把TMR推向實用化，當然這個實用化依然是停留在極少數的工業級和學術級。
之後的11年內，TMR技術在國外可以説是迅猛崛起的11年，先是發現MgO作為新一代絕緣層材料（替代了原有材料鍺Ge），然後發現了CoFeB/MgO/CoFeB材料的高電阻率變化，接踵產生的連鎖反應是第一批次專注於TMR技術研發的公司開始冒頭，其中包括我之後會提及的專注TMR技術型公司Crocus，而從那時起TMR技術算是正式獲得業界重視並進入大規模商業開發階段，這裏劃個重點，國外對於該項技術的發現到商業化經歷了整整150年，儘管這個時間裏有很多冗餘處在發現停滯狀態，但對於技術的發明和探索依然存在100多年的積累，這保證了國外在該項技術上有着絕對優勢和相對壟斷性，這是無可辯駁的。那反觀國內呢？有據可查的搜索資料裏，國內最早投入TMR技術研發的公司多維成立在10年前，並且先進技術和產品依然選擇從國外引進，這在早年的網絡wiki問答裏得到較為官方的回覆。縱使滿打滿算，國內TMR技術的發展時間遠遠不足國外的十分之一。
（內容選自網絡）
至此，拋開國家屬性和關係這些複雜因素，就技術論技術而言，對於TMR國內現狀應該可以產生比較明晰的認識，我國在TMR技術領域確實存在落後先進國家的情況，當然百餘年的積澱差距一定在迅速縮小，但也遠非幾年之功可以趕上。
TMR的技術壁壘不只是技術，也是行業頑疾
很多人一定會存在不解或者不服，我們國家是舉世公認的工業生產和製造大國，工業GDP萬億級，為何會追趕不上國外先進技術，TMR的技術壁壘到底在哪裏？從筆者的角度看，這個壁壘性是技術和行業環境共同構築的，並非短期內可以改變。
一方面是技術，事實上對於TMR來説，核心技術唯有兩類，材料和製造。在當下，TMR的技術原理其實已經沒有那麼神秘不可知了。但是在商業化和工業化使用時，對於使用隧穿磁阻效應的模塊，如何在封裝大小、線性度、敏感度、測量範圍、測量精度、接觸形態，包括成本上產生差異和優勢，這是全新命題。
而這個命題裏，材料，尤其是絕緣體材料，可能是重中之重。所以對於TMR技術公司來説，爭的向來不是某一個新配件或者新產品的發明，爭的是專利，更準確地説是材料專利和製造專利，材料決定了TMR技術的先進性，而製造決定了TMR先進性的實現度和產能。也正是這兩方面，基於專利的保護性，讓國外技術企業在面向國內企業時，無論是哪種形式的技術引出或者輸出依然處在一個技術封鎖的狀態之下。
這是第一層壁壘。這裏可以順勢提一下對於選擇TMR技術供應商的甄別，因為這裏面有一個比較有趣的現象，有些技術公司對外展示了諸多專利，但細數材料和製造專利很少，而有些公司專利量不多甚至官網不可查，對於材料和製造專利也模糊露出，生怕被業內找到進一步研發的線索，而實際上卻是個隱藏大佬，所以基於排雷原則，請務必好好諮詢和檢索TMR材料和製造上的能力是甄別TMR供應商技術實力的硬道理。
第二層壁壘來自於行業內部競爭和戰略定位，更準確地説是工業技術研發和製造企業所在的行業。我國的工業化研發和製造處在一個非常高速的增長期，這其中的本質原因在於在世界舞台上，我國的工業市場格局是一個典型的買方市場。
某種程度上，客户決定了行業的產能結構、產量、形態，甚至是國內的內部競爭關係。而在國內低成本優勢戰略的巨大紅利之下，行業內的企業們是選擇迎合適配還是選擇挑戰突破是一個昭然若揭的選擇題。這也造就了國內工業企業的戰略定位大環境，普遍會把自己定義為世界舞台上的領先者或者不可或缺人，少數才會把自身戰略定位到跟隨派或者稀有技術補缺人。這個定位的差異並不是簡單的口號差異，這直接關係到企業，乃至整個大行業，在資源配置、技術重心、未來佈局等諸多方面的長期計劃。
同時，這也意味着在這樣的大環境之下，TMR技術作為眾多新型技術裏的一支，要在國內得到自主性地重點培育，是非常困難的。但在國外，這個狀態幾乎可以説是截然相反。西方工業化早就進入了成熟階段，甚至有些已經進入了衰退階段。這讓西方的工業企業養成了更“惜命”的戰略思考，在大環境不景氣的時候，沒有理由維持增長型的戰略態勢，戰略緊縮才是生存之道，把自己定位成“領先者”的企業只有那鳳毛菱角的幾個“金剛鑽”。而在這種格局之下，多元領域下的技術壁壘只會更穩固，這保證了在他們的賣方市場下，他們可以前進得更紮實。
TMR的性能差距到底有多大？
