高精度 MEMS解決方案助力產(chǎn)品開發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)的豐富應(yīng)用推動了半導體產(chǎn)業(yè)的升級與發(fā)展，尤其是MEMS傳感器被廣泛用于各式各樣的智能設(shè)備之中。MEMS具有智能化、微型化、多功能和高集成度等優(yōu)勢，它廣泛應(yīng)用于智能手機、可穿戴、智能駕駛、智能工廠、智能家居、智慧醫(yī)療、AR／VR等領(lǐng)域。如今，全球MEMS市場規(guī)模已經(jīng)逼近150億美元。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的深入，智能終端產(chǎn)品的數(shù)量將達到百億以上的規(guī)模，MEMS傳感器需求與日俱增。

意法半導體模擬、MEMS及傳感器事業(yè)部副總裁、MEMS傳感器產(chǎn)品部總經(jīng)理Andrea ONETTI

作為全球最大的MEMS供應(yīng)商之一，意法半導體（下稱ST）已經(jīng)在這個領(lǐng)域耕耘了二十多年，它們的MEMS產(chǎn)品包括光學防抖陀螺儀、加速度計＋陀螺儀、加速度計＋磁強計慣性測量單元、超低功耗加速度計、高精度壓力傳感器等。近日，意法半導體在上海舉辦了MEMS媒體溝通會，意法半導體模擬、MEMS及傳感器事業(yè)部副總裁、MEMS傳感器產(chǎn)品部總經(jīng)理Andrea ONETTI，意法半導體大中華暨南亞區(qū)模擬和MEMS產(chǎn)品部市場總監(jiān)吳衛(wèi)東等高層發(fā)表了演講，并向現(xiàn)場的媒體朋友們解答了關(guān)于MEMS產(chǎn)品的相關(guān)問題。

從左至右，意法半導體模擬、MEMS及傳感器事業(yè)部副總裁、MEMS傳感器產(chǎn)品部總經(jīng)理Andrea ONETTI，意法半導體大中華暨南亞區(qū)模擬和MEMS產(chǎn)品部市場總監(jiān)吳衛(wèi)東

高精度MEMS解決方案助力產(chǎn)品開發(fā)

MEMS是一項革命性的新技術(shù)，它是在半導體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。MEMS是融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術(shù)制作的高科技電子機械器件。Andrea ONETTI表示，ST對MEMS這塊的專利投入非常大，每年都有不同的專利出現(xiàn)，它們涉及設(shè)計、應(yīng)用和生產(chǎn)。除了開發(fā)硬件產(chǎn)品，ST也會研發(fā)軟件，因為公司希望可以給到工程師一套完整的MEMS解決方案。

由于MEMS技術(shù)采用模塊設(shè)計，因此設(shè)備運營商在增加系統(tǒng)容量時只需要直接增加器件或系統(tǒng)數(shù)量，而不需要預(yù)先計算所需要的器件或系統(tǒng)數(shù)，這對于運營商是非常方便的?？蛻粼谶x擇MEMS產(chǎn)品時，應(yīng)該關(guān)注哪些信息。Andrea ONETTI強調(diào)，目前已經(jīng)有3萬客戶在使用ST的產(chǎn)品，現(xiàn)在官網(wǎng)上有很多資源，研發(fā)工程師可直接索取。由于ST在MEMS領(lǐng)域研究多年，如今工程師已經(jīng)很容易理解并使用相關(guān)產(chǎn)品。

針對MEMS傳感器，ST一天的產(chǎn)能可以達到600萬片，已經(jīng)出貨超過150億片的產(chǎn)品。他提到，以消費電子產(chǎn)品為例，每兩臺手機里就有一臺ST的傳感器；在汽車產(chǎn)品里，每三臺車載導航儀中就有一臺裝有ST的傳感器；在通信設(shè)備方面，基站、電腦里面，每兩條存儲卡上就有一顆ST的溫度傳感器。

MEMS傳感器迎來巨大的發(fā)展機遇

隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的不斷推進，MEMS傳感器迎來了巨大的發(fā)展機遇。與消費類市場相比，工業(yè)對傳感器性能的要求更高，對產(chǎn)品的壽命和可靠性要求極為苛刻，尤其是傳感器性能需要在惡劣的環(huán)境中保持穩(wěn)定可靠，這是非常難做到的。Andrea ONETTI講到，ST在工業(yè)類應(yīng)用中已經(jīng)成功推出了帶防水性能的壓力傳感器。萬物智能時代，消費電子、工業(yè)、汽車之間的融合會越來越強，消費類傳感器也會逐漸拓展應(yīng)用到工業(yè)和汽車之中。

