MEMS遇見傳感器，改變生活就此開始

　　ADI微機(jī)械產(chǎn)品線高級(jí)應(yīng)用工程師趙延輝介紹，高信噪比的MEMS麥克風(fēng)能夠有效提升錄音、視頻通話的質(zhì)量，滿足消費(fèi)者對(duì)清晰通話的音質(zhì)需求;新型MEMS氣壓計(jì)會(huì)帶來室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用的普及;而物聯(lián)網(wǎng)和家庭醫(yī)療會(huì)是繼汽車和消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域后，又一個(gè)殺手級(jí)的應(yīng)用。其潛在的市場和增長趨勢會(huì)像今天的智能手機(jī)一樣。但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(jì)還需要2年左右的時(shí)間才會(huì)起量。

　　英飛凌科技中國區(qū)MEMS麥克風(fēng)高級(jí)經(jīng)理潘哲源詳細(xì)介紹了MEMS麥克風(fēng)因?yàn)檩p薄和穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，在智能手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)和平板電腦等產(chǎn)品中應(yīng)用有自己的優(yōu)勢，特別是因?yàn)槠湟恢滦钥梢宰龅椒浅：茫栽谙牒拖匾粝到y(tǒng)的應(yīng)用中具有傳統(tǒng)麥克風(fēng)無法比擬的優(yōu)勢，從而能夠帶來非常好的效果體驗(yàn)。未來智能手機(jī)中將會(huì)逐漸采用2-3個(gè)MEMS麥克風(fēng)，這就提供了廣闊的市場機(jī)遇，另一個(gè)龐大的市場機(jī)遇則來自于助聽器市場。從技術(shù)上，準(zhǔn)確度是MEMS麥克風(fēng)最大的技術(shù)挑戰(zhàn)，而確保一致性和靈敏度高則是必備的技術(shù)需求，在大音量情況下不能破音也是必須的技術(shù)條件。

　　智能傳感器可實(shí)現(xiàn)更安全、健康、舒適的生活，村田制作所有智能化傳感器概念及相應(yīng)產(chǎn)品。例如，在養(yǎng)老院、醫(yī)院等場所，通過在設(shè)備上搭載傳感器采集相應(yīng)信息之后通過WIFI等通訊模塊將信息傳送到服務(wù)臺(tái)，就可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)了解到信息。還有，現(xiàn)在社會(huì)上獨(dú)居老人越來越多，怎樣服務(wù)獨(dú)居老人已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的話題。智能傳感器概念可以免去他們?nèi)メt(yī)院的煩惱，日常在家里監(jiān)測，之后將這些信息傳輸?shù)结t(yī)院的信息庫，就進(jìn)行數(shù)據(jù)分析進(jìn)而做到早期預(yù)測。村田在這一領(lǐng)域非?？粗赝瑫r(shí)也有很大的投入。

　　MEMS傳感器的高性能和可靠性、對(duì)時(shí)間和溫度變化有極小的偏差即穩(wěn)定性好等特性不會(huì)局限于目前的應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域，MEMS傳感器的運(yùn)用主要會(huì)在地震預(yù)測，橋梁倒塌等事故的預(yù)測中。例如鐵塔底下放置傳感器后，即可得知在某個(gè)支撐點(diǎn)范圍下鐵塔是安全的，超過這個(gè)范圍就會(huì)產(chǎn)生安全隱患。在國外的橋梁上已經(jīng)有了使用傳感器的案例。另外一個(gè)工業(yè)的應(yīng)用就是在煤礦。運(yùn)用在煤礦地下支撐腳的控制，減小塌方的可能性。農(nóng)業(yè)方面，在耕地面積減少的情況下農(nóng)業(yè)機(jī)械化和高產(chǎn)量的需求也使得農(nóng)業(yè)開始需要高尖端的技術(shù)。未來的農(nóng)業(yè)也會(huì)是個(gè)不同的景象，例如在插秧的設(shè)備上搭載MEMS傳感器，它可以做到同角度高準(zhǔn)確的種植，在同樣的投入下收獲更高的產(chǎn)量。

　　汽車級(jí)應(yīng)用

　　傳感器產(chǎn)品從傳統(tǒng)的機(jī)械式、到電子、再到當(dāng)前MEMS技術(shù)架構(gòu)，從技術(shù)上講傳感器的精度、可靠性和性能都將有大幅度提升。但從應(yīng)用來講，不同的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)傳感器產(chǎn)品的性能和技術(shù)要求是不一樣的，比如汽車應(yīng)用，產(chǎn)品要經(jīng)過AEC-Q100的質(zhì)量體系驗(yàn)證，測試通過了才可以用在汽車應(yīng)用里。

