MEMS傳感器有哪些應(yīng)用領(lǐng)域?MEMS為何發(fā)展較慢?

MEMS也就是微型機(jī)電系統(tǒng)，對于MEMS，電氣相關(guān)專業(yè)的朋友都比較熟悉。在學(xué)習(xí)MEMS的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)我國MEMS發(fā)展相對比較緩慢。那么，這是什么原因?qū)е碌哪?另外，MEMS傳感器是目前主流傳感器產(chǎn)品之一，MEMS傳感器又有哪些應(yīng)用領(lǐng)域呢?如果你對MEMS具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MEMS發(fā)展緩慢的原因

(1)跨學(xué)科培養(yǎng)體制

MEMS雖然側(cè)重于超精密機(jī)械加工，但它涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域，它的學(xué)科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學(xué)、機(jī)械學(xué)的各分支。舉例而言，如果要設(shè)計(jì)MEMS麥克風(fēng)去取代傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)，需要設(shè)計(jì)MEMS音腔，這是聲學(xué)的范疇;需要設(shè)計(jì)振膜，這是材料學(xué)的范疇;當(dāng)然，還需要懂微電子學(xué)去把MEMS麥克風(fēng)設(shè)計(jì)出來，并了解微電子加工工藝，知道如何設(shè)計(jì)才能更好更快成本更低的加工出來。同樣，設(shè)計(jì)MEMS執(zhí)行器要懂馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)MEMS光學(xué)器件要懂光學(xué)，設(shè)計(jì)氣味傳感器要懂化學(xué)等等。簡而言之，MEMS產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)需要跨多個(gè)學(xué)科的復(fù)合型人才，但我國目前的分學(xué)科培養(yǎng)體制很難培養(yǎng)出大量優(yōu)秀的復(fù)合型人才。

(2)充足的研發(fā)線支持

MEMS產(chǎn)品與一般的集成電路產(chǎn)品不同，因?yàn)樯婕暗綇?fù)雜的微機(jī)械結(jié)構(gòu)，且沒有一般集成電路設(shè)計(jì)中成熟的第三方EDA工具可以使用來做仿真，現(xiàn)實(shí)中需要設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合，制造端已有的工藝路線在很大程度上決定了MEMS芯片的設(shè)計(jì)路線，而MEMS芯片的設(shè)計(jì)路線又需要對制造端的工藝模塊進(jìn)行重組和調(diào)試， 以實(shí)現(xiàn)芯片所需達(dá)到的功能和可靠性要求，否則設(shè)計(jì)出來的MEMS結(jié)構(gòu)很可能無法在現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工工藝下達(dá)到量產(chǎn)或者保證高良率。此外，不同傳感器類型擁有不同機(jī)械特性，使得一種工藝路線只能對應(yīng)一種傳感器。因此，MEMS芯片的研發(fā)企業(yè)必須同時(shí)進(jìn)行芯片和工藝的研發(fā)，在晶圓代工廠缺乏成熟工藝的情況下，需要與代工廠共同開發(fā)工藝，或是對代工廠的工藝模塊進(jìn)行重新組合和調(diào)試，因此 MEMS芯片研發(fā)和量產(chǎn)的難度相對較高，所需時(shí)間也較長。

一般來說，MEMS芯片設(shè)計(jì)者以DOE (Design of Engineering)的形式去晶圓廠投片，拿回樣品測試，根據(jù)測試結(jié)果修正自己的架構(gòu)設(shè)計(jì)或材料設(shè)計(jì)等，然后再去投DOE，往往要幾個(gè)來回之后才能得到令人滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。期間如果不能得到晶圓廠的大力配合，DOE的時(shí)間和質(zhì)量都不能令人滿意，會(huì)大大拖慢開發(fā)的周期和產(chǎn)品迭代的進(jìn)度。尤其在目前我國半導(dǎo)體市場火爆的情況下，國內(nèi)的晶圓廠基本都處在滿產(chǎn)狀態(tài)，這時(shí)候再騰出一部分產(chǎn)能去支持MEMS設(shè)計(jì)公司的DOE流片更是難上加難，也讓MEMS設(shè)計(jì)公司新產(chǎn)品開發(fā)的日子越來越難。

二、MEMS傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

(1)汽車電子：MEMS傳感器可滿足汽車環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準(zhǔn)確、成本低的要求。其應(yīng)用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動(dòng)手剎(EPB)、斜坡起動(dòng)輔助(HAS)、胎壓監(jiān)控(EPMS)、引擎防抖、車輛傾角計(jì)量和車內(nèi)心跳檢測等等。汽車電子產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是MEMS傳感器的第一波應(yīng)用高潮的推動(dòng)者，全球平均每輛汽車包含10個(gè)傳感器，在高檔汽車中，大約采用25至40只MEMS傳感器。

(2)消費(fèi)類電子：隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域大發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，特別是受益于智能手機(jī)和平板電板的快速發(fā)展，消費(fèi)電子已經(jīng)取代汽車領(lǐng)域成為MEMS最大的應(yīng)用市場。MEMS傳感器在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)/墜落檢測、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補(bǔ)償、游戲/人機(jī)界面、電源管理、GPS增強(qiáng)/盲區(qū)消除、速度/距離計(jì)數(shù)等等，這些MEMS技術(shù)都在很大程度上提高了用戶體驗(yàn)。

(3)航空航天設(shè)備：

MEMS傳感器應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，要求適應(yīng)在不同的空間環(huán)境，以及航天器某些系統(tǒng)工作時(shí)或在空間環(huán)境作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)環(huán)境，航空航天傳感器主要有狀態(tài)傳感器，環(huán)境傳感器之分，前者包括各種活動(dòng)機(jī)件的即時(shí)位置傳感器，飛機(jī)狀態(tài)傳感器，飛機(jī)姿態(tài)傳感器等，環(huán)境傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。

(4)生物醫(yī)療行業(yè)：

MEMS傳感器技術(shù)的突破也為醫(yī)療應(yīng)用帶來前所未有的便利性和體驗(yàn)。體外診斷、藥物研究、病患監(jiān)測、給藥方式以及植入式醫(yī)療器械等領(lǐng)域都在不斷發(fā)展，系統(tǒng)集成商們需要?jiǎng)?chuàng)新的技術(shù)來迅速提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本、縮小產(chǎn)品尺寸，生物醫(yī)療行業(yè)中常用的MEMS傳感器包括：醫(yī)用測壓傳感器、植入式傳感器、壓電聚合傳感器、心臟起搏器、MEMS加速度傳感器、生物傳感器等。

以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對MEMS發(fā)展相對緩慢的原因以及MEMS傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)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!