與傳感器相比,MEMS有何優(yōu)勢?物聯(lián)網(wǎng)與MEMS能否強強聯(lián)合?
MEMS技術已不是新的技術了,到目前,MEMS技術已經(jīng)發(fā)展了很多年。那么,MEMS同傳統(tǒng)的傳感器相比,具備哪些優(yōu)勢呢?在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天,物聯(lián)網(wǎng)又是如何推動MEMS發(fā)展的?如果你對這些MEMS相關問題具有興趣,不妨和小編共同來探討一下哦。
一、MEMS同傳統(tǒng)傳感器相比,有何優(yōu)勢?
模擬量到數(shù)字化、大體積到小型化以及隨之而來的高度集成化,是所有近現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展前進的永恒追求。MEMS被看作是替代傳感器的唯一可能選擇,也可能是未來構筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器最主要的選擇之一。其有以下優(yōu)勢:
優(yōu)勢一:微型化
MEMS器件體積小,一般單個MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位,重量輕、耗能低。同時微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優(yōu)點。MEMS更高的表面體積比可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?
優(yōu)勢二:批量生產(chǎn)
以單個5mm*5mm尺寸的MEMS傳感器為例,用硅微加工工藝在一片8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約1000個MEMS芯片,批量生產(chǎn)可大大降低單個MEMS的生產(chǎn)成本。
優(yōu)勢三:集成化
一般來說,單顆MEMS往往在封裝機械傳感器的同時,還會集成ASIC芯片,控制MEMS芯片以及轉換模擬量為數(shù)字量輸出。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。隨著MEMS的工藝的發(fā)展,現(xiàn)在傾向于單個MEMS芯片中整合更多的功能,實現(xiàn)更高的集成度。
優(yōu)勢四:多學科交叉
MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科,并集約了當今科學技術發(fā)展的許多尖端成果。MEMS是構筑物聯(lián)網(wǎng)的基礎物理感知層傳感器的最主要選擇之一。
由于物聯(lián)網(wǎng)特別是無線傳感器網(wǎng)絡對器件的物理尺寸、功耗、成本等十分敏感,傳感器的微型化對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關重要。MEMS微機電系統(tǒng)結合兼容傳統(tǒng)的半導體工藝,采用微米技術在芯片上制造微型機械,并將其與對應電路集成為一個整體的技術,它是以半導體制造技術為基礎發(fā)展起來的,批量化生產(chǎn)能滿足物聯(lián)網(wǎng)對傳感器的巨大需求量和低成本要求。
二、物聯(lián)網(wǎng)能否推動MEMS進一步發(fā)展?
盡管近幾年MEMS增速放緩,但是依托曾經(jīng)在市場中發(fā)展的基數(shù),地位依然很穩(wěn)。所以,當物聯(lián)網(wǎng)、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)迅速興起之時,MEMS的春天再次來臨,新的時代、新領域、新的變革,讓MEMS充滿無限機遇與挑戰(zhàn)。
傳感器和致動器(驅(qū)動器)是MEMS的重要組成部分,作為老牌的半導體廠商ST(意法半導體)擁有并兼具他們。意法半導體大中華暨南亞區(qū)模擬和MEMS產(chǎn)品部市場總監(jiān)吳衛(wèi)東,接受賽迪網(wǎng)采訪時表示:“ST作為一個IDM的半導體公司,擁有完整的研發(fā)生產(chǎn),技術支撐也能夠既做sensor又做Actuator,雖然這兩項原理是正反的關系,但在真正的設計和工藝上,是可以復用的?!?
吳衛(wèi)東強調(diào):“ST有大規(guī)模制造能力,之所以傳感器可以成功,因為進入了消費類市場,進入了消費類市場就意味著每天需要支持市場上千萬片的產(chǎn)能,而ST就有這個大規(guī)模生產(chǎn)的能力?!痹谌魏问袌鲱I域,隨著產(chǎn)品的普及,市場的要求就會越來越高,其中一個就是系統(tǒng)集成度更高。就比如手機,幾年前傳感器在PCB板上的面積超過10平方毫米,但現(xiàn)在它可能只有以前的一半甚至更小且達到同樣的功能,而要達到這一目的就要做集成化。
從源頭來講,傳感器只是一個sensor,但慢慢地把sensor做得更加智能化。通俗來說,現(xiàn)在大家都會用微信,微信里有計步功能,而傳感器通過智能化設計,可以直接告訴系統(tǒng)你走了多少步,而無需在處理器中進行運算,這樣的好處是:功耗更低,性能更好。目前,關于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)、農(nóng)業(yè),ST涉及的行業(yè)伙伴的專項并不是系統(tǒng)集成和電子等方面,而是傳統(tǒng)領域。而ST有很多合作伙伴開發(fā)DesignHouse,還有系統(tǒng)集成商,這樣就可以把整個行業(yè)都穿插在一起?;诖耍琒T帶給市場的是產(chǎn)品、方案和整體的解決。吳衛(wèi)東認為:“Actuator目前在MEMS領域還是第二次爆發(fā)的前沿,第一次爆發(fā)是Actuator應用在噴墨打印,把墨噴出來就是靠Actuator做的。而隨著技術的革新,這一市場慢慢地不再持續(xù)地增長。Actuator的主要原理是用電、磁的方式推動微小物體?!?
MEMS在未來幾年,將如何隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)進行變革?是ST一直在思考并持續(xù)進行摸索嘗試,而壓電致動器(主要用于攝像頭領域)、超聲波測距(主要用于自動駕駛、工業(yè)領域)、微型投影儀(主要用于手機等移動設備領域)將是ST發(fā)展重點,ST將向合作伙伴提供晶圓制程和系統(tǒng)解決方案的配合。
以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關內(nèi)容,通過本文,希望大家對MEMS的優(yōu)勢以及MEMS在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的發(fā)展具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦,小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!