　　汽車電子是MEMS傳感器一個(gè)非常重要的應(yīng)用方向，每臺(tái)汽車會(huì)有40到上百個(gè)傳感器，而汽車智慧化的發(fā)展趨勢也將促進(jìn)汽車市場對(duì)傳感器的需求。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。其中電子車身穩(wěn)定程序ESP得到眾MEMS廠商的高度關(guān)注。由于其主動(dòng)防滑功能要求更多的傳感器和先進(jìn)的處理系統(tǒng)，因此將帶動(dòng)汽車電子MEMS傳統(tǒng)應(yīng)用市場的需求。

　　在主動(dòng)安全領(lǐng)域，側(cè)翻與穩(wěn)定性控制(ESC)是對(duì)當(dāng)今主流安全系統(tǒng)的全新改進(jìn)。需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態(tài)。同時(shí)，由于這樣的傳感器往往安裝在振動(dòng)比較惡劣的位置，所以需要傳感器具有很高的振動(dòng)沖擊抵御性。這是對(duì)MEMS傳感器的一個(gè)挑戰(zhàn)。已經(jīng)發(fā)生的趨勢是，TPMS和ESC系統(tǒng)的裝車率在快速上升，同時(shí)標(biāo)配ESC系統(tǒng)的車型也在不斷增多。由此帶來的電子系統(tǒng)數(shù)量和規(guī)模在不斷擴(kuò)充，尤其需要更多的MEMS傳感器來感測碰撞的不同部位以及車身姿態(tài)。同時(shí)，多種傳感器的融合，來降低系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本，也是另一個(gè)趨勢。

　　英飛凌對(duì)MEMS傳感器在未來汽車電子中的應(yīng)用前景充滿期待，其前景也非常廣闊。根據(jù)IHS的報(bào)告，2012年全球車用MEMS傳感器市場為24億美元，而中國為3億美元，占13%。到2017年，全球市場將增長33%，達(dá)到32億美元，而中國市場會(huì)翻番，占全球市場的份額提高到19%。英飛凌的MEMS技術(shù)在磁性傳感器、壓力傳感器、無線傳感器及圖像傳感器在電子消費(fèi)品、工業(yè)和汽車工業(yè)均有廣泛的應(yīng)用。英飛凌在側(cè)安全氣囊壓力傳感器和TPMS傳感器領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先的位置，同時(shí)在大氣壓力傳感器和進(jìn)氣歧管壓力傳感器等領(lǐng)域也是全球主要的供應(yīng)商。隨著中國市場對(duì)汽車安全的重視，TPMS傳感器的應(yīng)用將會(huì)有一個(gè)顯著的增長。英飛凌占據(jù)了全球市場的絕大多數(shù)份額。

　　MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展方向

　　集成化與智能化趨勢，需要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)檢測具有一定的自動(dòng)化。技術(shù)發(fā)展的主要趨勢為：強(qiáng)調(diào)MEMS的系統(tǒng)性和傳感器、處理與識(shí)別的協(xié)調(diào)發(fā)展，突破傳感器同信息處理與識(shí)別技術(shù)與系統(tǒng)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用和改進(jìn)分離的體制，按照信息論與系統(tǒng)論，應(yīng)用工程的方法，同計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)協(xié)同發(fā)展。

　　除了繼續(xù)在汽車電子、新型數(shù)字消費(fèi)電子和醫(yī)療電子等領(lǐng)域獲得快速發(fā)展，智能傳感器將廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如信息、航空航天、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等方面，給人類發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響。傳感器與微控制器的結(jié)合，配合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，則為傳感器插上了智能的翅膀，感知中國就是智能傳感器最典型的應(yīng)用。低功耗而性能出色的微控制器加上高性能高集成低功耗的MEMS傳感器，這是傳感器技術(shù)未來發(fā)展的重要趨勢，最新的蘋果iPhone 5S里的協(xié)處理器其實(shí)就是這樣的一種類似應(yīng)用。

　　ADI微機(jī)械產(chǎn)品線高級(jí)應(yīng)用工程師趙延輝給出了MEMS技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢，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;第三，集成化及智慧化趨勢，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，以及在集成化基礎(chǔ)上使得信號(hào)檢測具有一定的智慧。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。