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全球MEMS應(yīng)用及其市場狀況

發(fā)布時間:2010-07-23

中心議題:
  •        MEMS技術(shù)原理及應(yīng)用
  •        MEMS公司
  •       MEMS技術(shù)市場展望

MEMS有廣泛的應(yīng)用,但其封裝測試成本是決定其能否有光明市場前景的重要因素

MEMS及其應(yīng)用

MEMS技術(shù)是采用微制造技術(shù),在一個公共硅片基礎(chǔ)上整合了傳感器、機(jī)械元件、致動器(actuator)與電子元件。MEMS通常會被看作是一種系統(tǒng)單晶片(SoC),它讓智能型產(chǎn)品得以開發(fā),并得以進(jìn)入很多的次級市場,為包括汽車、保健、手機(jī)、生物技術(shù)、消費(fèi)性產(chǎn)品等各領(lǐng)域提供解決方案。根據(jù)電子產(chǎn)業(yè)市場研究與信息網(wǎng)路的資料,MEMS的平均年增長率高于20%,并預(yù)計在2010年超過100億美元。MEMS技術(shù)已被認(rèn)為是下個世紀(jì)最有前途的技術(shù)之一。

MEMS有很多應(yīng)用,并被越來越多的產(chǎn)品所接納。MEMS的一些常見應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車、生物技術(shù)與醫(yī)療,以及消費(fèi)電子產(chǎn)品。MEMS還用于大量聲波雙工器(Bulk Acoustic Wave duplexer)與濾波器、麥克風(fēng)、MEMS自動聚焦致動器、壓力感測器、MEMS微微型投影儀,甚至MEMS陀螺儀。

MEMS的公司

從全球看,MEMS產(chǎn)品是由一些美國和亞洲公司開發(fā)的,包括意法半導(dǎo)體(ST)、Analog Devices公司(ADI)、惠普公司(HP)、德州儀器公司(TI),以及Memsic公司。下文將介紹各個制造商及其主要MEMS產(chǎn)品的現(xiàn)況。

意法半導(dǎo)體公司是最大的MEMS制造商之一,提供單軸和多軸陀螺儀的廣泛選擇,各種滿量程區(qū)間,適用于數(shù)位相機(jī)和數(shù)位錄像機(jī)的影像穩(wěn)定,以及提高游戲應(yīng)用中的用戶體驗(yàn)。ST公司還提供3軸陀螺儀,能精確地測量沿三個正交軸的角速度。另外,STM還用下一代微電機(jī)聲學(xué)器件擴(kuò)展了自己的產(chǎn)品組合。創(chuàng)新的MEMS麥克風(fēng)采用了Omron的傳感器技術(shù),能夠大幅地提高聲音質(zhì)量,有出色的可靠性、健壯性,同時對現(xiàn)有/新興音頻應(yīng)用都有很好的成本效益,如手機(jī)、無線設(shè)備以及手持游戲機(jī)等。關(guān)鍵是,MEMS麥克風(fēng)可以做得比最小的駐極體電容式麥克風(fēng)(electrets condenser microphone)還要小,而對溫度變化、機(jī)械振動和電磁干擾更不敏感。

ADI公司同時提供類比與數(shù)位型的全向MEMS麥克風(fēng)。最近,ADI與英飛凌科技公司商定共同發(fā)展下一代的汽車氣囊安全系統(tǒng)。這個ADI-英飛凌合作計劃將確保兩家公司相應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展藍(lán)圖的協(xié)調(diào)一致,以及各自傳感器與芯片組的互通性。這個合作也將加速先進(jìn)氣囊系統(tǒng)的發(fā)展,為安全系統(tǒng)供應(yīng)商和OEM商提供一個完整的設(shè)計平臺,從而實(shí)現(xiàn)一種可靠、具成本效益和易于使用的先進(jìn)氣囊方案。

惠普公司最近推出一種慣性探測技術(shù)(inertial sensing technology),能夠用來開發(fā)可當(dāng)作高階傳感器使用的數(shù)位MEMS加速度計。HP預(yù)計該技術(shù)將使芯片的靈敏度比今天市場上的批量產(chǎn)品提高1000倍。這種傳感器是以該公司已率先商業(yè)應(yīng)用在其打印機(jī)墨盒的MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)。

另外,TI公司擁有的數(shù)位光處理器(digital light processor,DLP)技術(shù)為有光處理與光轉(zhuǎn)向需求的創(chuàng)新應(yīng)用提供了開發(fā)平臺和芯片組。該公司的MEMS技術(shù)為光轉(zhuǎn)向應(yīng)用提供了可靠的單元件類比鏡(single element analog mirror),其高反射的MEMS表面最大為9平方毫米,簡化了對驅(qū)動的需求,因此TI的Analog Mirrors成為柔性系統(tǒng)設(shè)計的一個理想選擇。TI 的Analog Mirrors可以用于精確定位和控制激光束,同時最大限度地減少光功率的損耗,支持各種光束旋轉(zhuǎn)應(yīng)用,如影像與顯示、光網(wǎng)路、自由空間光學(xué)、物體探測以及激光印刷等。

另一家著名企業(yè)Memsic公司則是推出了多種高性能加速度計。由于美國國家高速公路交通安全局(NHTSA)要求,到2012年時,美國市場上的所有汽車、卡車和大巴士都要安裝車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(Vehicle Stability Control,VSC),歐盟確認(rèn)它也將實(shí)施類似的要求,數(shù)百萬個Memsic加速度傳感器已經(jīng)被部署在帶有VSC的汽車和卡車上。現(xiàn)在,致力于滿足政府VSC要求的工程團(tuán)隊可以采用經(jīng)過完全的汽車和道路認(rèn)證、兼容于串列周邊界面(SPI)的傳感器技術(shù),設(shè)計出下一代的VSC系統(tǒng)。

市場展望

顯然地,MEMS已在我們今天日常生活中的各種應(yīng)用中扎下根基。其普及的主要動力來自于成本低與體積小,從而能夠做出更小、更輕和更廉價的最終產(chǎn)品。但在MEMS前方并非一片光明。一項挑戰(zhàn)是封裝問題,因?yàn)镸EMS器件的多樣性以及每個要暴露的不同環(huán)境。封裝加上測試,很容易就會將成本增加一倍。在不影響產(chǎn)品性能的情況下,研究出標(biāo)準(zhǔn)化和更廉價的封裝已成為MEMS設(shè)計的主要關(guān)注目標(biāo)。在今天的地球上,MEMS制造商投入了大量研發(fā)力量,試圖加強(qiáng)自己在封裝制程中的地位,為各種新設(shè)備開發(fā)新的專用封裝。當(dāng)前長足的進(jìn)步與工程進(jìn)展讓我們對MEMS或SoC有更新的理解。對設(shè)計工程師而言,這確實(shí)是富于挑戰(zhàn)且令人興奮的時代!


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