MEMS传感器价格一路下滑,体积和功耗为采购关键

上网时间: 2010年06月29日? 作者:陈玉凤? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:MEMS? 传感器? 加速计?

强调整合功能

应用于空间受限及强调成本的的可携式电子产品中,组件的整合度亦是采购时必需注意事项之一。例如意法半导体的LIS3DH加速计芯片除内建一个温度传感器和三路模拟数字转换器外,还可整合陀螺仪等辅助芯片。

再者,MEMS传感器和微控制器的整合亦是一大产品方向,将多重加速计、陀螺仪乃至压力传感器与微处理器(8位/32位)都整合成单一封装一直都是业界致力的方向。意法半导体新推出的iNEMO多传感器惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)系列的首款组件STEVAL-MKI062V1,便是透过将各种动作、磁性、压力和温度传感器与32位控制器整合在单一封装内,配合专用软件,大幅提升游戏机、人机接口、机器人、可携式导航设备以及病患监控设备的功能和性能。 意法半导体表示,iNEMO是以MEMS组件为基础,整合3轴线性、角速度和磁性动作传感器以及温度、气压/高度读取功能,是ST首批10°自由度的IMU产品,此产品于于2010年第二季开始量产。

飞思卡尔G-Sensor

再以飞思卡尔的G-Sensor为例, 该公司在G-Sensor中加入1颗MCU芯片,由于其仍是藉由SiP封装成G-Sensor,这样做法对于Freescale制造成本并不会增加太多,加上Freescale原先在MCU制造便已驾轻就熟,因此要在G-Sensor产品中加入MCU芯片难度并不高,但对于客户端而言,加入MCU芯片却可让G-Sensor可应用在更多不同领域,竞争力将大增。

飞思卡尔投入MEMS传感器的生产已超过二十五年,除了在车用传感器方面具有领导地位外,飞思卡尔近年在消费性MEMS传感器也多所著墨。飞思卡尔传感器产品线包括以MEMS为基础的加速与压力传感器,以及以CMOS为基础的近接(触碰)传感器,至今的累积出货量已达10亿颗。

飞思卡尔提供的低重力、中重力和高重力三款惯性加速传感器能满足各种应用的需求,新推出的MMA8450Q三轴加速计,更是一款高度精确并兼具能源效益的解决方案,可藉由高感测度的姿态与方向侦测能力,准确捕捉动作。此解决方案的应用目标主要锁定可携式消费性装置,如移动电话、遥控器、智能型电子书及导航应用的防死锁辅助功能、航向追踪的位置侦测功能等。

针对MEMS组件整合,飞思卡尔消费性电子与工业传感器营运经理Wayne Chavez表示,要将原先即极微小的MEMS传感器再进一步整合,必须仰赖更先进的技术才能达成。Chavez分析,整合式微机电系统可细分为两种,分别是单体整合(Monolithic Integration)与系统级封装(System in Package, SiP)。简单来说,单体整合就是把微机电系统组件和整合线路纳入同一片硅芯片中;而SiP则是把微机电系统组件和整合线路纳入同一块封装当中。Chavez认为,唯有能提供成本效益、低功率、尺寸小、高效能与高整合度的供货商,才能满足上述高度整合之需求。

另外,Chavez也强调,飞思卡尔身为拥有丰富技术的公司,因此有能力提供系统层级解决方案所需的一切核心,除了多重传感器技术外,包括电源管理、有线与无线通信技术、微控制器(MCU)核心运算及软件等皆一应俱全,因而可创造出领先市场的产品。

意法半导体功率与模拟组件产品市场经理郁正德则指出,该公司从设计、制造、封装至测试,采「一条鞭」为客户完成,客户既毋须假手他人,亦可维持一定质量,故此类服务模式大受欢迎,且意法半导体同时兼具其他关键零组件之技术,可协助客户打造MEMS系统以外的周边组件。

提供更丰富的支持

为争夺市场,各家MEMS传感器业者无不努力提供更多的特性和支持,例如飞思卡尔的MEMS传感器便结合了丰富的整合性、嵌入式软件、以及智能型通讯的数字接口功能,让研发人员制作出与众不同的产品。此外,为了让传感器应用设计变得更简单迅速,飞思卡尔还发表了传感器工具箱,这是一套经过统合的研发软件和硬件(包括可互换的子卡)。

飞思卡尔表示,工具箱中亦附有多种具备USB功能的传感器评估套件。每种套件均使用共同的图形用户界面(GUI),因此只需安装一次软件,可大幅减少复杂度,并透过定期软件更新改善稳定性。

另外,值得采购注意的是,提供MEMS传感器的业者在其他相关组件上是否也具备供应能力,也应该列为重要考虑之一。例如飞思卡尔多元的产品线,包括微控制器、微处理器、数字信号处理器、模拟与功率管理IC、以及ZigBee无线技术等,皆能与飞思卡尔传感器组合搭配,进一步提供了完善的系统层级嵌入式控制解决方案。

再如ADI为Xsens Technologies B.V此家3D运动追踪产品供货商所开发的解决方案,便是结合了17个运动追踪器,其中包含80个以上的高性能ADI iMEMS运动传感器和17个ADI Blackfin DSP(数字信号处理器)。

除了国际大厂外,中国业者的动态亦值得关注,其中,深迪半导体在去年底发布了旗下第一款陀螺仪产品SSZ030CG,该公司产品经理雷啸锋表示:“目前我们的产品采用的是塑料封装,主要用于消费类电子,我们也希望通过前期在消费类电子这种需求两比较大的领域对产品做一些验证,接着再进入汽车领域。”SSZ030CG目前有两种封装,尺寸分别为5.0×8.0×1.8mm、5.0×5.0mm。深迪半导体的SSZ030CG即将量产,其内部集成了MEMS传感芯片以及信号处理芯片,用户可直接得到准确的Z轴角速度测量值。

此外,美新半导体则于日前推出全球首个数字热对流方向定位传感器(DTOS)MXC6225XU,这是一款超低成本,两轴运动的定位传感器。主要针对移动电话、玩具、游戏、数字相机、平板电视、电器等消费类电子产品的低成本应用而设计。此传感器基于美新经过验证的MEMS热对流技术,该技术已在美新移动电话和消费电子产品客户,以百万计的产品中使用。针对此产品,美新营销副总裁Mark Laich表示:“美新的销售价格将挑战低端运动传感器,如球型传感器的市场价格,但MXC6225XU支持的功能更多,性能远远优于球型传感器。”

整体而言,MEMS传感器朝向更小型、整合度更高及功耗更低的方向发展已是必然,欲达到此目标,公司资源必需够庞大,大到足以整合多种传感器,甚至是控制器和数字处理器,或是提供充足的软件资源,如此才能在市场上占有一席之地,由此角度观察,显然MEMS传感器的进入门坎为越来越高,因此相关业者在采购MEMS传感器时,除考虑价格、体积、耗电、准确度及整合度外,该公司是否具备持续提供新世代产品的能力,亦必需置于采购考虑之中。

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