隨著時間的推移和技術(shù)的進步，MEMS包含的內(nèi)容正在不斷增加，并變得更加豐富。市場策略方面，ST也會根據(jù)客戶的需求和發(fā)展趨勢進行調(diào)整和變化。Andrea ONETTI表示，手機應(yīng)用的深入也給傳感器帶來了挑戰(zhàn)，其中功耗就是一個大的難題，ST為了降低傳感器功耗，開發(fā)出了相應(yīng)產(chǎn)品，在計步器和室內(nèi)導航等應(yīng)用中，ST傳感器可以在工作狀態(tài)下，實現(xiàn)最小的低功耗。

合作共贏已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共識，對此，ST的理念與行業(yè)不謀而合。“傳感器是非常多元化的，ST希望與生態(tài)系統(tǒng)、初創(chuàng)公司甚至是競爭對手達成合作伙伴關(guān)系，只有通過合作精神，大家才能在這塊領(lǐng)域快速成長，ST堅持給市場和客戶提供高精度、低功耗的傳感器，在整個產(chǎn)品生命周期里要維持高精度的性能。”Andrea ONETTI對現(xiàn)場媒體這樣說道。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的應(yīng)用增加，越來越多的數(shù)據(jù)通過傳感器獲取，然后將這些搜集到的數(shù)據(jù)上傳到云端進行處理，這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量會影響整個過程。Andrea ONETTI認為，如果數(shù)據(jù)不好，數(shù)據(jù)的傳輸和后臺處理成本將增加很多，對客戶非常不利。如果傳感器收集到的數(shù)據(jù)是高精度、可靠性高的，那么傳輸數(shù)據(jù)量和后臺數(shù)據(jù)處理量都會減少，整個系統(tǒng)的價值也會增加很多。

個人電子市場的三大發(fā)展趨勢

一、傳感器與人工智能的結(jié)合

未來的傳感器也離不開人工智能，傳感器從感知數(shù)據(jù)到傳感器預(yù)知下一步，或者把數(shù)據(jù)采集回來處理，然后傳輸更精確的數(shù)據(jù)，這些都需要AI處理。在傳感器結(jié)構(gòu)里面，通過數(shù)字處理進行濾波、溫度補償?shù)玫礁玫臄?shù)據(jù)。傳感器加入機器學習的功能，可以把原本需要在處理器做的事情，在傳感器上就可以去做，甚至其它傳感器也可以接入這個傳感器做融合。

二、振動和聲音的算法融合

無線耳機隨處可見，這個產(chǎn)品里面有個加速度傳感器，當用戶用手敲它就可以做一些功能控制。在這樣的產(chǎn)品里，ST已經(jīng)配合開發(fā)出了另一個加速度傳感器，這個傳感器可以檢測用戶的骨振動，它能感知用戶的講話。通過和麥克風融合，將兩個傳感器信號融合在一起，達到一種功能，即使用戶在嘈雜環(huán)境下講話，這個產(chǎn)品也會把說話的聲音采集下來，然后把背景噪音通過算法過濾掉，不管在地鐵、大街或是房間，對方聽到的聲音都是清晰的。通過這個案例可以看到，傳感器和各種技術(shù)的融合，能給客戶帶來更大的價值。

三、撞擊檢測是MEMS傳感器增長的新興市場

撞擊檢測是MEMS傳感器增長的一個新興市場。對于電池運輸而言，通常需要了解整個過程中是否有產(chǎn)品損壞，這就要加入一個檢測功能。電池在撞擊狀態(tài)下會發(fā)生極端變形，特別是當它撞擊時還在進行大電流充電，這是非常危險的。ST的傳感器可以檢測物體的撞擊，傳感器可以演算物體撞擊的能力和撞擊時的狀態(tài)，提升電池和系統(tǒng)在運輸時的安全系數(shù)。

在工業(yè)應(yīng)用中，傳感器在建筑物檢測領(lǐng)域大有可為。Andrea ONETTI列舉了去年意大利發(fā)生的一起橋梁倒塌事故，原因是混凝土建筑隨著時間推移自然損耗嚴重，建筑的風險系數(shù)增加。如高精度傾斜器可以幫助計量房屋的老化程度和可能存在的安全隱患，這對建筑安全非常重要。在智能駕駛方面，MEMS傳感器可以提升慣性導航的精度和準度，如在隧道里面，通過智能傳感器對車輛進行實時檢測和安全監(jiān)控，這些過程對傳感器的精度和制造都有很高的要求。

除了消費市場，MEMS傳感器在工業(yè)和其它應(yīng)用市場中也非常有前景，不同類別的傳感器融合開啟了一個新興領(lǐng)域。隨著智能時代的到來，傳感器會收到大量的數(shù)據(jù)，對于客戶而言，要拿到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，在節(jié)點端就需要高精度的MEMS傳感器。最后，Andrea ONETTI表示，ST承諾始終為客戶提供高精度、高性能、低功耗以及帶有嵌入式智能的MEMS傳感器，以高質(zhì)量、低功耗的數(shù)據(jù)采集滿足工業(yè)、汽車、消費類客戶在智能化方面不斷增長的需求。