MEMS传感器科普文

640?wx_fmt=jpeg

来源:MEMS技术


MEMS 的全称是微型电子机械系统,利用传统的半导体工艺和材料,集微传感器、微执行器、微机械机构、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。具有小体积、低成本、集成化等特点。


MEMS工作原理图

640?wx_fmt=png


1

MEMS传感器的应用领域


除了智能手机,MEMS传感器将会在 AR/VR、可穿戴等消费电子,智能驾驶、智能工厂、智慧物流、 智能家居、环境监测、智慧医疗等物联网领域广泛应用。


1、可穿戴设备应用


以小米手环为例,就用到了ADI的MEMS加速度和心率传感器来实现运动和心率监测。 Apple Watch内部除了MEMS加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风,还有使用脉搏传感器。


640?wx_fmt=jpeg


2、VR应用


VR设备需要足够精确测定头部转动的速度、角度和距离,采用MEMS加速度计、陀螺仪和磁力计来进行测定是重要的解决方案之一,几乎成为VR设备的标配。Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR都采用了MEMS加速度计和陀螺仪,未来VR设备也可能会使用MEMS眼球追踪技术。


640?wx_fmt=jpeg


3、无人机应用


无人机飞行姿态控制技术上,MEMS传感器又有了施展的空间。结合加速度计和陀螺仪,可以算出角度变化,并确定位置和飞行姿态。MEMS传感器能在各种恶劣条件正常工作,同时获得高精度的输出。MEMS加速度计和陀螺仪在无人机上的应用可谓是大放异彩。


640?wx_fmt=jpeg


4、车联网应用


车联网是物联网发展的重大领域,智能汽车是车联网的核心,正处于高速发展中。在智能汽车时代,主动安全技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动安全系统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。


语音将成为人与智能汽车的重要交互方式,MEMS麦克风将迎来发展新机遇。MEMS传感器在汽车领域还有很多应用,包括安全气囊(应用于正面防撞气囊的高g值加速度计和用于侧面气囊的压力传感器)、汽车发动机(应用于检测进气量的进气歧管绝对压力传感器和流量传感器)等。


5、自动驾驶应用


自动驾驶技术的兴起,进一步推动了MEMS传感器进入汽车。虽然GPS接收器可以计算自身位置和速度,但在GPS信号较差的地方(地下车库、隧道)和信号受到干扰的时候,汽车的导航会受到影响,这对自动驾驶来说是致命的缺陷。利用MEMS陀螺仪和加速度计获取速度和位置(角速度和角位置),车辆任何细微的动作和倾斜姿态,都被转化为数字信号,通过总线,传递给行车电脑。即便在最快的车速状态下,MEMS的精度和反应速度也能够适应。得益于硅体微加工、晶片键合等技术的发展,精度已经上升到0.01。


640?wx_fmt=jpeg


6、工业应用


MEMS让传感器小型化、智能化,MEMS传感器将在智慧工业时代大有可为。MEMS温度、湿度传感器可用于环境条件的检测,MEMS加速度计可以用来监测工业设备的振动和旋转速度。高精度的MEMS加速度计和陀螺仪可以为工业机器人的导航和转动提供精确的位置信息。


2

主要MEMS传感器种类及供应商


MEMS传感器种类繁多,主要的MEMS传感器包括运动传感器、压力、麦克风、环境、光传感器等。其中运动传感器可分为陀螺仪、加速度计、磁力计。


1、MEMS运动传感器


MEMS运动传感器主要有加速度计、陀螺仪、磁力计三大类,加速度计和陀螺仪可以集成为六轴惯性传感器;磁力计和加速度计集成为电子罗盘(e-compass),加速度计、陀螺仪和磁力计可集成为9轴传感器。


惯性传感器(加速度计+陀螺仪)厂家有:意法半导体(ST)、旭化成微电子(AKM )、应美盛(InvenSense)、罗伯特、博世等。


电子罗盘(磁力计+加速度计)厂家有:旭化成微电子(AKM )、雅马哈(Yamaha)、阿尔卑斯(Alps Electric) 、美新半导体(MEMSIC)(2016年7月被华灿光电收购)等。


