發布日期：2022-10-07 點擊率：55
高速發展的電子及其制造技術使微機電系統（Micro-Electro-Mechanical-Systems ，MEMS）迅速普及。其實基于MEMS技術的加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀等已經有30余年的應用歷史，但由于技術和成本等多方面的原因，這些技術主要應用于工業、軍事、汽車制造、儀器儀表，及醫療等領域，而未進入消費類產品市場。目前的情況則已大幅改觀，MEMS技術已不像幾十年前那樣貴如珠寶，低成本、小尺寸、低功耗、高性能的MEMS傳感器產品已掀起新的設計和消費浪潮。
基于MEMS技術的多軸加速度傳感器目前主要應用于游戲機和手機、硬盤防跌落保護、便攜式設備的健身計步測量，以及數碼相機/攝相機的防抖等。除此之外，用于測量熱效應、光強度及壓力等物理量的物理傳感器（Physical Sensor）也是未來的重點之一。
ST一直致力于MEMS技術的廣泛應用和進行新產品與新技術的開發方面的投入。其率先投資建立了先進的八英寸晶圓生產線，同時推動互補的合作伙伴關系。ST的目標是MEMS產品在消費領域的普及和量產，成為該技術消費性浪潮的推手。
1.MEMS概述
微機電系統指通過硅晶圓微加工技術制造的三維機械電子結構，60年代時開始在半導體廠中出現。人們的日常生活中經常能見到MEMS技術的物理傳感器，用來感測加速度、角速度、壓力和聲壓等。
汽車電子是目前發展迅速的市場，MEMS技術在其中隨處可見。例如汽車動態控制和安全氣囊等所有的主動和被動式安全系統中，都使用加速度或偏移率（Yaw Rate）傳感器來保護乘客的生命安全；為降低油耗，壓力傳感器也應用在引擎歧管（Engine Manifolds）和汽油管（Fuel Lines）中。
MEMS技術在活躍的消費電子市場掀起了產品設計創新的高潮。對于消費性市場來說，微機電產品通常會是在技術與經濟考慮下的最佳解決方案，而且提供了微型化和高級程度的未來發展藍圖。最成功的應用之一就是加速度傳感器在任天堂的Wii和Sony的PS3游戲機中帶來的全新操控體驗。過去加速度傳感器只被用于汽車中的主動及被動式安全系統當中，一些安全法規的要求是其在汽車電子中應用的驅動力之一。今天，“感測及簡化”已成為MEMS在消費產品市場的價值定位所在，掃除使用者和電子設備這個復雜世界之間的所有隔閡也是設計大師Naoto Fukusawa-san的夢想。此外，三軸加速度傳感器也可用來設計硬盤放跌落裝置，保護數據的安全；便攜式設備的UI操控也可以通過它來實現更人性化的功能。
MEMS元件與芯片中的CMOS相同，利用半導體晶圓廠來生產制造。但不同之處是，MEMS元件不僅僅是電子產品，還結合了許多機械結構，如連硅質彈簧（Spring）、電極（Electrode）、薄板（Membrane）和懸臂梁（Cantilever）等可移動的機構。此外，硅微加工元件經常會與傳統石英或壓電式產品存在價格、尺寸及效能上出現競爭。
加速度計和陀螺儀等運動感測器將移動偵測的能力帶到硅組件當中。 這類組件在汽車市場的應用會持續增加，一些法案的要求正是其中的驅動力之一；在消費性市場中的應用也將會大幅提高，其增長率會十分快速。 多軸加速度計過去只被用于汽車中的主動及被動式安全系統當中，但現在已更廣泛被用于筆記型電腦、硬盤機、手機和游戲控制器中。 除了汽車動態控制系統外，偏移率感測器（陀螺儀）也用于改善數位相機和攝影機的影像穩定性。 此外，運動感測器和磁力計可望整合為運動量測單元，共同為手持設備提供個人化導航功能，進而讓電信業者所提供的位置型服務（LBS）能夠落實。
業界預測加速度傳感器和陀螺儀等運動傳感器在消費電子產品市場中的應用將持續增加，且增長會十分迅速。
多軸加速度傳感器給硅組件帶來運動探測能力，目前被廣泛用于硬盤驅動器、手持設備、筆記本電腦、手機、游戲機等設備中。陀螺儀也被用于數碼相機和攝像機中，為其防抖動功能提供支持。此外，運動傳感器和磁力計可望整合為運動傳感單元，共同為手持設備提供個人化導航功能，進而為電信運營商所提供的定位類服務（LBS）提供平臺。
微型壓力傳感器曾在汽車中大量應用，主要集中在胎壓偵測等；此外，醫療器械也是其主要市場之一。目前隨著技術的進步使開發成本逐漸降低和尺寸更加輕薄，微型壓力傳感器預計將很快被消費類市場接受，并用于無線通訊等新領域。
手機和筆記本電腦由于尺寸的限制，使用表面貼裝技術（SMT）的傳統駐極體電容式邁克風的時用受到限制，因此基于MEMS技術的電容式硅晶邁克風將在該市場迅速普及。
加速度傳感器、陀螺儀、壓力傳感器等多種元件的集成將是未來的必然趨勢。MEMS產品供應商需要基于客戶的需求，開發能將多種傳感器整合在一起的通用技術平臺。THELMA和VENSENS即為ST推出的兩款用于傳感器整合的技術平臺。ST的MEMS產品制造和研發都在先進的八英寸MEMS晶圓廠中進行，能使上市時間縮短，迅速滿足市場需求。此外，該公司還在積極開發多軸陀螺儀、壓力傳感器和電容式硅晶邁克風等，也積極與其它公司合作推出具有市場潛力或滿足客戶要求的傳感器產品。
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