MEMS應用和發(fā)展前景廣闊

　　在二十世紀90年代早期，汽車(chē)安全氣囊系統就開(kāi)始大量采用MEMS加速度計。在其后的十年中，MEMS技術(shù)的第二次應用浪潮被掀起。期間，MEMS技術(shù)被大量應用，產(chǎn)品種類(lèi)逐漸增多，相關(guān)技術(shù)被應用到各行各業(yè)。第二代技術(shù)和產(chǎn)品取代了前者，并很快成為主流。據統計，汽車(chē)傳感器市場(chǎng)在2009年規模就達到了25億美元。2004至2009年間，全球汽車(chē)傳感器市場(chǎng)的年復合增長(cháng)率已經(jīng)達到了9%左右。而今，第三次MEMS應用浪潮正在逼近，越來(lái)越多的MEMS加速度計和陀螺儀將被用于更多更新的技術(shù)領(lǐng)域。

　　第三次應用浪潮的臨近

　　在中國市場(chǎng)，政府正在不遺余力得加大對汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度，其中汽車(chē)傳感器市場(chǎng)成為發(fā)展最迅猛的市場(chǎng)。2009年中國汽車(chē)傳感器市場(chǎng)銷(xiāo)售額接近80億美元，預計從2007年到2010年，中國市場(chǎng)上，汽車(chē)傳感器銷(xiāo)售額的年復合增長(cháng)率將高于35%。這種增長(cháng)力度和速度著(zhù)實(shí)不容小視。中國的傳感器市場(chǎng)分為兩個(gè)方向：高端路線(xiàn)和低價(jià)路線(xiàn)，ADI的MEMS產(chǎn)品是一個(gè)大家庭，囊括了多種定位類(lèi)別的產(chǎn)品，并致力于滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。

　　在當前的MEMS領(lǐng)域，面臨的挑戰主要來(lái)自系統級設計、測試、分析、嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)、以及電源管理技術(shù)。其中優(yōu)化解決方案所需要的許多其它要素也為技術(shù)工程師提出了許多挑戰。我們認為，也許在未來(lái)的10年中，MEMS傳感器設計需要被供應商進(jìn)一步優(yōu)化，從而能夠使其提供更加強大的功能，并為使用者降低整體成本做出貢獻。而這對于MEMS的運動(dòng)檢測的發(fā)展和前進(jìn)步伐也起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　對于MEMS傳感器來(lái)說(shuō)，適宜在汽車(chē)電控系統中應用是其一大特點(diǎn)。其于近年來(lái)被越來(lái)越多地應用于汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機控制系統、車(chē)身控制系統和底盤(pán)控制系統。其中加速度傳感器在汽車(chē)中的應用包括電子穩定控制、氣囊監測、GPS導航及安全系統、以及翻轉監測等。ADI公司20多年來(lái)一直是MEMS創(chuàng )新產(chǎn)品的領(lǐng)導者，提供全面的慣性感測解決方案，包括iMEMS加速度計和陀螺儀、iSensor智能傳感器以及慣性測量單元(IMU)，并已通過(guò)TS-16949和QS9000認證。 ADI擴展了MEMS產(chǎn)品在諸如安全氣囊，電子穩定系統等安全領(lǐng)域的應用。迄今為止，ADI公司久經(jīng)驗證的運動(dòng)信號處理技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)出超過(guò)4億片的傳感器產(chǎn)品。

　　MEMS在汽車(chē)電子中的應用及發(fā)展

　　多種能量的耦合構成了MEMS器件工作原理，微傳感器將非電信號轉變?yōu)殡娦盘?，而微執行器將電能轉換為機械動(dòng)作。與此同時(shí)，Integrated Design也在MEMS的設計過(guò)程中大顯身手。但在MEMS系統的設計過(guò)程中，往往采用源于IC的技術(shù)方式，而且系統仿真與版圖設計，以及器件分析等過(guò)程相互脫節，這就使得有機集成的設計環(huán)境不能夠形成，從而不能夠滿(mǎn)足MEMS市場(chǎng)快速增長(cháng)的需要。目前，人們往往使用自上而下(Top-down)的方法設計MEMS。由此可見(jiàn)，這種正向并行的方法集成了MEMS設計中的所有環(huán)節，避免了自下而上方式所出現的弊端，使設計效率和設計質(zhì)量都得到了保證。

　　當前，手工設計仍然是MEMS的設計工作的主要方式，主要依靠于設計者的知識與專(zhuān)業(yè)水平，而VLSI中的數字邏輯綜合則引領(lǐng)了自動(dòng)化設計潮流。一種快速、優(yōu)化的配置可以根據設計者提出的要求，利用優(yōu)化算法以及綜合工具實(shí)現。它可以幫助設計人員自動(dòng)生成MEMS器件的拓撲圖與器件結構尺寸，從而開(kāi)始MEMS的自動(dòng)化設計，節省人力成本。使非專(zhuān)業(yè)設計者也能參與器件的開(kāi)發(fā)。這種系統綜合，實(shí)現了單個(gè)器件的設計綜合，但需要將MEMS系統間的耦合效應考慮進(jìn)去，并對信號處理與控制電路部分進(jìn)行調試，除此之外還必須具備完備的MEMS器件單元庫。

　　MEMS芯片與半導體芯片整合、封裝在一起是集成電路技術(shù)發(fā)展的新趨勢，也是傳統IC廠(chǎng)商的新機遇。ADI MEMS技術(shù)簡(jiǎn)化了運動(dòng)檢測在工業(yè)、醫療、消費電子、通信和汽車(chē)等眾多領(lǐng)域中的應用。用戶(hù)之所以選擇ADI公司的iMEMS加速度計和陀螺儀，是因為其能提供業(yè)界最精確的運動(dòng)測量，而且還具有最小的尺寸、最低的功耗和最高的性?xún)r(jià)比。

　　在汽車(chē)的主動(dòng)與被動(dòng)安全保護領(lǐng)域，市場(chǎng)趨勢主要包括以下幾個(gè)方面：首先，傳感器趨于整合，例如將ESP與安全氣囊放置在同一ECU之內;其次，傳感器的界面將趨于標準化，其中包括數字界面，SPI、DSI以及PSI5。目前，市場(chǎng)上PSI5的采用率要高于DSI;第三，市場(chǎng)上對高性能陀螺儀的需求將逐漸增多，尤其是配有高級駕駛輔助系統如ACC的汽車(chē);第四，中國和印度等國家已經(jīng)在司法層面上做出規定，要求所有汽車(chē)100%裝有安全氣囊; 第五、歐洲國家也頒布了有關(guān)行人保護的法規，車(chē)載衛星導航將成為主要趨勢，因此正面撞擊傳感器將成為主要的解決方案。

　　高性能MEMS產(chǎn)品