説了那麼多環境和技術方面的現狀，我們不妨聚焦下具體產品，這無疑可以對TMR性能差異有更直觀的瞭解。結合我上一篇《隧穿磁阻技術，磁傳感器的領軍者》提到的TMR的應用分支，我選擇分別聚焦在電流檢測向、線性檢測向以及旋轉角度檢測向的不同TMR模塊產品性能進行對比。而在品牌上，我選擇了Dowaytech（多維）、Sinomags、TDK以及Crocus（Murata）四個企業的產品，其中Crocus就是上文提到的第一批專注TMR技術的公司，它代表了TMR技術在世界範圍的當下制高區之一，同時也代表了在國內目前可獲取渠道上TMR技術的先進上限，由於在亞太地區運作問題，Crocus是由Murata村田製作所進行獨家授權代理，所以記為Crocus（Murata）。
首先在電流檢測和線性檢測領域，我在上一篇《隧穿磁阻技術，磁傳感器的領軍者》有提到，電流和線性測量，可能是TMR傳感器最大最有價值的應用方向之一了。原因是，無論對於液位計測量還是超大電流檢測，磁傳感器有着先天優勢，而TMR的高精度、小體積和穩定性又是眾多磁傳感器優勢中的戰鬥機。
通過比較不難看出，在電流測量範圍內大於±1000A可能是行業高點，而對於線性測量來説，±20mT的範圍區間也是一個高基準值，在這2個區間內，基本上也可以覆蓋到了當下對應領域內的全應用層。但在這個層面之後，性能的差異就變得明顯起來。
首先是封裝尺寸，Crocus（Murata）最小的CT100（DFN），大概只有Sinomags的STK-GB的1/4758，螞蟻和大象的尺寸差距，同比也只有Dowaytech的1/12.8，這個大小差別不可謂不駭人。我舉個例子，或許更能解釋為什麼小型化那麼重要了。
伴隨着物聯網生態系統的下階段佈局，智能開關和電流檢測系統已經開始走入視線，而在這個技術應用下，磁傳感技術一定是當仁不讓的首選，當然嚴謹一點説，不能保證TMR是唯一之選，但是在TMR模塊的選擇範圍內，小型化的極限直接決定了下一代的物聯開關係統，乃至生態衍生產品存在或者不存在兩種可能性，這也是為什麼越是先進的元件模塊越往小型化去製作，RFID是這樣，TMR也是這樣。第二個重要性能差異在於線性度，線性度是TMR傳感器體現其精度的重要指標。
線性度上下幅度越小，説明測量數據的基本誤差極限和影響量引起的改變量極限越小，這裏的影響量指的是類似於温度、濕度、光線等環境干擾元素，更簡單地説也就是測量越精準。在數據來看，±0.5%(MAX)表示最多產生±0.5%的線性誤差極限，±1%(TYP)表示普遍典型產品會存在有±1%的線性誤差極限，這樣去看，其實不存在什麼可比較性，這裏反而值得一説的是Dowaytech的±1.2%(TYP)，從有干擾因素的環境下的應用產品端去審視這個性能，都是一個巨大的短板。
因為事實上來説，TMR技術所在的領域要脱離干擾因素從目前看是相對比較難的，無論是電錶水錶的液位計、充電樁、光伏太陽能板，一定會需要面對干擾環境，較高的線性誤差極限就很有可能會帶來較高的次品率和不良率。第三個重要的性能差異在於靈敏度。其實靈敏度的差異是一個根據產品和應用需求來決定好壞的標準。有些應用需求需要高靈敏度來極限化響應時間，而有些應用需求需要不高的靈敏度去增強測量數據時的穩定性。所以這是一個應需決定的性能。
綜上去看，電流檢測和線性檢測向的TMR技術Crocus（Murata）的優勢非常明顯。
我們再來看旋轉角度檢測的TMR相關模塊性能。同樣在360度無接觸標準下，3塊TMR模塊的性能差別也有了些微的體現。首先依然是封裝尺寸上，Crocus（Murata）的CT310（DFN）僅是Dowaytech TMR3005的1/4.5，TDK TAS2143-AAAA的1/10.7。而在精確度方面，最高0.6°的精細基準也確實會比0.6°(TYP)下的不確定性來的更有技術保障，更遙遙領先0.8°的上限精度。自此，Crocus（Murata）的優勢已無需過多標榜，屬於有目共睹的技術領先態勢。
那這麼來看，我國的TMR發展豈不是遙遙無期？也並非沒有破局點。從發展來説，TMR對於未來各領域的應用幫助是劃時代意義的。當我們放下國別，從技術務實出發，重新尋求國內技術和應用的增長方式，可能才有機會在未來真正把我國的領先技術帶到世界舞台上和西方分庭抗禮。而眼下，從需求培育端出發，無論是引進和採購，儘可能靠攏國際化最新型技術優勢，讓更多有價值的應用和領域發展起來，維繫住TMR等先進技術的市場需求，倒逼買方市場進行先進技術需求的釋放，這樣才能良性驅動先進技術在國內環境下的蓬勃發展。