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MEMS集成化及智能化是趨勢 爆發(fā)點(diǎn)為定時振蕩器

作者: 時間:2013-11-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
自1959年微機(jī)電系統(tǒng)()的構(gòu)想被提出,歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,今天,產(chǎn)品正成為推動半導(dǎo)體市場發(fā)展的巨大驅(qū)動力。根據(jù)Yole Development預(yù)測,在未來五年內(nèi),將以每年20%增長(遠(yuǎn)超其他半導(dǎo)體產(chǎn)品),而此在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中扮演了重要角色。從汽車安全、工業(yè)控制到消費(fèi)性娛樂產(chǎn)品以及通訊產(chǎn)品,MEMS器件的應(yīng)用范圍早已無所不在,而未來在生物醫(yī)學(xué)、宇航及國防感測控制應(yīng)用等需求上,MEMS有望作出更多的貢獻(xiàn)。

  亞德諾半導(dǎo)體(ADI)微機(jī)械產(chǎn)品線高級應(yīng)用工程師趙延輝認(rèn)為,MEMS技術(shù)在未來主要有以下幾個發(fā)展趨勢:

  第一,微型化的同時降低功耗。將會出現(xiàn)微米甚至納米級別的微型器件,同時降低功耗;

  第二,微型化的同時提高精度,將MEMS加速度計做到石英加速度計的噪聲特性,保證MEMS陀螺儀小體積的同時獲得光纖陀螺儀的零偏穩(wěn)定性;

  第三,趨勢,即MEMS與IC的集成制造技術(shù)及多參量MEMS傳感器的集成制造技術(shù)得到發(fā)展,以及在基礎(chǔ)上使得信號檢測具有一定的智能。

  這些趨勢要求半導(dǎo)體廠商提供更高精度、穩(wěn)定性更好、更智能的高集成度MEMS傳感器模塊。

  2013年MEMS傳感器市場的需求依然十分旺盛,這既有傳統(tǒng)汽車和消費(fèi)類市場的需求,也有新興的工業(yè)、醫(yī)療、通信、測井、軍工類的需求。室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用會是促進(jìn)新型MEMS氣壓計在2013起量的一個驅(qū)動因素;而隨著人們對錄音、視頻通話等的質(zhì)量要求越來越高,高信噪比的MEMS麥克風(fēng)會用在越來越多的手機(jī)或平板電腦中。隨著高溫MEMS器件通過越來越多的客戶驗(yàn)證,在測井等極端工作領(lǐng)域,也會看到越來越多的MEMS產(chǎn)品。而物聯(lián)網(wǎng)和家庭醫(yī)療會是繼汽車和消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域后,又一個殺手級的應(yīng)用,其潛在的市場和增長趨勢會像今天的智能手機(jī)一樣。但由于目前該市場還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和客戶的認(rèn)知度,預(yù)計還需要2年左右的時間才會起量。

  消費(fèi)電子要求融合多功能的高集成度MEMS

  智能手機(jī)、平板電腦、便攜醫(yī)療設(shè)備、GPS儀器等多功能個人電子設(shè)備等強(qiáng)勁的市場需求加速了MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展。飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)傳感器產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)理孫淙表示,在消費(fèi)類領(lǐng)域,由智能手機(jī)和平板電腦市場的帶動,MEMS運(yùn)動傳感器將繼續(xù)保持快速發(fā)展?!艾F(xiàn)在獨(dú)立的慣性傳感器應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,隨著3D IC 和TSV技術(shù)的發(fā)展和成熟,我們會看到越來越多的多軸組合慣性傳感器IMU(加速度+磁、加速度+陀螺、加速度+陀螺+磁)的出現(xiàn),以適應(yīng)更小體積、更低成本的要求。同時隨著智能電視和類似電視盒等集成網(wǎng)絡(luò)、影音和游戲的終端產(chǎn)品的應(yīng)用普及和發(fā)展,集成IMU的手持遙控器也將越來越多?!?/P>

  由于成本優(yōu)勢和無可替代性,MEMS慣性傳感器特別是加速度傳感器目前還是消費(fèi)電子中最主要的MEMS器件。MEMS慣性傳感器主要用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動捕捉、人機(jī)互動。例如在智能手機(jī)和平板電腦中屏幕顯示橫豎模式的自動切換,需要利用重力加速度傳感器精確地檢測角度的變化,同時還要滿足苛刻的體積和功耗要求。

  在消費(fèi)電子市場中,除了已有的MEMS慣性傳感器、壓力傳感器、紅外傳感器和麥克風(fēng)陣列,一些環(huán)境傳感器和生物傳感器也正逐漸被應(yīng)用于該市場?!癕EMS傳感器的融合(也就是集成)將會繼續(xù)推動創(chuàng)新。將傳感器集成到一個單獨(dú)封裝中,有利于在消費(fèi)產(chǎn)品中幫助簡化傳感器集成?!盜DT公司MEMS部門總經(jīng)理Harmeet Bhugra表示。

  EVG公司MEMS業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Eric F. Pabo認(rèn)為,在設(shè)計中加入MEMS器件時,設(shè)計工程師所面臨的最大挑戰(zhàn)是如何將MEMS器件的輸出最大程度上轉(zhuǎn)化為對實(shí)現(xiàn)器件功能或器件擁有者有益的信息。這個A/D(模擬到數(shù)字)的轉(zhuǎn)化和軟件其實(shí)十分困難。使不同MEMS器件在一起工作以進(jìn)行互相校準(zhǔn)和糾正難度很大,但同時又具有突出優(yōu)勢——有時被稱為傳感器融合。有幾家MEMS廠家已經(jīng)通過將一個3軸加速計、一個3軸陀螺儀、一個3軸磁力計和ASIC封裝在一起解決了這個問題。ASIC進(jìn)行所有的信號處理并通過一個標(biāo)準(zhǔn)接口如USB輸出所處理的信息。意法半導(dǎo)體(ST)、博世傳感技術(shù)有限公司(Bosch Sensortec)和Invensense公司都提供該類型產(chǎn)品。

  TDK集團(tuán)旗下的愛普科斯(EPCOS)大中華區(qū)MEMS產(chǎn)品市場部資深經(jīng)理王緯瑛則指出,目前業(yè)界的MEMS所需使用的生產(chǎn)制程工藝眾多,為有效降低成本以及提高供應(yīng)彈性卻又不犧牲規(guī)格性能,這是目前消費(fèi)類電子產(chǎn)品中加入MEMS器件所需突破的重要門檻。未來的應(yīng)用上會趨向?qū)⒏鱾€單項功能結(jié)合為單顆智能(多項檢測功能)產(chǎn)品。


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