2、MEMS麦克风厂商


主流MEMS麦克风制造厂商

序号

公司

总部

MEMS传感器技术

IC技术

封装技术

1

楼氏电子

美国

自有

奥地利微

自有

2

瑞声科技

江苏

英飞凌

英飞凌

自有

3

歌尔声学

山东

英飞凌

英飞凌

自有

4

BSE

韩国

英飞凌

英飞凌

自有

5

意法半导体

意大利

欧姆龙

自有

--

6

应美盛

美国

自有

自有

--


3、MEMS压力传感器厂商


主流MEMS压力传感器制造厂商

序号

公司

1

GE

2

博世

3

欧姆龙

4

NXP(收购飞思卡尔)

5

ADI

6

菲尔斯特

7

香港HKST

8

TDK-EPC

9

Silicon Microstructures

10

Sensimed

11

敏芯微(MEMSensing)

12

华美澳通

13

北京青鸟元芯

14

中科院上海微系统所

15

无锡纳微电子有限公司

16

上海芯敏微系统技术有限公司(SIMST)

17

Consensic

18

盾安环境


4、MEMS环境传感器


环境传感器可细分为气体、温度和湿度传感器等。MEMS温度传感器可用于任何需要检测温度的地方。


国内外MEMS温度传感器供应商

序号

公司

1

博世(Bosch)

2

Hygrometrix

3

德州仪器(TI)

4

瑞士盛思锐(Sensirion)

5

欧姆龙


MEMS湿度传感器在工业控制、气象、农业、矿山检测等行业中得到了广泛的应用。


国内外MEMS湿度传感器供应商

序号

公司

1

博世(Bosch)

2

意法半导体(ST)

3

MEMS Vision

4

瑞士盛思锐(Sensirion)

5

精量电子(TE Sensor)


MEMS气体传感器主要用于检测目标气体的成分、浓度等。


国内外MEMS气体传感器供应商

序号

公司

1

博世(Bosch)

2

奥地利微电子(AMS)

3

Cambridge CMOS

4

瑞士盛思锐(Sensirion)

5

瑞士Micronas

6

美国Synkera

7

苏州能新达(汉微电子公司)

8

武汉微纳传感科技

9

炜盛科技


5、MEMS生物传感器


MEMS生物传感器目前处于发展初期。MEMS生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件,被列为新世纪五大医学检验技术之一,是现代生物技术与微电子学、化学等多学科交叉结合的产物。未来MEMS生物传感器在医学、食品工业、环境监测等领域具有广阔发展空间。


3

MEMS产业链


MEMS是多学科交叉的复杂系统,整个产业链涉及设计、制造、封装测试、软件及应用方案环节。MEMS产业链的上游负责MEMS器件设计、材料和生产设备供应,中游生产制造出MEMS器件、下游使用MEMS器件制造终端电子产品。


640?wx_fmt=png


MEMS整个产业链复杂,涉及的厂商众多;中国的设计、制造、封装测试厂商都在积极布局MEMS,已形成完整MEMS的产业链。


640?wx_fmt=png


1、全球MEMS生产厂商


全球前十名 MEMS厂商主要包括博世、意法半导体、惠普、德州仪器、佳能、InvenSense、 Avago和 Qorvo、楼氏电子、松下等等。其中 BOSCH因为其在汽车电子和消费电子的双重布局,牢牢占据着行业的第一的位置,其营收约占五大公司合计营收的三分之一。


大部分 MEMS行业的主要厂商是以 Fabless为主,例如楼氏、 HP、佳能等。同时,平行的也有 IDM厂商垂直参与到整条产业链的各个环节,比如 Bosch、 ST等都建有自己的晶元代工生产线。


2、MEMS代工


MEMS代工主要有两种类型:IDM厂商提供的MEMS代工,独立的代工厂提供的MEMS代工,其中独立的代工厂包括集成电路代工厂和纯MEMS代工厂。近几年Fabless模式的MEMS器件制造商发展迅速,独立的MEMS代工厂努力寻求标准化的工艺以提升规模经济,减少制造时间和降低成本,使得独立的MEMS代工厂快速成长,但目前IDM代工仍处于市场领导地位。


