MEMS传感器..docx

详解MEMS传感器.不止是换马甲这么简单!在近日召开的“第三届全球传感器高峰论坛路中国物联网应用峰会”上.工信部电子司集成电路处处长任爱光透露.工信部正在制定传感器发展规划.不久将发布。而国家集成电路产业投资基金总经理丁文武近日也表示.大基金将支持物联网发展,重点投资传感器、MEMS传感器等领域。那么,问题来了.MEMS传感器是什么鬼?跟普通传感器有什么不同?它有什么用?我们一一道来！1.MEMS传感器是什么？认识MEMS传感器之前,我们先简要介绍一下传感器的定义。传感器.顾名思义.就是“传递感知”的器件。所谓的感知诸如光线感知、温湿度感知、压力感知等等.这些感知信号（或者说“感觉''是非电信号.不适于硬件电路读取利用.因此需要一定的器件收集这些信息并处理成电信号（电压.电流.频率等。外界的信息纷繁复杂,也造就了器件迥异的外形,加之大部分采集的信息并不是电信号,因此普通传感踞并未集成到电路中,而是作为独立的一个模块（如下图.左边部分。这时候的传感器穿的是“机械装”。普通传感器模块示意图（蓝色部分为传感器数据的收集、处理和控制单元而MEMS传感器,就是穿了半导体工艺外衣的普通传感器！MEMS传感器模块示意图MEMS传感器,全称叫微电子机械系统（Microc1.ectroMechanica1.Systems,是将微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路.接口、通信和电源等采用半导体工艺集中到一体的微型器件或系统。其实质可以理解为半导体技术对传统机械加工的一种工艺升级。所以,MEMS传感器行业的核心就在于工艺技术,我们后面详解.啧啧,换了个马甲,传感器就NB了哦!不信,你看！几种常见的传感踞与对应的MEMS传感器对比:MEMS麦克风:气压传感器:普通传感器与M11MS传感器对比实例相信您也发现了.普通的传感器船上MEMS的外衣后.外形一致,并且尺寸缩小了不知多少倍不仅如此.MEMS传感器还有很多其他优点：1普通传感器的机械特征非常明显.外形各异.而MEMS外形基本一致.类似于芯片的封装,适于低成本批0化生产：2普通传感器尺寸很大,而MEMS尺寸很小,为空米量级甚至更小.重量从微克到几十克,相应功耗也非常低；3响应时间（响应时间是传感器灵敏性的指标更短：4利于集成,MEMS传感器的输出直接可以用来控制后续电路,MEMS传感器有多重要?在物联网的概念里,上亿个设备要具有生命,传递信息（包括人机交互.更多的是物物交互都需要有传感器来收集和传递感知.以达到智能控制的目的.智能的程度越高.所需要的传感器也越多,MEMS传感器尺寸小.功耗低.利于集成.是万物相连必要的条件,基的中的基础。2.生产工艺与行业玩家们前面说了.MEMS传感器的核心在于生产工艺。传统机械加工无法使用纳米微米级别的工艺.MEMS制造采用与传统IC类似的制造工艺,常见的如光刻、薄腹沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,但是有些复杂的微结构难以用IC工艺实现,除了体微加工技术、表面微加工技术之外.MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工方法,包括键合、1.IGA,电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。以下是表面微加工技术的流程图：MEMS器件的加工就机机外枸械种VI表面微机械加工流程图来源:互联网简单总结.就是在曦晶表面刻画微型机械并封装的工艺（过程类似IC工艺.但是这样一件半导体衣裳可不是谁都能做出来的.据中国产业信息网数据.截至2014年.美国、日本等少数经济发达国家占据了传感器市场70%以上份额.发展中国家所占份额相对蛟少.其中,市场规模最大的3个国家分别是美国、日本和德国,分别占据了传感器整体市场份额的29.0%、19.5%、1.1.3%0依据2015年营收数据,全球Top30MEMS厂商的门榄为7400万美元,排在前三位的依次是BOSCH、ST、T1.营收分别为12.14亿美元、7.55亿美元、7.35亿美元,中国大陆仅瑞声科技、歌尔声学入围.MEMS营收分别为1.4亿美元和8400万美元。类IC的制造工艺需要先进的技术设备,也意味着庞大的前期资本开支,因此MEMS行业生产采用代工（FabIeSS是未来的趋势。上游设i1.