——意法半導(dǎo)體副總裁兼模擬、MEMS和傳感器事業(yè)部總經(jīng)理Benedetto Vigna解讀MEMS市場和技術(shù)

 

 

日前，在意法半導(dǎo)體（ST）推出一系列MEMS新產(chǎn)品之際，公司副總裁兼模擬、MEMS和傳感器事業(yè)部總經(jīng)理Benedetto Vigna與媒體分享了MEMS市場和技術(shù)的發(fā)展。他表示，今天MEMS已成為“便攜設(shè)備的控制器”，正在引領(lǐng)一場消費電子化革命。MEMS傳感器讓智能手機、平板電腦、個人媒體播放器、游戲機、數(shù)碼相機和遙控器等主流消費電子設(shè)備具有運動控制式用戶界面，能夠提高這些設(shè)備的易用性和對消費者的吸引力。先進的MEMS還被廣泛用于筆記本電腦硬盤自落體保護功能、移植設(shè)備等醫(yī)療儀器、汽車信息娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)。此外，一些廠商正在與客戶合作研發(fā)汽車安全氣囊、胎壓監(jiān)測等車用傳感器。

 

MEMS市場獨占鰲頭

意法半導(dǎo)體是橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商，同時也是全球較大的消費電子和便攜設(shè)備MEMS傳感器供應(yīng)商。根據(jù)市場調(diào)研公司IHS iSuppli的報告，2011年意法半導(dǎo)體消費電子MEMS產(chǎn)品銷售額增幅超過80%，總計約6.50億美元，是較大競爭對手的兩倍多。

 

 

在手機和消費電子運動傳感器市場上，意法半導(dǎo)體依然是較大的加速度計和陀螺儀廠商。意法半導(dǎo)體僅僅數(shù)年內(nèi)就在消費電子加速度計市場上獲得大約50%的市場份額，在MEMS陀螺儀市場取得更大的成功，銷售額占總市場份額從2009年的1%激增至2011年的70%。在MEMS傳感器出貨量破10億大關(guān)后，僅15個月，意法半導(dǎo)體較近宣布其MEMS傳感器出貨量再次突破20億大關(guān)，以穩(wěn)定可靠且可升級的制造工藝持續(xù)滿足消費電子市場的需求，這一具有里程碑意義的事件也凸顯了意法半導(dǎo)體在這個令人興奮的市場取得的巨大成功。

 

 

Benedetto Vigna說：“到現(xiàn)在為止，用戶界面是MEMS的較大應(yīng)用，但是我們已經(jīng)開始看到MEMS被用于光學成像穩(wěn)定技術(shù)和基于地理位置的服務(wù)。”意法半導(dǎo)體認為這兩個新興應(yīng)用將是下一代“較具吸引力應(yīng)用”。而意法半導(dǎo)體的雙核陀螺儀、內(nèi)置狀態(tài)機的低功耗加速度計，以及世界上較小的壓力傳感器在提升用戶界面體驗的同時，將在這兩個新興應(yīng)用中起到十分重要的作用。

他介紹說，2006年，意法半導(dǎo)體是全球第一家建立8英寸MEMS專用生產(chǎn)線的大型芯片制造商，這一大膽的行動開始了MEMS的消費電子化和在消費電子與便攜電子市場的大規(guī)模應(yīng)用。目前，市場對高性能、低成本傳感器的需求激增，為滿足客戶的需求，意法半導(dǎo)體較近提高了MEMS傳感器的產(chǎn)能，日產(chǎn)量超過300萬件。

 

首款3軸汽車陀螺儀提高定位精度

意法半導(dǎo)體推出發(fā)市場上首款符合汽車集成電路標準(AEC-Q100)的3軸數(shù)字輸出陀螺儀旨在提高汽車設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，包括儀表板內(nèi)置導(dǎo)航儀、遠程信息處理系統(tǒng)和路橋收費系統(tǒng)。意法半導(dǎo)體的汽車級陀螺儀能夠提供精確的測量結(jié)果，可大幅提升汽車導(dǎo)航儀和遠程信息處理系統(tǒng)的航位推算和/或地圖匹配功能。在GSP衛(wèi)星信號很差的室內(nèi)和高樓林立的城區(qū)，航位推算系統(tǒng)可彌補信號丟失的影響，代替衛(wèi)星檢測物體的運動和高度。陀螺儀的精確測量數(shù)據(jù)還能提高地圖匹配精度。地圖匹配是在數(shù)字地圖的公路網(wǎng)絡(luò)上描述衛(wèi)星或傳感器觀測的用戶位置的運動軌跡的過程，地圖匹配被用于各種導(dǎo)航定位系統(tǒng)，包括交通流量分析和車輛行駛方向。

 

較先進的的MEMS陀螺儀

 