目前提供MEMS代工的IDM厂商主要有意法半导体、索尼、德州仪器等;台积电目前是全球最大的独立的MEMS代工厂,全球领先的纯MEMS代工厂还有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Pacific Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等,国内的中芯国际、华宏宏利、上海先进半导体也有生产MEMS的能力。


3、MEMS封装测试


目前具备MEMS封装测试能力的国际厂商主要有日月光、安靠、矽品、力成科技等,国内有华天科技、长电科技、晶方科技等厂商。尽管国内的MEMS前端制造还落后于国际大厂,由于国内的封装技术起步较早,国内MEMS产业链后端封装较为完善。


封装技术与IC封装有着诸多不同,对企业的要求很高。众所周知,MEMS器件价格下降非常之快,目前部分MEMS器件中封装成本甚至占到总价格的40%到60%。如何做到低成本封装是封测厂商面临的巨大挑战。


经过四十多年的发展,微机电系统(MEMS)已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术,应用前景广阔。


未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能,互联网和脑科学交叉研究机构。


未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)云脑研究计划,构建互联网(城市)云脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。

  如果您对实验室的研究感兴趣,欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”

640?wx_fmt=jpeg

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/494768.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

NFS服务器原理、搭建、配置

目录 NFS服务简介 什么是NFS? NFS挂载原理: RPC与NFS通讯原理: NFS客户端和NFS服务器通讯过程: Linux下NFS服务器部署 NFS服务所需软件及主要配置文件: 服务端安装NFS服务步骤: NFS客户端挂载配置…

2021年03月-程序员薪资分布,看看你拖后腿了吗?

程序员工资是不确定的,要根据程序员的历、能力、工作经验、是否刚毕业、工种,工资是不一样的,还与地域和公司有关,但是总的来说,程序员工资都是很高的,是很多人都羡慕的职位。 那么程序员的薪资到底多高呢…

Science:领导决策的计算和神经生物学基础

来源:思影科技摘要:最近,来自苏黎世大学的Micah G. Edelson等人在SCIENCE上发文,他们将基于知觉和价值决策的模型结合起来,以评估被试对每一个决策行为的个人效用,从而梳理出选择领导或服从的潜在动机。最近…

tar命令集合(详解)

tar 命令可以将许多文件一起保存至一个单独的磁带或磁盘归档,并能从归档中单独还原所需文件。 示例 以test文件为例 压缩命令 tar -cvf test.tar test test1解压命令 tar -xvf test.tar主操作模式: -A, --catenate, --concatenate 追加 tar 文件至归档 -c, --…

美国韩国科学家纷纷开发出电子机器人“皮肤”,据称具有比人类更好的触觉...

来源:机器人创新生态摘要:我们已经听说过柔性电子“皮肤”可以让机器人或假肢具有类似人类的触觉。然而,现在德克萨斯大学阿灵顿分校的科学家们声称他们开发的“皮肤”比具有比人类更好的触觉敏感。由Zeynep ?elik-Butler教授领导的团队创建…

MySQL流浪记(三)—— Linux安装MySQL数据库5.7.30(亲测有效3分钟即可)

下载 下载地址:https://dev.mysql.com/downloads/mysql/5.7.html#downloads 解压 tar -xf mysql-5.7.30-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gztar命令集合(详解) 将安装包进行移动并重命名(需要在root权限下进行)。 m…

ANSI/UTF-8/UCS2(UTF-16),以及回车换行

最近遇到一个linux 平台上invisible character (0x1d)引起的数据装载失败问题,正好借此机会整理一下字符编码的相关知识。 回车/换行: 顾名思义,回车和换行是两个不同的控制字符: -回车(Carriage Return)即\r,ascii码13(0x0d)&am…

自动驾驶的大脑——芯片简介

来源:智车科技汽车电子发展初期以分布式ECU架构为主流,芯片与传感器一一对应,后来,中心化架构DCU、MDC逐步成为了发展趋势;随着汽车辅助驾驶功能渗透率越来越高,传统CPU算力不足过去,在自动驾驶…