中游制造I卜游封测MEMS传感器产业链示意图据YoICDCVCIoppcmcnt数据,MEMS产业链中,封装和测试环节分别占整个产业链成本的40%和20%o上游技术主要在国外,下游封测国内厂商基本能覆盖。MEMS产业链公司来源:互联网国内部分涉及MEMS传感器公司简介:部分厂商主要产品概要敏芯微电子侏上市MEMS麦克风.MEMS压力传感器MEMS惯性传感器管理团队具有深厚的半导体及MEMS产业背景.核心技术团队有在国内外顶尖大学微电子实验室从事MEMS与集成电路（IC技术研究经脸。今年9月宣布出货量达1亿颗美新半导体（被A股华灿光电收购加速度计.陀蝶仪,地磁传感器纳斯达克第一家MEMS传感器产品上市公司,技术领先全球深迪半导体（未上市MEMS陀螺仪、磁传感器美国留学人员创立.主要生产商用MEMS陀螺仪系列的单芯及产品解决方案歌尔股份MEMS麦克风国内声学产品方案龙头,MEMS麦克风出货量全球前苏州固铝MEMS压力传感器、麦克风、加速度计、地磁计公司旗下苏州明镐MEMS设计能力在国内具有领先地位.2015年出货约4400万只。长电科技封测国内封测领域龙头,开发自有MEMS封测技术.产品覆盖全面。收购的星科金期不仅拥有FC、SiP等多种先进封装技术.还覆盖高通、Marvc1.1.等国际高端客户。华天科技封测2011年收购了昆山西钛微电子,正式进入晶圆级封装领域开发MEMS封装技术。3DIC和先进封装阶段华天研发了很多技术都能用在MEMS封装领域,能够覆盖目前大部分的MEMS封装需求。通富微电封测通富微电是国内最早研究开发MEMS封装.也是国内最先实现MEMS星产的厂家.客户包括意法半导体、美新等国内外知名的MEMS企业。晶方科技封测拥有W1.CSP先进封封装技术，并具有大规模生产能力，MEMS传感器封装技术在2013年就已经实现了批量生产。3.MEMS下游应用与市场空间MEMS传感器应用的三大领域：汽车领域,消费电子领域,医疗领域，MEMS传感器应用领域来源：YoIedeve1.oppement市场研究公司IHS预计，至2018年，全球MEMS市场规模将培加到130亿美元，消费电子仍然是最大的应用领域，年均复合增长率为13.4%；同期间的整体MEMS市场年复合增长率为7.6%o就国内市场来看，据赛迪数据,2014年中国MEMS器件市场规模为265亿元人民币,占据全球市场的三分之一。从发展速度而言,中国MEMS市场增速一直快于全球市场增速。2014年中国MEMS器件市场培速高达17%.两倍于集成电路市场的发展速度。预计到2017年,国内MEMS市场规模将达到4(X)-450亿元,2014-2017复合增长率为19%。就传感器类型来说,加速度计和陀螺仪市场进入成熟期,但MEMS麦克风以及新型传感那比如体声波滤波器(BAW)等将保持两位数的年发合增长率。除了目前大家已经比较熟悉的计步器，心率监控，指纹识别传感器等等,下面再介绍一些比较不常见的传感器或新应用场景：陀螺仪：举起手腕准备看表时，屏幕自动亮起,用的就是这种了；光传感器：苹果最新推出的为人诟病的耳机也采取了光敏元件,通过自动检测耳机是否入耳来控制播放；红外人脸识别，能解决夜间拍照的问题；红外追踪传感器，追踪眼球移动；6等等环境感知传感漏：自动驾驶技术的基础血氧传感器：测量血氧值.对于准确的脉搏率检测至关重要。皮肤电导传感器：计算用户的排汗量生物传感器：传感器包含抗体、抗原或酶等生物活性材料.与待测物质接触后发生生物反应并产生信息。4.行业驱动力与瓶颈作为一个零配件行业，传感器行业驱动主要依靠下游智能设备的发展，主要是智能手机、平板一类的消费电子产品。但智能手机逐渐趋于饱和.MEMS器件的发展空间更多是在可穿戴设备、智能驾驶、智能家居等物联网方面。说到物联网的规模.然真是：不!敢!想!象！【DC预计，到2020年，全球物联网市场的规模将从2014年的6558亿美元增至1.7万亿美元.联网终端设备在千亿数量级别，部罟新传感器的速度想来也是惊人的.目前，市面上一些更贴近普通消费者的创新型小产品(实用，创新设计，创新应用场景,用户体吃良好，比如运动手环)有机会填补行业爆发前期的市场空白，提前放量.催生传感器市场发展。就MEMS集中爆发来说还有一定时间，另外,就MEMS本身来说,制备工艺标准、传感器的灵敏性、算法标准等多个方面也需要一定的提高。MEMS传感器就简单介绍到这里，虽然目前国内经济正在艰难转型，房地产市场更是风雨飘摇，不过就长期来看，相信大多数读者朋友还是有食指一样的心态：相信未来！相信未来！不过，同时，也要记得：永远不要裸泳！7