MEMS傳感器傳遞智能生活新理念

技術(shù)的進(jìn)步，需求的上升，以及多元化的產(chǎn)品分類，決定了傳感器在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上會(huì)越來(lái)越普及和多樣化。例如在醫(yī)療，工業(yè)自動(dòng)化，汽車，建筑，農(nóng)業(yè)，新能源，尤其是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用對(duì)于傳感器的需求將顯著擴(kuò)大。在多種門類的傳感器中，具有小尺寸和高集成的MEMS傳感器無(wú)疑將是技術(shù)發(fā)展的明星,賦予傳感器更大施展舞臺(tái)。隨著MEMS傳感器的普及，特別是在娛樂(lè)和移動(dòng)互聯(lián)中的應(yīng)用日漸廣泛，逐步從高端應(yīng)用向普及化應(yīng)用滲透。

MEMS領(lǐng)域未來(lái)主要會(huì)有兩個(gè)發(fā)展方向，一個(gè)是關(guān)注基本運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或新穎功能的，比如手機(jī)、平板、遙控器等應(yīng)用，他主要競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)是在提高產(chǎn)品集成度的同時(shí)降低成本。還有一個(gè)是不只關(guān)注基本運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或新穎功能，還要考慮至關(guān)重要的系統(tǒng)性能參數(shù)、可靠性、精度和極端工作環(huán)境等，比如對(duì)功耗有極高要求的手表類應(yīng)用，對(duì)精度有極高要求的建筑物傾斜測(cè)量類應(yīng)用，對(duì)溫度有極高要求的測(cè)井類應(yīng)用等，他的主要競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)是如何針對(duì)不同應(yīng)用，顯著提高關(guān)鍵指標(biāo)。取勝的關(guān)鍵技術(shù)是機(jī)械傳感器和ASIC的設(shè)計(jì)，當(dāng)然加工工藝也起到舉足輕重的作用，尤其是對(duì)高精度的傳感器而言。意法半導(dǎo)體MEMS和傳感器市場(chǎng)經(jīng)理許永剛認(rèn)為，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)給傳感器帶來(lái)新的市場(chǎng)發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)將MEMS與處理器和RF通信等技術(shù)整合會(huì)是市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)之一，實(shí)現(xiàn)感知+通信的組合。智能傳感器和多功能組合傳感器都將催生全新的應(yīng)用，其中智能傳感器將朝著功能復(fù)合化，低功耗，帶運(yùn)算，自補(bǔ)償，自我檢測(cè)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，信息處理等方向發(fā)展。

針對(duì)MEMS傳感器的工作原理，供應(yīng)商可以開(kāi)發(fā)出與眾不同的應(yīng)用案例。例如，村田中國(guó)高級(jí)市場(chǎng)工程師何申靖介紹，他們將原先用于汽車安全系統(tǒng)的加速度傳感器，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)新的算法和優(yōu)化軟件，將其應(yīng)用于無(wú)導(dǎo)聯(lián)心臟監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。采用這樣的高精度高分辨率的加速度傳感器，感知人體皮膚的極微小振動(dòng)，進(jìn)而換算出人體心臟機(jī)能的數(shù)據(jù)如心跳，泵血，心率變異性等。

MEMS技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展的重點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，微型化的同時(shí)降低功耗。將會(huì)出現(xiàn)微米甚至納米級(jí)別的微型器件，同時(shí)降低功耗;第二，微型化的同時(shí)提高精度，將MEMS加速度計(jì)做到石英加速度計(jì)的噪聲特性，保證MEMS陀螺儀小體積的同時(shí)獲得光纖陀螺儀的零偏穩(wěn)定性，且可提供遠(yuǎn)優(yōu)于光纖陀螺儀的抗沖擊特性;第三，集成化及智能化趨勢(shì)，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，以及在集成化基礎(chǔ)上使得信號(hào)檢測(cè)具有一定的自動(dòng)化。這些趨勢(shì)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。

在工藝上，為了追求更高的靈敏度和精度，更好的耐沖擊表現(xiàn)， MEMS傳感器的3D化的水平將是各廠商工藝水準(zhǔn)和產(chǎn)品等級(jí)的標(biāo)桿。例如村田的高精度3D傳感器，結(jié)合硅與玻璃工藝，最高可以抗20000g的沖擊。當(dāng)然，高精度3D化工藝對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的挑戰(zhàn)是不言而喻的，這不僅僅是半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)，同時(shí)對(duì)于加工設(shè)備的精度和可靠性都有不小的技術(shù)難度。

ADI公司亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)和應(yīng)用經(jīng)理趙延輝則介紹，MEMS產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)到批量生產(chǎn)，對(duì)制造和工藝提出了很高的要求，這包括光刻、外延、薄膜淀積、氧化、擴(kuò)散、注入、濺射、蒸鍍、刻蝕、劃片和封裝等。對(duì)于現(xiàn)已發(fā)布的產(chǎn)品，ADI已通過(guò)改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)和制造流程，保證了產(chǎn)品的良品率，并在這個(gè)過(guò)程中積累了大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于體積更小，功耗更低、噪聲更小、封裝更小、溫漂更小，供電電壓更低的器件，ADI還在持續(xù)改進(jìn)制造和工藝，以滿足這些需求。