MySQL流浪记(四)—— DDL和DML区别与介绍

DDL与DML的区别 DDL:数据定义语言,对于数据库、表、图、索引等进行操作。 具体操作有:CREATE(创建)、ALTER(修改)、DROP/TRUNCATE(删除) DML:数据操纵语言&am…

数据仓库面试题集锦(附答案和数仓知识体系)

【数据仓库系列文章 - 传送门】 一篇文章搞懂数据仓库:三种事实表(设计原则,设计方法)一篇文章搞懂数据仓库:三种事实表(设计原则,设计方法、对比)_不吃西红柿-CSDN博客_事实表三种…

pidgin-qq可以使用QQ2012协议了

前几个月前还用过pidgin-qq登录过QQ,当时用的还是2010协议。可不久就发现2010协议已经变得不可用了,之后也尝试过各种webqq协议的方案,什么gtkqq,pidgin-lwqq,可能是webqq协议功能不完善吧,用起来总觉得跟我想要的qq功能相差太远。…

2018全球科技中心报告

来源:CB Insights、数据局摘要:CB Insights 近日发布的《全球科技中心报告》( Global Tech Hubs report)在全球范围一共遴选了25座城市作为「全球科技中心」,其中,中国仅有北京和上海入选,而热门…

还在为520礼物发愁吗?教你用python撩女朋友

用python撩女朋友,你要的温暖都在生活的细节中。学会制造惊喜,一起牵手走向更加美好的生活。 其实,大多数人的爱情都是有事没事的瞎扯,可对于我们该怎样瞎扯来表达自己的心意却又都摸不着头脑。 所以,情侣之间要学会一…

键盘上的反引号怎么打

今天在学习数据库的时候突然要用到反引号,反引号?第一次听说反引号这个符号 几经周折,找到这个反引号,分享给大家。 在英文状态下,数字1的左边,Esc的下面,也就是中文的省略号。

(转)用 Asterisk 搭建自己的免费 VoIP 服务器

原文链接:http://www.yaoblog.info/?p5021 1. 这里以 Debian 为例子,安装 Asterisk apt-get update apt-get install asterisk 2. 预设置 Asterisk,修改 sip.conf 和 extensions.conf 文件,是为了创建两个可供测试的 SIP 账号 na…

解密美国五角大楼人工智能中心

选自 I thebulletin 编译 I 网易智能 参与 I Rosie2016年10月,新成立的国防创新委员会首次提出了一系列建议(该委员会是美国国防部高级领导的顾问机构,成员包括来自私营部门、学术界和非营利组织的代表)。其中一项建议是&#xff…

一篇文章搞定一个大数据组件:kudu知识点全集

目录 1、kudu的定位 2、kudu基本概念 3、存储架构 3.1 储存架构:Tablet 3.2 储存架构:RowSets 3.3 储存架构:DiskRowSets 4、kudu工作原理 4.1 Compaction 4.2 Tablet切分规则 4.3 kudu写过程:insert 4.4 kudu写过程&a…

区分Activity的四种加载模式-activity

转载:http://marshal.easymorse.com/archives/2950 在多Activity开发中,有可能是自己应用之间的Activity跳转,或者夹带其他应用的可复用Activity。可能会希望跳转到原来某个Activity实例,而不是产生大量重复的Activity。 这需要为…

Nature:AI为什么总是歧视重重?

来源:网络大数据摘要:当使用谷歌翻译将西班牙语的新闻翻译为英语时,涉及到女性的短语通常都会翻译为“他说”或“他写道”。当使用谷歌翻译将西班牙语的新闻翻译为英语时,涉及到女性的短语通常都会翻译为“他说”或“他写道”。常…

※【python自学】7个Python生态系统核心库,你值得拥有

无论你是想快速入手Python,还是想成为数据分析大神或者机器学习大佬,亦或者对Python代码进行优化,本文的python库都能为你提供一些帮助。 一 概述 Python生态系统的一些核心基础数据分析库: NumPy:支持大量的维度数…