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?

MEMS传感器的种类繁多,包括单轴、双轴和振动传感器等High-g(重力加速度)加速计,以及单轴、双轴和三轴的low-g加速计,另外有角速度陀螺仪和多重传感器方案等,目前投入的主要业者包括国际厂商ST、ADI、Freescale、Bosch(已并购Akustica)、Knowles、Invensense、VTI等,中国方面则有已于纳斯达克上市的美新半导体、北京瑜众达、北京鑫诺金、上海深迪半导体等,至于台湾则有原相、旺玖、鑫创等。不过,就产业生态来看,目前MEMS传感器产业仍以国际IDM厂为主要势力。其中尤以ADI、ST及Freescale占据重要地位。

整体而言,由于MEMS惯性传感器具有加速、振动、撞击、倾斜与旋转等五种动作感测特性,因此在可携式领域的应用相当广泛,包括遥控器、PDN、MP3播放器、数字相机、游戏机控制器、笔记本电脑、手机及电子书阅读器等。尤其是手机内建加速计与陀螺仪,甚至磁力计,使其具有计步、智能屏幕、3D定位、智能响铃、Air Mouse(空中操作鼠标)、无线遥控、游戏、相机光学防手震及室内定位服务等功能,将成为主流趋势之一。

另外,在游戏方面,Wii游戏机带动的‘体感’潮流,更让MEMS传感器在消费性层面的应用大受瞩目。而提供任天堂Wii游戏机体感玩法的重要组件就是ADI和ST的MEMS动作传感器,这两家业者也拜Wii游戏机的热销在消费性电子MEMS传感器领域中取得重要地位。

价格一路下滑

在采购MEMS传感器,尤其是应用于消费性电子产品中时,MEMS传感器的价格、体积和功耗可说是最重要的三个关键。在价格方面,过去MEMS传感器多用于汽车领域,然而近几年,由于技术的进步,MEMS使用于消费性电子产品已越来越常见,且由于消费性电子产品,例如手机的价格敏感度极高,因此MEMS组件的价格呈现快速下降趋势。以MEMS传感器的主要种类——加速度传感器而言,其价格已由去年的1.5到2美元一路下降至现今的不到1美元,降幅可见一斑。

业者指出,以现今的价格来看,MEMS传感器将加速应用于消费性电子产品中,且应用的广度也将进一步扩增。另外,值得注意的是,目前手机产品的利润率仍在逐渐降低中,影响所及,MEMS传感器组件势必仍持续面临降价压力。

体积和功耗为采购关键

另在功耗和体积方面,意法半导体新近推出的MEME传感器便在这两方面有所突破。意法半导体指出,该公司新近推出的3轴加速计LIS3DH,其功耗比市场现有的解决方案减少90%以上,工作电流消耗最低为2μA,且封装体积缩小至3x3x1 mm,适合空间和功耗均受限的应用设计,如手机、遥控器以及游戏机等。意法半导体MEMS传感器至今的累积出货量已达7亿颗,MEMS传感器主要于该公司专有8吋晶圆厂中生产制造。

MEMS传感器价格一路下滑,体积和功耗为采购关键_ESMCOL_1

此外,意法半导体日前推出针对消费性电子市场需求的L3G4200DH陀螺仪,亦是强调以更有效率的电源管理降低整体功耗。根据意法半导体指出,此内嵌先进电源管理功能的三轴陀螺仪,最大特色便是整合FIFO (First In First Out)内存模块,其最多可储存96个量值,可分成32个x-、y-和 z-轴数据组合。这项功能可使主处理器不必连续读取传感器的角速率数据,因此能延长处理器在睡眠模式的时间,进而大幅降低系统总体功耗。

针对MEMS传感器的功耗,意法半导体部门副总裁暨MEMS、传感器和高性能模拟产品事业部总经理Benedetto Vigna表示:“作为消费性电子市场最大的MEMS传感器供货商,我们持续为开发符合市场需求的产品而努力。由于消费性电子市场对于功耗的要求相当高,意法半导体的设计人员都在产品开发上融入功耗意识的设计概念,以进一步提高芯片和系统的效率。也是这一原因,我们在最新一代的加速度计和陀螺仪内嵌了应用层和FIFO内存模块。”

另外,在体积的议题上,此产品架构是将传感器与ASIC接口整合在一个4x4x1mm的超小型封装内,可解决现在和未来的消费性电子应用的空间限制问题。上述意法半导体产品都将于今年第三季量产。

再者,一如Appareo Systems嵌入式系统总监Robert Weinmann所言,我们之所以选择ADI公司的iMEMS陀螺仪,正是因为它完全符合我们客户的需求:尺寸小、重量轻且具有高性价比。由此言可知,体积为首要关键。Appareo System是一家专业开发轻型飞行数据记录仪和3D飞行分析软件的公司,ADI公司则是针对Appareo Systems开发的一种新型航空器飞行安全与训练工具,提供一种高性能iMEMS陀螺仪技术。

对此,ADI公司MEMS和传感器技术部门副总裁Mark Martin表示:“ALERTS Vision 1000系统最初将部署在直升机中,用以采集和分析大量飞行数据,包括惯性和位置信息,如位置和俯仰/滚动姿态等,并且提供声学数据和驾驶舱影像,如仪表板和飞行控制装置等。ALERTS Vision 1000的成本与其他飞行数据记录仪相比极低,重量不足300克,只需28 VDC(直流电压)电源和接地,可轻松安装在驾驶舱中。”

另外,InvenSense推出的ITG-3200三轴MEMS陀螺仪,则是在单一硅芯片上嵌入三轴旋转传感器(X轴:pitch、Y轴:roll、Z轴:yaw)的整合性陀螺仪,可作为游戏与3D遥控应用的运动处理技术解决方案。InvenSense表示,藉由创新的系统性整合与数字输出设计,ITG-3200能够满足市场对于成本的需求;同时,与其他多芯片组的竞争厂商相较,ITG-3200的耗电量不仅降低了50%以上,封装尺寸(4x4x0.9mm QFN)也缩小了67%左右。ITG-3200目前已开始试样,据InvenSense表示,该产品大量订购的单价将低于3美元。藉由InvenSense专利的Nasiri-Fabrication制程平台,该公司目前已产出约1亿个陀螺仪轴产品。

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