拥抱MEMS下一个发展机遇

意法半导体谋求从消费电子向汽车和工业的转型

日前，意法半导体（ST）在北京举办MEMS和传感器媒体沟通会，公司大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东向媒体回顾了其在MEMS和传感器领域的成就和发展之路以及在中国区的业务情况，并详细介绍了未来应用于汽车和工业领域的MEMS和传感器产品、技术和解决方案的特点和功能。

新的市场呼之欲出

根据市场研究公司Research and Markets的研究报告，全球MEMS市场将在2023年以11.3％的年均复合增长率增长。推动市场增长的主要因素是技术的进步、物联网和汽车市场的快速发展、工业应用需求的增长，智能手机、平板电脑等消费电子产品的日益普及等等。

吴卫东表示，意法半导体以业内较广泛的产品组合著称，为不同电子应用领域的客户提供创新的智能驾驶和物联网半导体解决方案。享受科技、享受生活，意法半导体主张科技引领智能生活（life.augmented）的理念。

他说，作为MEMS传感器和致动器厂商，意法半导体拥有经过市场检验的制造技术、前工序/后工序/封测校准和大规模制造，以及多传感器集成能力、集成市场领先的智能功能的能力。早在2005年，意法半导体就掀起了“MEMS产品消费化浪潮”，推动MEMS产品在消费领域的普及和量产，并作为技术支持拓展汽车和工业市场。2017年，ST MEMS传感器的全球出货量近130亿件。此外，ST拥有近1000项与MEMS相关的专利，引领传感器技术向智能化和独立化发展，并不断在消费电子、汽车工业、医疗保健、环境科学等诸多领域开创新局面。

今天，意法半导体看到了新工业发展格局的转变，正通过全新MEMS产品、技术和解决方案进一步拓展不同的市场领域，与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智能城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。

丰富的MEMS和传感器解决方案

吴卫东还介绍了意法半导体MEMS和传感器在广泛市场中的各种成功应用。Sigfox + BLE双射频解决方案包括可编程ARM Cortex-M0、高达160KB嵌入式闪存、有数据保存功能的24 KB SRAM、优异的接收灵敏度（BLE 接收灵敏度 -88dBm；Sub-1GHz接收灵敏度-130dBm）；其各种I/O外设包括SPI、2x I2C、UART；PDM、PWM、ADC。在可配置RF输出功率方面，BLE较高+8dBm，Sub-1GHz较高 +27dBm；还有增强的端对端安全机制。

在华为手机中就采用了ST的内置OIS光学防抖传感器的6轴惯性测量单元；任天堂Switch主机和配件采用了ST的6轴运动传感器。其他很多新穿戴设备也都在采用ST的MEMS器件。意法半导体在光学防抖陀螺仪、加速度计+陀螺仪6轴IMU模块、超低功耗加速度计、高精度压力传感器、加速度计+磁强计惯性测量单元等方面一直保持着MEMS产品领先地位，2017年底市场份额为60% - 65%。

意法半导体的iNEMO®6轴惯性测量模块在LGA-14 2.5X3X在0.83mm封装内整合了3D加速度计和3D陀螺仪，具有超低功耗和更强的功能；应用灵活的超低功耗3轴智能加速度计LIS2DW12是消费级加速度传感器，可用于物联网、穿戴和移动设备；AIS2DW12是汽车级产品，用于无钥匙进入功能（PKE），具有高性能、超低功耗、用途广泛的特点。

谈到汽车应用，吴卫东表示，智能驾驶的汽车非安全性应用主要是导航、数据安全、车载信息服务。IHS 2017年上半年市场报告证实，ST是第一大汽车非安全性应用MEMS厂商，2016年其市场份额比2015年增长了20%。例如，在惯性导航惯性导航系统中对于了车规三轴加速度计AIS328DQTR+三轴陀螺仪A3G4250DTR；T-Box中采用了LSM6DSL车载前端应用。

吴卫东认为，高精度传感器正在推动新应用的发展。因为传感器测量精度是车用及工业传感器企业面临的一个巨大挑战，而且还需要在提高精度的同时保持低功耗。

意法半导体拥有传感器精度衡量方法——阿伦方差（AVAR），可以覆盖消费及汽车电子应用。此外，还可以通过改进制程和测试及校准技术来提高精度。制造设备可以实现精确的几何尺寸、蚀刻和封装技术，使传感器具有适合量产的良率和精度；而测试校准设备有助于精确的刺激、多校准点、多DOF测试，高平行度实现高精度传感器量产。

他还展示了运动MEMS传感器的内部视图，可以利用三个关键元件实现各种功能。

典型汽车应用

吴卫东重点介绍了几个典型汽车应用。智能驾驶MEMS传感器可用于非安全性应用、安全气囊、主动安全和自动驾驶。在ADAS系统传感器数据整合方面，可以涵盖摄像头、LIDAR激光雷达、远距离雷达、近距离雷达、超声波雷达，以及运动传感器、环境传感器和麦克风的数据。在航位推算和传感器数据整合方面也可以用到各种MEMS传感器。

此外，微镜技术已从消费电子发展到汽车电子应用，从投影、3D扫描应用到LIDAR激光雷达和智能灯光。而车载设备麦克风已用于失真度极低、参数匹配的免提电话；抗撞击、高可靠性的紧急呼叫；以及低滚降、参数匹配的噪声抑制。

典型工业应用

吴卫东称，MEMS可以在智慧工业中发挥巨大的作用。智慧工业将为我们带来更高的智力和感知力、更多的连接选择、更高效加更安全。而智慧工业的关键技术是运动传感器，如运动MEMS和测距传感器；还有环境传感器，如工业传感器和激光测距仪。LIS2DH12TR可用于倾斜检测，LIS344ALHTR（10000g）可用于震动检测。双轴平面运动MEMS传感器可用于结构状态监测等测倾仪以及机器人。改进的传感器设计和陶瓷封装技术，具有市场领先的分辨率和测量精度，在隧道监测和重型叉车都有应用。

此外，意法半导体工业应用环境传感器包括实现本地环境监测的温度传感器、湿度传感器，实现环境压力监测的防水压力传感器，以及声波监测的MEMS麦克风。还有设备监测和预知维护运动传感器，在旋转设备上安装传感器，即可定期接收传感器数据，并将实测数据与基准数据比较，查看机器运行状态不良趋势，实现预知性维护。

他说，利用传感器连接技术，如线缆（IO-Link）或无线互联，新装制造设备可以预装智能传感器，现有制造设备可以在现有设备上增装智能传感器，将本地传感器通过无线网络连接到云端。

吴卫东较后强调，意法半导体利用多元化业务模式，专注产品生命周期长的市场，产品生命周期从产品上市日期起十年提供，高性能，高质量，即使在恶劣的工业环境中依然表现出色（更宽的工作温度范围，更强的抗撞击和抗振稳健性）。

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