MEMS遇見(jiàn)傳感器，改變生活就此開(kāi)始

　　ADI微機械產(chǎn)品線(xiàn)高級應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(huà)的質(zhì)量，滿(mǎn)足消費者對清晰通話(huà)的音質(zhì)需求;新型MEMS氣壓計會(huì )帶來(lái)室內導航應用的普及;而物聯(lián)網(wǎng)和家庭醫療會(huì )是繼汽車(chē)和消費類(lèi)應用領(lǐng)域后，又一個(gè)殺手級的應用。其潛在的市場(chǎng)和增長(cháng)趨勢會(huì )像今天的智能手機一樣。但目前該市場(chǎng)還缺乏統一的標準和客戶(hù)的認知度，預計還需要2年左右的時(shí)間才會(huì )起量。

　　英飛凌科技中國區MEMS麥克風(fēng)高級經(jīng)理潘哲源詳細介紹了MEMS麥克風(fēng)因為輕薄和穩定性好的優(yōu)勢，在智能手機、數碼攝像機和平板電腦等產(chǎn)品中應用有自己的優(yōu)勢，特別是因為其一致性可以做到非常好，所以在消噪和消回音系統的應用中具有傳統麥克風(fēng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢，從而能夠帶來(lái)非常好的效果體驗。未來(lái)智能手機中將會(huì )逐漸采用2-3個(gè)MEMS麥克風(fēng)，這就提供了廣闊的市場(chǎng)機遇，另一個(gè)龐大的市場(chǎng)機遇則來(lái)自于助聽(tīng)器市場(chǎng)。從技術(shù)上，準確度是MEMS麥克風(fēng)最大的技術(shù)挑戰，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產(chǎn)品。例如，在養老院、醫院等場(chǎng)所，通過(guò)在設備上搭載傳感器采集相應信息之后通過(guò)WIFI等通訊模塊將信息傳送到服務(wù)臺，就可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)了解到信息。還有，現在社會(huì )上獨居老人越來(lái)越多，怎樣服務(wù)獨居老人已經(jīng)成為社會(huì )關(guān)注的話(huà)題。智能傳感器概念可以免去他們去醫院的煩惱，日常在家里監測，之后將這些信息傳輸到醫院的信息庫，就進(jìn)行數據分析進(jìn)而做到早期預測。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、對時(shí)間和溫度變化有極小的偏差即穩定性好等特性不會(huì )局限于目前的應用。在工業(yè)領(lǐng)域，MEMS傳感器的運用主要會(huì )在地震預測，橋梁倒塌等事故的預測中。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(guò)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)的應用就是在煤礦。運用在煤礦地下支撐腳的控制，減小塌方的可能性。農業(yè)方面，在耕地面積減少的情況下農業(yè)機械化和高產(chǎn)量的需求也使得農業(yè)開(kāi)始需要高尖端的技術(shù)。未來(lái)的農業(yè)也會(huì )是個(gè)不同的景象，例如在插秧的設備上搭載MEMS傳感器，它可以做到同角度高準確的種植，在同樣的投入下收獲更高的產(chǎn)量。

　　汽車(chē)級應用

　　傳感器產(chǎn)品從傳統的機械式、到電子、再到當前MEMS技術(shù)架構，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。但從應用來(lái)講，不同的應用環(huán)境，對傳感器產(chǎn)品的性能和技術(shù)要求是不一樣的，比如汽車(chē)應用，產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)AEC-Q100的質(zhì)量體系驗證，測試通過(guò)了才可以用在汽車(chē)應用里。

　　汽車(chē)電子是MEMS傳感器一個(gè)非常重要的應用方向，每臺汽車(chē)會(huì )有40到上百個(gè)傳感器，而汽車(chē)智慧化的發(fā)展趨勢也將促進(jìn)汽車(chē)市場(chǎng)對傳感器的需求。其應用方向和市場(chǎng)需求包括車(chē)輛的防抱死系統(ABS)、電子車(chē)身穩定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動(dòng)手剎(EPB)、斜坡起動(dòng)輔助(HAS)、胎壓監控(EPMS)、引擎防抖、車(chē)輛傾角計量和車(chē)內心跳檢測等等。其中電子車(chē)身穩定程序ESP得到眾MEMS廠(chǎng)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，因此將帶動(dòng)汽車(chē)電子MEMS傳統應用市場(chǎng)的需求。

　　在主動(dòng)安全領(lǐng)域，側翻與穩定性控制(ESC)是對當今主流安全系統的全新改進(jìn)。需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來(lái)感測車(chē)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MEMS傳感器的一個(gè)挑戰。已經(jīng)發(fā)生的趨勢是，TPMS和ESC系統的裝車(chē)率在快速上升，同時(shí)標配ESC系統的車(chē)型也在不斷增多。由此帶來(lái)的電子系統數量和規模在不斷擴充，尤其需要更多的MEMS傳感器來(lái)感測碰撞的不同部位以及車(chē)身姿態(tài)。同時(shí)，多種傳感器的融合，來(lái)降低系統復雜度和系統成本，也是另一個(gè)趨勢。

　　英飛凌對MEMS傳感器在未來(lái)汽車(chē)電子中的應用前景充滿(mǎn)期待，其前景也非常廣闊。根據IHS的報告，2012年全球車(chē)用MEMS傳感器市場(chǎng)為24億美元，而中國為3億美元，占13%。到2017年，全球市場(chǎng)將增長(cháng)33%，達到32億美元，而中國市場(chǎng)會(huì )翻番，占全球市場(chǎng)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(wú)線(xiàn)傳感器及圖像傳感器在電子消費品、工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)均有廣泛的應用。英飛凌在側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商。隨著(zhù)中國市場(chǎng)對汽車(chē)安全的重視，TPMS傳感器的應用將會(huì )有一個(gè)顯著(zhù)的增長(cháng)。英飛凌占據了全球市場(chǎng)的絕大多數份額。

　　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，以及在集成化基礎上使得信號檢測具有一定的自動(dòng)化。技術(shù)發(fā)展的主要趨勢為：強調MEMS的系統性和傳感器、處理與識別的協(xié)調發(fā)展，突破傳感器同信息處理與識別技術(shù)與系統的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、應用和改進(jìn)分離的體制，按照信息論與系統論，應用工程的方法，同計算機技術(shù)和通訊技術(shù)協(xié)同發(fā)展。

　　除了繼續在汽車(chē)電子、新型數字消費電子和醫療電子等領(lǐng)域獲得快速發(fā)展，智能傳感器將廣泛應用于多個(gè)領(lǐng)域，如信息、航空航天、醫學(xué)、生物學(xué)等方面，給人類(lèi)發(fā)展帶來(lái)深遠影響。傳感器與微控制器的結合，配合無(wú)線(xiàn)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(lái)發(fā)展的重要趨勢，最新的蘋(píng)果iPhone 5S里的協(xié)處理器其實(shí)就是這樣的一種類(lèi)似應用。

　　ADI微機械產(chǎn)品線(xiàn)高級應用工程師趙延輝給出了MEMS技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢，主要表現在以下幾個(gè)方面：第一，微型化的同時(shí)降低功耗。將會(huì )出現微米甚至納米級別的微型器件，同時(shí)降低功耗;第二，微型化的同時(shí)提高精度，將MEMS加速度計做到石英加速度計的噪聲特性，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，以及在集成化基礎上使得信號檢測具有一定的智慧。這些趨勢要求半導體廠(chǎng)商提供更高精度、穩定性更好、更智能的高集成度MEMS傳感器模塊。