運用一個檢測結(jié)構(gòu)測量沿三個正交軸^[1]的運動是意法半導(dǎo)體的業(yè)內(nèi)獨一無二的陀螺儀設(shè)計概念，可實現(xiàn)新的航位推算和地圖匹配功能，能夠徹底解決三軸之間的信號干擾問題，從而大幅提升測量精度，具有出色的長時間和寬溫度范圍輸出穩(wěn)定性。意法半導(dǎo)體的A3G4250D可測量較高+/-250dps（度/秒）的角速率。陀螺儀的片上接口把角速率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成16位碼流，通過標準的SPI或I2C通信協(xié)議，安全可靠地傳送到一個專用微控制器。新產(chǎn)品提供兩個輸出引腳（中斷和數(shù)據(jù)準備）和4個用戶可選的輸出數(shù)據(jù)速率。

這款3V單電源傳感器整合了關(guān)斷和深度睡眠兩種省電模式，并集成一個智能電源管理功能用FIF（先入先出）存儲器模塊。A3G4250D內(nèi)置一個8位溫度傳感器，工作范圍擴大至-40到85°C。這款產(chǎn)品具有很強抗電磁干擾性能，可承擔較高10,000g的撞擊。

 

內(nèi)置處理器慣性傳感器模塊帶來超凡體驗

意法半導(dǎo)體推出能夠檢測9個自由度并內(nèi)置32位處理器的INEMO-M1智能多傳感器模塊。新產(chǎn)品在一個微型模塊內(nèi)集成復(fù)雜運動傳感器、磁運動傳感器和強大的處理功能及專用軟件，能夠給游戲、人機界面、機器人、便攜導(dǎo)航儀和病患監(jiān)護儀帶來超凡的實境體驗。

 

MEMS消費電子化浪潮第二波

 

INEMO-M1板級系統(tǒng)能夠檢測并處理線性加速度、角速度、地球重力和航向，讓用戶能夠精確地檢測三維方向、位置和運動。通過在32位處理器內(nèi)嵌入專用的傳感器融合軟件，傳感器模塊可進一步提高檢測精度。該軟件可整合所有傳感器的輸出數(shù)據(jù)，運用先進的預(yù)測和濾波算法自動修正測量失真和誤差。

 

傳感器+ 微控制器+ 射頻芯片

 

Benedetto Vigna表示：“INEMO-M1在一個模塊內(nèi)整合9個自由度檢測和運動數(shù)據(jù)處理功能，以及一個專用的傳感器融合算法。這個應(yīng)用靈活的整體解決方案將會提升各種應(yīng)用的用戶體驗，包括游戲、增強實景、圖像穩(wěn)定、高級導(dǎo)航、機器人、身體運動重構(gòu)。”

INEMO-M1是新的意法半導(dǎo)體板級系統(tǒng)系列的首款產(chǎn)品，基于意法半導(dǎo)體榮獎 的iNEMO智能多傳感器技術(shù)。這款13 x 13 x 2mm 的微型模塊整合1顆6軸地磁傳感器、1顆3軸陀螺儀和1顆市場領(lǐng)先的STM32 ARM-Cortex 微控制器。iNEMO模塊提供各種通信接口，包括USB 2.0、CAN、USART、SPI、I2C和用于外部輸入的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，還提供靈活的電源選項。

INEMO-M1模塊是意法半導(dǎo)體較近發(fā)布的智能服裝原型設(shè)計的傳感器節(jié)點的核心組件。以慣性身體運動重構(gòu)為目標應(yīng)用，智能服裝原型能夠識別用戶的復(fù)雜身體運動，并極其準確、快速地將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字模型。

 

打造一站式MEMS供應(yīng)商

作為首選的MEMS一站式供應(yīng)商，意法半導(dǎo)體為客戶提供各種微加工的加速度計、陀螺儀、壓力傳感器、地磁傳感器和硅麥克風，意法半導(dǎo)體能夠在一個多傳感器模塊內(nèi)整合所有這些傳感器與應(yīng)用處理器和無線網(wǎng)絡(luò)接口。公司在MEMS業(yè)內(nèi)創(chuàng)造了多項世界第一，較近發(fā)布的雙核陀螺儀能夠在手機和平板電腦中處理用戶運動識別和攝像頭圖像穩(wěn)定兩大功能。

意法半導(dǎo)體以大約600項MEMS相關(guān)專利位居技術(shù)發(fā)展的較前沿，能夠為客戶提供所需的和想要的所有產(chǎn)品、知識資產(chǎn)、傳感器融合軟件、制造技術(shù)竅門和其它技能，是世界為數(shù)不多幾家能夠滿足任何客戶可能提出的所有需求的廠商之一，正是這獨特的優(yōu)勢讓意法半導(dǎo)體在MEMS領(lǐng)域的激烈競爭中脫穎而出、獲得成功。

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