繼移動(dòng)計(jì)算之后，智慧工業(yè)將為MEMS增長(zhǎng)提供新動(dòng)力

根據(jù)YOLE的數(shù)據(jù)顯示，ST是MEMS市場(chǎng)上最大的Foundry，2017年的生意有174個(gè)Million。來(lái)自第一名的聲音自然不能忽視，據(jù)ST表示，MEMS的第一次增長(zhǎng)浪潮得益于智能手機(jī)的興起;而第二次增長(zhǎng)浪潮的背后推力則主要來(lái)自工業(yè)自動(dòng)化。

圖：2017年頂級(jí)MEMS晶圓廠排名(來(lái)源：YELO)

圖：ST認(rèn)為MEMS的新一波增長(zhǎng)浪潮將得益于工業(yè)自動(dòng)化

不同的市場(chǎng)對(duì)于同一種MEMS都有著不同的應(yīng)用需求，工業(yè)應(yīng)用相比消費(fèi)類應(yīng)用在可靠性，耐用性和精度等方面都有著更高的要求。ST近日在北京專門召開了發(fā)布會(huì)，為記者介紹其MEMS在工業(yè)方面的應(yīng)用。意法半導(dǎo)體MEMS 傳感器產(chǎn)品部消費(fèi)類 MEMS 事業(yè)部總監(jiān)Simone Ferri先生進(jìn)行了精彩的演講。

圖：意法半導(dǎo)體MEMS 傳感器產(chǎn)品部消費(fèi)類 MEMS 事業(yè)部總監(jiān)Simone Ferri

專為工業(yè)市場(chǎng)設(shè)計(jì)

據(jù)Simone先生介紹，ST針對(duì)不同市場(chǎng)均有量身打造的MEMS傳感器。主要從MEMS微機(jī)電設(shè)計(jì)、ASIC數(shù)據(jù)電路設(shè)計(jì)和封裝這三個(gè)方案來(lái)進(jìn)行。消費(fèi)市場(chǎng)是功耗、價(jià)格敏感的應(yīng)用，因此ST會(huì)在ASIC內(nèi)采用超低功耗前端;汽車市場(chǎng)對(duì)于安全性要求最高，因此傳感器產(chǎn)品采用陶瓷封裝。而針對(duì)工業(yè)類MEMS，ST在ASIC中加入了常用的工業(yè)通信協(xié)議，同時(shí)針對(duì)不同細(xì)分應(yīng)用有陶瓷和LGA兩種封裝形態(tài)。

圖：不同市場(chǎng)對(duì)于MEMS有著不同的要求

從2000年開始，ST一直保持對(duì)消費(fèi)類市場(chǎng)發(fā)力，不斷推出新品，而從2015年之后，開始對(duì)車用MEMS發(fā)力。而最近兩年，ST開始對(duì)工業(yè)MEMS市場(chǎng)發(fā)力。對(duì)于工業(yè)4.0而言，ST作為整個(gè)生態(tài)中的最底層的半導(dǎo)體供應(yīng)商，對(duì)于推動(dòng)整個(gè)進(jìn)程的發(fā)展起到重要的作用。對(duì)于ST而言，工業(yè)是其重要戰(zhàn)略之一，因此ST并不僅僅關(guān)于于某一個(gè)應(yīng)用，而是努力做到從整個(gè)工業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)嵌入和優(yōu)化。

圖：ST廣泛MEMS產(chǎn)品線適用于工業(yè)不同應(yīng)用

而且在工業(yè)市場(chǎng)上另一個(gè)存在的問(wèn)題是，如何在現(xiàn)有的傳統(tǒng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)智能制造。ST也針對(duì)客戶工廠的新增設(shè)備和現(xiàn)有設(shè)備提供兩種不同的安裝方案。據(jù)Simone先生介紹：“在既有的設(shè)備里，因?yàn)榉N種機(jī)器本身的限制，可能ST傳感器只能放在比較特定的位置，基于既有的系統(tǒng)架構(gòu)，只能通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨褌鞲衅鳈z測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)。而對(duì)于新的設(shè)備來(lái)講，可以有更大的空間去更好地設(shè)計(jì)傳感器的位置。比如選擇更容易檢測(cè)到振動(dòng)的位置，以及在工業(yè)領(lǐng)域比較流行的IO-Link工業(yè)通信協(xié)議，可以更好地讓傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)總線上傳到系統(tǒng)。”

圖：ST 工業(yè)MEMS可以滿足各種不同安裝需求

新產(chǎn)品將帶來(lái)新的應(yīng)用需求

在此次發(fā)布會(huì)上，Simone先生還給我們介紹了一些工業(yè)MEMS新品。這些新產(chǎn)品也會(huì)反向催生很多新應(yīng)用。

圖：新產(chǎn)品催生新應(yīng)用場(chǎng)景

重點(diǎn)介紹的一款新產(chǎn)品是IIS3DHHC，這是ST一款工業(yè)級(jí)的3軸MEMS測(cè)斜儀。它有見過(guò)改良的MEMS設(shè)計(jì)，因此可以提供良好的抗震性能，在震動(dòng)情況下仍可以提供高精度的角度測(cè)量輸出。并且此款測(cè)斜儀采用的是CLGA陶瓷封裝，因此安全性和可靠性也是非常高。加速度計(jì)能夠通過(guò)SPI 4線數(shù)字接口為應(yīng)用提供測(cè)量的加速度值。這款傳感元件采用ST開發(fā)的專用微加工工藝進(jìn)行制造，可在硅晶圓上生產(chǎn)慣性傳感器和致動(dòng)器。IC接口采用CMOS工藝制造，可實(shí)現(xiàn)高集成度，精確地調(diào)節(jié)接口電路，使其與傳感元件的特性匹配。所以這款測(cè)斜儀，本質(zhì)上是一款3D加速度計(jì)，非常適用于精密傾角儀的應(yīng)用。

圖：IIS3DHHC濾波鏈

據(jù)Semone先生介紹，這顆器件可以廣泛地應(yīng)用在路橋、隧道以及建筑設(shè)計(jì)中。在隧道里，的傾角計(jì)可以用來(lái)監(jiān)測(cè)某個(gè)管道的傾斜角度以及可以用來(lái)檢測(cè)某些設(shè)備的振動(dòng)，有助于道路安全以及建筑安全。傾角計(jì)還用于重型叉車中，在叉車搬運(yùn)比較重貨物時(shí)，傾角計(jì)可以用來(lái)監(jiān)測(cè)叉車前面叉的角度，如果超過(guò)安全范圍，會(huì)及時(shí)給系統(tǒng)報(bào)警。

圖：IIS3DHHC介紹

除了IIS3DHHC之外，ST還介紹其在工業(yè)MEMS新產(chǎn)品方面的全計(jì)劃：在運(yùn)動(dòng)傳感器方面，有高精度6軸慣導(dǎo)、高精度的傾角計(jì)、低功耗的加速度計(jì)以及超低功耗和高準(zhǔn)確度的低噪振動(dòng)計(jì)。在環(huán)境傳感器方面，有超聲麥克風(fēng)和抗腐蝕的氣壓計(jì)等等。

另外，ST的工業(yè)產(chǎn)品將提供10年供貨保證。