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进击的MEMS需要“全武行”

来源:爱集微

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09-14 17:41

不断向智能化、微型化、低功耗化趋势发展的MEMS,伴随着物联网、人工智能和5G等技术的快速发展,功能持续优化、应用走向深化,叩开了更为广阔的市场空间。

据Yole Developpement的统计,2020至2026年间,MEMS的市场总容量将从121亿美元增长至182亿美元,年平均增长率达7.2%,广泛应用于包括消费、工业、通信、汽车、医疗、国防和航空航天等领域。

所谓势者,因势制权也,在MEMS领域进击如何找到属于自己的差异化之路?如何持续打造自己的新天地?

挑战升维

“MEMS是前沿技术的集大成者,在这一市场立足是要以技术为导向的,要有良好的技术储备。”ADI亚太区微机电产品线总监赵延辉开门见山指出,“因此,或采用IDM垂直整合模式,或需要建立良好的合作伙伴关系,这是不可或缺的。”

随着MEMS的迭代演进,赵延辉提及涉及设计、封装、制造等诸多环节,基本上均需全盘推进。

他进一步举例说,如低功耗、低噪声涉及机械部分,机械部分虽然看起来与功耗没有什么太大关联,但究竟采用多大的推力很关键。推力大了产生的位移和信号大了,功耗就高了,推力小了产生的信号幅度就很小,对后续的处理链路就提出了极高要求。因此,在设计之初就要考虑物理学、电子学的交叉,实现ASIC、Mechanical Sensor的正向闭环控制

工艺对于MEMS来说亦至关重要。赵延辉提到,采用wire bondingmetal bonding有诸多考量。此外,因MEMS对各各样的力都很敏感在封装技术层面要考虑成本以及场景需求。消费类一般采用塑封,成本低,但吸湿、吸潮温度变化都会产生应力的传导克服面向工业应用的场景大都要考虑陶瓷封装可能陶瓷封装的成本就要两三美元。

“如果是要考虑长期稳定性特别好的,需要选择更好的设计和封装;如果考虑消费类的,则成本上要有优势,可采用塑封的工艺和设计,这需因地制宜,也是对MEMS厂商技术实力的全面考验。”赵延辉总结说。

全面革新

在这些方面积累了数年经验的ADI,最近又再次出击,推出了全新的MEMS新品,以满足市场不断增长的需求。

继ADI发布了超低噪声、超低功耗加速度计ADXL362,并广泛应用于包括可穿戴、智能家居、医疗等行业以来,为应对市场的升级需求,ADI进一步优化推出全新的ADXL367。据悉,此款产品实现了面积、功耗以及噪声均降低50%的优异指标同时,数字分辨率也由12位提高到了14位,并增加了数字接口,进一步拓展了产品性能。

特别是功耗层面的提升,赵延辉认为对于些应用来说,每降低哪怕是一个纳安都会带来好的用户体验,客户也愿意付出相应的成本

他举例说,在200nW的低功耗监测模式下,一颗225mAh纽扣电池可为ADXL367持续供电143年,已经远小于电池固有的1%自放电功率损失。而对于1.2V 2500mAh的AA充电电池而言,在400Hz输出速率下可持续工作68年,100Hz下更是长达324年。

针对新兴的汽车市场,ADI推出了车规级大量程加速度计ADXL314,于胎压监测电池监测CBM据介绍,其优势体现在采用了三轴加速度计实现了更高的精度;工作电流50μA/170μA(低/高数据速率),可实现高达3200Hz输出数据速率;具备低噪声特性,符合AEC-Q100 验证要求,并具有–40°C到+125°C的拓展温度范围。

此外,ADXL359作为低噪声、低漂移、低功耗3轴加速度计的新升级产品,针对农业自动化、无人机、振动监测等场景需求,着重在量程、带宽和噪声方面进行了新的优化,进一步提升了针对振动校正误差(VRE)的抑制能力,填补了这一市场的空白。

智能“是非”

从趋势来看,MEMS的智能化已然是不可逆的,但行业对此有些急功近利难免“挂羊头卖狗肉”。

对此赵延辉强调,MEMS竞争激烈,在不断下探MEMS的成本为维持住一定市场份额MEMS厂商倾力让产品越来越智能,以让终端客户支付更多的钱买单但绝为了智能而智能,简单地堆砌一些可运算的单元或所谓的AI芯片,就说是智能可进行机器学习

“如何明了应用的需求,了解并真正解决客户的痛点,然后针对性地增加数字化的功能才是应对之道。”赵延辉强调。

以此次发布的ADXL367为例,对于TWS无线耳机应用,ADXL367集成了单击、双击的监测算法,不需要TWS厂商额外做算法分析,可通过判断输出波形来确定是否在做单击或双击的动作,从而释放CPU的压力。

而未来无疑将更加智能化。赵延辉解读说,如现在有一整套的信号链可及时捕捉CBM的振动信号,但抓取之后这一数据谁来处理?显然需要客户,而客户要不放到云端,要不依据自己的处理器算法固化到本地。但将来有可能MEMS直接能告知这种振动信号表明是否如常,如有这样的know-how集成到MEMS中,就能为客户提供更智能的方案未来是非常可期的

(校对/张轶群)

责编: 张轶群

李映

作者

微信:ilovekm2008

邮箱:liying@lunion.com.cn

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