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意法半导体:MEMS技术将再次爆发

时间:2017-11-01 17:03来源:COMPOTECHChina 作者:徐俊毅 点击:

意法半导体大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东

从技术原理上来讲,MEMS器件分为两大类,一是传感器,比如加速度计、陀螺仪等等已经广泛应用在工业、汽车以及消费电子各个领域;二是致动器(Actuator),这也是MEMS的重要组成部分,Actuator的主要原理是用电、磁的方式推动微小物体,可以实现非常迅速而精确的动作和控制,在追求高精度的许多应用中都有Actuator的身影。
 
MEMS器件的故事其实是从制动器(Actuator)应用开始的,这项技术最初的应用是工业和汽车。随后在喷墨打印机中得到广泛使用,喷墨打印机的喷头就是制动器应用的一种。早期,MEM器件在工业、汽车,甚至国防行业就已经有所应用,但在那时候,制动器属于极端高精尖技术,它的生产和应用都面临挑战,因而一直局限在小规模、特定的领域里。
 
对MEMS器件来说,真正起到推波助澜作用的是消费类应用,准确的说Wii游戏主机。


 
 
2006年11月19日,日本任天堂推出的Wii游戏主机,让人们体验到可以用身体动作来参与游戏的乐趣,在随后的十年多当中,让整个行业和大众都知道了MEMS技术,MEMS传感器大规模普及。随后而来的智能手机浪潮,让MEMS器件在消费电子市场大放异彩。加速度计、陀螺仪、惯性测量模块、磁强计、压力传感器、MEMS麦克风、湿度传感器、燃气和VOC检漏器相继应运而生,并由此将整个市场从消费延伸至物联网应用。
 
“就像是一个轮回,MEMS器件从制动器开始,在MEMS传感器应用爆发,现在又轮到制动器(Actuator)” 意法半导体大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东说。
 
物联网的发展,让工业和汽车用户重新审视MEMS制动器技术,并对MEMS制动器提出新的要求。
 
“尽管基数很大,但是在消费类市场中,过去两三年里的MEMS器件的增长速度没有以前那么快。借助近几年非常热门的主题——物联网、智能工业、智能农业,我们看到了MEMS的下一个发展机会----推进器Actuator,在MEMS领域制动器正处于MEMS技术第二次爆发的前沿。”

意法半导体(ST)同时拥有MEMS传感器和制动器的技术,目前已经交付的MEMS器件超过130亿个,是MEMS市场的领头企业。

“ST的技术支撑我们能够既做sensor也可以做Actuator,虽然这两项原理是正反的关系,但在真正的设计和工艺上,是可以复用的,更重要的是,ST拥有大规模生产的能力。”
 
这将为接下来的MEMS制动器市场爆发提供产能保障。
 

 
在MEMS制动器应用中,已经有一些公司在未来可能快速发展的方向上崭露头角。

压电致动器实现快速对焦: PoLight是一家欧洲的公司,他们的解决方案,模仿人眼瞳孔,用压电方式可以让镜头收缩和形变,达到对焦功能,这样的方式可以在速度、功耗上比现有的成熟技术(VCM音圈马达控制对焦技术)有质的提升。目前已经有相应的成熟产品出现在市场上。而且接下来会有很多摄像头生产厂家配合一起把这样的技术引入到市场量化。
 
Chirp公司的超声波测距传感器:是ST的一家合作伙伴。在未来包括自动驾驶、工业领域里,特殊的行业里比较可靠的应用领域,ST提供给这家公司MEMS mirror的technology,可以实现让超声波全方位地发射出去。实现更为精确的和全面的测距应用。
 
MicroVision微投影技术:ST和MicroVision在2016年正式发布了基于MEMS制动器技术的微投影方案。ST提供我们不同技术,包括压电式、静电式、电磁式。MicroVision则通过它的整体解决方案推向市场,2017年第一季度底,国内有一家手机正式推出了基于MicroVision解决方案的,带微型投影仪的手机,并取得了一定的市场反响。

MEMS扬声器:ST与U-Sound公司合作,U-sound在今年巴塞罗那的MWC上将产品雏形推出这也是未来会推向市场的基于MEMS Actuator技术的产品。
 
在汽车市场,MEMS技术正在帮助制造商提升汽车的安全性要求。来自消费端的,微镜技术已经开始为汽车提供安全保障。激光雷达、智能照明正在被整合进汽车的ADAS系统中。
 

 
在工业市场,透过MEMS技术,激光测距仪可以根据加速度传感器进行倾角修正,从而帮助工程人员更加快速、精确的完成量测任务。
 

 
透过超低功耗高精度加速度传感器,MEMS器件正在为地震监测提供长时间可靠的监测数据。
 

 
 
在医疗应用的胃镜监测中,新型的胶囊监测方法,替代了传统的插管式方法,真正实现“无痛”的胃镜检测过程。医生借助磁控方法,透过胶囊中的摄像头来进行胃部检查,而胶囊中的MEMS器件则将位置、姿态等信息传给医生。这项技术已经在国内医院的临床应用中得以采用。

“从汽车电子、工业等市场,我们看到了林林总总的机会,从单个机会来讲,它的数量可能只有百万级别,但这些市场的门类、种类可能成百上千,所以这个市场又让我们看到了未来几年非常蓬勃、非常有潜力的应用领域。”

MEMS技术的第二波爆发即将到来。

 

(责任编辑:jane)
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