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从传感器到MEMS再到智能传感系统
bjtiger | 2010-10-28 17:12:11    阅读:4570   发布文章

        从前,人类为了感知并可测量物理世界的模拟信号,科学家发明了如声\光\电\压力\温度\湿度等等各种各样的传感器产品.自从数字世界来临后,AD转换器应运而生,从而实现了由传感器模拟信号的数字化处理,极大地扩大了传感器的使用范围与市场空间.
  
  紧接着,随着数字电路的细微化推动电子产品的小型化,用来感知物理世界的传感器也被要求小型化,因此MEMS产品也就出现了,而且其发展相当迅速。

  MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业,就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样,MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。

  我们先来看看MEMS的发展历史。

  MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初,当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形,会影响其表面的压敏电阻曲线,这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括电容感应移动质量加速计,用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。

    第二轮商业化出现于20世纪90年代,主要围绕着PC和信息技术的兴起。TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪,而热式喷墨打印头现在仍然大行其道。
 
  第三轮商业化可以说出现于世纪之交,微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。尽管该市场现在萧条,但微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。
 
  目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展,其开始向工业、医疗、测试仪器等新领域扩张。推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针,以及所谓的'片上实验室'生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。

 

  如今,随着物联网概念以及云计算概念的出现,MEMS器件又有了新的发展方向,即业界开始进入智能传感系统时代。客户的需求可能不仅仅是感知与小型化,而是要求所使用的传感系统具备智能化功能,传感系统本身已经开始具备计算和判断能力。

  典型的例子就是飞思卡尔半导体在今年推出了其称为Xtrinsic的MEMS业务发展战略。今年8月,在飞思卡尔上海技术论坛上,MEMS以及作为MEMS战略代言的Xtrinsic被提到很高的战略地位。公司高级副总裁兼首席市场营销官 Henri Richard在开幕式以及后来的媒体专访环节都曾明确表示:“接下来的几年,飞思卡尔将会专注在消费电子用MEMS技术领域。”

  飞思卡尔提出的Xtrinsic MEMS发展战略与其他厂商不同。如下图示,它的Xtrinsic智能传感平台囊括了32位MCU,连接装置,电源管理模块以及最多可以并联12个的传感器单元。

 
   可以看出,这是一个已经具备智能化传感系统要求的基本平台,开发者可以利用多咱传感接口完成感知,同时可以利用32位MCU完成复杂的计算,另外对于功耗、进度、工作分配等都可以实现智能化控制。
  日前,飞思卡尔半导体宣布推出一款先进的三轴加速度传感器MMA845xQ系列。 据飞思卡尔传感器部亚太区和全球代理商渠道发展总监陈光辉介绍,作为飞思卡尔Xtrinsic传感解决方案系列的一部分,MMA845xQ加速计系列通过在三款先进的加速计里提供嵌入式算法和计算,将传感器智能性提高到新的级别。MMA845xQ 加速计包括大量实时动作检测功能,如方向、定向震动和摇晃、摇晃和自由落体检测。
除了已经公布 MMA8450Q外,飞思卡尔日前还扩展了MMA845xQ系列,并推出14位MMA8451Q 和12位MMA8452Q 器件。

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