MEMS讓消費(fèi)電子產(chǎn)品更智能

——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(fèi)電子化革命。MEMS傳感器讓智能手機(jī)、平板電腦、個(gè)人媒體播放器、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和遙控器等主流消費(fèi)電子設(shè)備具有運(yùn)動(dòng)控制式用戶界面，能夠提高這些設(shè)備的易用性和對消費(fèi)者的吸引力。先進(jìn)的MEMS還被廣泛用于筆記本電腦硬盤自落體保護(hù)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(dú)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(shí)也是全球較大的消費(fèi)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(bào)告，2011年意法半導(dǎo)體消費(fèi)電子MEMS產(chǎn)品銷售額增幅超過80%，總計(jì)約6.50億美元，是較大競爭對手的兩倍多。

在手機(jī)和消費(fèi)電子運(yùn)動(dòng)傳感器市場上，意法半導(dǎo)體依然是較大的加速度計(jì)和陀螺儀廠商。意法半導(dǎo)體僅僅數(shù)年內(nèi)就在消費(fèi)電子加速度計(jì)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(gè)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(jí)的制造工藝持續(xù)滿足消費(fèi)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(gè)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(xué)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(rèn)為這兩個(gè)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(jī)的低功耗加速度計(jì)，以及世界上較小的壓力傳感器在提升用戶界面體驗(yàn)的同時(shí)，將在這兩個(gè)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(dòng)開始了MEMS的消費(fèi)電子化和在消費(fèi)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(biāo)準(zhǔn)(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(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)和路橋收費(fèi)系統(tǒng)。意法半導(dǎo)體的汽車級(jí)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(yuǎn)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(hào)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(bǔ)信號(hào)丟失的影響，代替衛(wèi)星檢測物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jìn)的的MEMS陀螺儀

運(yùn)用一個(gè)檢測結(jié)構(gòu)測量沿三個(gè)正交軸^[1]的運(yùn)動(dòng)是意法半導(dǎo)體的業(yè)內(nèi)獨(dú)一無二的陀螺儀設(shè)計(jì)概念，可實(shí)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(hào)干擾問題，從而大幅提升測量精度，具有出色的長時(shí)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(biāo)準(zhǔn)的SPI或I2C通信協(xié)議，安全可靠地傳送到一個(gè)專用微控制器。新產(chǎn)品提供兩個(gè)輸出引腳（中斷和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備）和4個(gè)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(gè)智能電源管理功能用FIF（先入先出）存儲(chǔ)器模塊。A3G4250D內(nèi)置一個(gè)8位溫度傳感器，工作范圍擴(kuò)大至-40到85°C。這款產(chǎn)品具有很強(qiáng)抗電磁干擾性能，可承擔(dān)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(yàn)

意法半導(dǎo)體推出能夠檢測9個(gè)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(gè)微型模塊內(nèi)集成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)傳感器、磁運(yùn)動(dòng)傳感器和強(qiáng)大的處理功能及專用軟件，能夠給游戲、人機(jī)界面、機(jī)器人、便攜導(dǎo)航儀和病患監(jiān)護(hù)儀帶來超凡的實(shí)境體驗(yàn)。

MEMS消費(fèi)電子化浪潮第二波

INEMO-M1板級(jí)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(yùn)動(dòng)。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(jìn)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(yùn)用先進(jìn)的預(yù)測和濾波算法自動(dòng)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(gè)模塊內(nèi)整合9個(gè)自由度檢測和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理功能，以及一個(gè)專用的傳感器融合算法。這個(gè)應(yīng)用靈活的整體解決方案將會(huì)提升各種應(yīng)用的用戶體驗(yàn)，包括游戲、增強(qiáng)實(shí)景、圖像穩(wěn)定、高級(jí)導(dǎo)航、機(jī)器人、身體運(yùn)動(dòng)重構(gòu)�！�

INEMO-M1是新的意法半導(dǎo)體板級(jí)系統(tǒng)系列的首款產(chǎn)品，基于意法半導(dǎo)體榮獎(jiǎng) 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(xiàng)。

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(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)的核心組件。以慣性身體運(yùn)動(dòng)重構(gòu)為目標(biāo)應(yīng)用，智能服裝原型能夠識(shí)別用戶的復(fù)雜身體運(yùn)動(dòng)，并極其準(zhǔn)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(jì)、陀螺儀、壓力傳感器、地磁傳感器和硅麥克風(fēng)，意法半導(dǎo)體能夠在一個(gè)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(xiàng)世界第一，較近發(fā)布的雙核陀螺儀能夠在手機(jī)和平板電腦中處理用戶運(yùn)動(dòng)識(shí)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(xiàng)MEMS相關(guān)專利位居技術(shù)發(fā)展的較前沿，能夠?yàn)榭蛻籼峁┧�需的和想要的所有產(chǎn)品、知識(shí)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(dú)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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