手机之后,MEMS的下一个增长点在哪?ST瞄准工业/汽车领域开疆拓土

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MEMS器件最初是针对工业和汽车应用而开发的,但直到2005年左右,进入移动互联时代,在智能手机的带动下,MEMS才迎来了第一波爆发浪潮。近几年,随着手机等智能移动终端市场趋于饱和,业界及MEMS厂商都在不断探讨,MEMS器件的下一个增长点在哪?哪个应用市场又会引爆MEME应用的下一波浪潮?

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意法半导体MEMS传感器产品部消费类 MEMS 事业部总监Simone Ferri认为,即将来临的自动化时代或者工业4.0时代将开启下一波MEMS应用浪潮,从智能手机为代表的消费领域到工业、汽车应用,ST MEMS要抓住这一波新机会。

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作为MEMS领导厂商,经过20年的发展,ST MEMS传感器到今年已累计历史出货达140亿片。目前ST MEMS着重的领域是工业、消费、汽车三大市场。

针对不同市场需求,提供定制化的MEMS设计

“ST的传感器会针对不同的市场和应用量身打造不同的传感器。”Simone Ferri介绍说,“消费市场的客户主要强调功耗、准确度以及价格。而汽车类客户更看重的首先是可靠性,确保绝无驾驶危险或人员伤害,其次是更长的使用寿命和准确度。在工业领域,客户首要强调的是更长的使用寿命。因此,ST所有工业级的传感器都向客户保证不低于十年供货周期。其次,跟汽车市场一样,可靠度和准确度也是工业市场的主要需求。”

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为了更精准地服务不同领域的独特应用,ST在MEMS设计之初就开始大做文章。Simone Ferri指出,MEMS传感器在设计上主要分三部分:一是MEMS微机电的设计,二是ASIC数据电路的设计,最后是芯片的封装。在这三部分,ST针对不同市场的需求,可以做不同的设计。

对于消费应用中低功耗的需求,ST在ASIC里集成了超低功耗前端放大器。像气压计这样的特定应用,ST做了特定的定制封装。

在汽车中,因为安全是第一位的,所以ST给安全类的产品推出陶瓷封装。另外,针对汽车产品对可靠性的高要求,ST MEMS产品在微机电部分针对抖动或震动做了相应的处理,让它的可靠性更高,不易损坏。

在工业类MEMS中,为了满足工业市场特有的需求,ST在ASIC中加入了针对工业领域经常用的通信协议。同时为了增加它的使用寿命和高可靠度,ST也引进了像汽车里面经常用到的陶瓷封装。最关键的是,针对不同的应用,ST仍然保留了成本较低的LGA封装。

种类齐全的MEMS器件可满足现在和未来的工业市场需求

为了迎接自动化时代即将引爆的下一波MEMS浪潮,ST已做好完善的布局。除了种类丰富的传感器以外,ST还有主控MCU,以及作为数据连接的各种无线技术,这样ST可以与系统传感器供应商、系统集成商以及终端厂商进行多方面合作,把ST MEMS器件布置到工业4.0网络各个节点处。

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ST的MEMS可以满足工业设备从制造、运输以及到被安装和使用过程中的所有具体应用。不仅对于新设计的新式工业设备,对于既有的老工业设备,ST MEMS提供了不同的解决方案。例如,对于既有的老工业设备,基于既有的系统架构,可以通过无线传输的方式把传感器检测到的数据上传到系统。而对于新设备,可以有更大的空间去更好地设计MEMS。比如选择更容易检测到振动的位置,以及在工业领域比较流行的IO-Link工业通信协议,可以更好地让传感器数据通过系统总线上传到系统。

针对智慧工业应用,ST MEMS提供了丰富的工业传感器型号。例如,IIS2DH是第一颗工业级的加速器,具有小尺寸低功耗,广泛用在各种工业领域。加速度和磁力计二合一的303DAC,这种磁力计可以应用于判断,装在智能井盖中,用于检测这个井盖有没有被非法移动。还有ST新发布的高精度、高灵敏度倾角计IIS3DHHC,它的本质是加速计,广泛应用在路桥、隧道以及建筑设计中,在隧道里,倾角计可以用来监测某个管道的倾斜角度以及可以用来检测某些设备的振动,有助于道路安全以及建筑安全。倾角计还可用于重型叉车中,在叉车搬运比较重货物时,倾角计可以用来监测叉车前面叉的角度,如果超过安全范围,会及时给系统报警。

消费类MEMS传感器大量采用后,传感器在工业及其他新兴市场的应用逐渐展开,以前很多不需要MEMS的场合也开始利用传感器以满足更高的要求,例如,ST芯片级防水的气压计以前应用于消费类的电子香烟,现在开始广泛应用到油气管道的气压变化监测中。另一个ST超低功耗加速度计LIS2DW12,以前广泛应用在对功耗非常敏感的穿戴设备里,ST借鉴了在消费领域的概念,提供车规级的加速度计,可以应用到车钥匙里面,帮助车钥匙更省电。ST把在消费电子领域积累的成功专利以及相应的设计,应用到新的领域,如工业或者汽车,推出了一系列种类齐全的MEMS传感器产品,以应对现在和未来的市场需求。

面对前景广阔的工业市场,Simone Ferri总结了ST MEMS的强大优势:

第一, ST有丰富的大量交互的MEMS的经验,为其向工业市场延伸打下了扎实的基础。

第二, ST有能满足未来市场需要的强大产品阵容,可以应对客户不同的需求,同时为他们提供十年供货承诺。

第三, ST传感器可以针对不同客户,不同市场的需求做定制化的芯片设计。比如说量程范围,精度或功耗,可以针对不同的应用市场去做定制化的设计。

第四, ST在工业领域有丰富的产品计划,未来会有更多的新产品去推向市场。

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