傳感器融合將為高精度運(yùn)動檢測在手機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、游戲機(jī)等便攜電子設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用創(chuàng)造更多新機(jī)會，空中鼠標(biāo)、智能遙控器、LBS等都是未來十分看好的應(yīng)用。就在各種6自由度、9自由度器件不斷問世之際，10自由度MEMS產(chǎn)品也已悄然問世。

　　伴隨著MEMS傳感器“融合的誕生，以iPhone和iPad為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)動感知能力正在發(fā)生根本性改變�！爸悄苁謾C(jī)與平板是驅(qū)動今年增長的關(guān)鍵力量，這些產(chǎn)品中很多已經(jīng)具有3軸加速計、3軸陀螺儀、麥克風(fēng)、立體聲波濾波器等標(biāo)準(zhǔn)MEMS器件。意法半導(dǎo)體（ST）模擬、MEMS和傳感器部門應(yīng)用經(jīng)理PaoloBendiscioli對電子工程專輯記者表示。

　　來自IHS公司的消費(fèi)與移動MEMS市場研究報告顯示，2011年消費(fèi)與移動MEMS營業(yè)收入將有望達(dá)到22.5億美元，取得迄今以來最高的增長率37%。而2010年創(chuàng)下的最高增長率則是27%，營業(yè)收入達(dá)到了16.4億美元。該公司預(yù)測說，2015年全球MEMS營業(yè)收入將比2010年增長近兩倍，達(dá)到45.4億美元，2010-2015年的復(fù)合年度增長率約為22.5%。

　　要想在消費(fèi)電子市場取得成功，廠商就必須通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)取勝，并且能夠提供廣泛的解決方案。ST稱，他們預(yù)見到了MEMS在消費(fèi)類電子、醫(yī)療保健，工業(yè)和汽車市場強(qiáng)勁的需求態(tài)勢，因此大幅度提高了其MEMS產(chǎn)能。目前，STMEMS傳感器的產(chǎn)能已達(dá)300萬/天，且是世界上第一家制造基于8英寸晶圓工藝MEMS器件制造商。

　　力拼10自由度

　　傳感器融合一直是MEMS產(chǎn)業(yè)的熱議話題，而新興的移動消費(fèi)電子應(yīng)用，如位置相關(guān)服務(wù)（LBS）、室內(nèi)及多樓層盲區(qū)導(dǎo)航功能等，也需要復(fù)雜程度更高的感應(yīng)功能。ST大中華及南亞區(qū)模擬與微電機(jī)系統(tǒng)部市場部經(jīng)理吳衛(wèi)東認(rèn)為，傳感器融合將為高精度運(yùn)動檢測在手機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、游戲機(jī)及眾多的便攜電子設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用創(chuàng)造更多新機(jī)會，空中鼠標(biāo)、智能遙控器、LBS等都是ST未來十分看好的應(yīng)用。

　　就在各種6自由度、9自由度器件不斷問世之際，10自由度MEMS產(chǎn)品也已悄然問世。ST近日就推出了10自由度（DoF）傳感器應(yīng)用整體解決方案，包括三軸地磁模塊LSM303DLHC（包含三軸線性運(yùn)動和三軸地磁運(yùn)動傳感器）、三軸數(shù)字陀螺儀L3G4200D和壓力傳感器。從而使消費(fèi)電子產(chǎn)品具備立即獲得線性加速度、角速率、地球引力、前進(jìn)方向和海拔高度等完整3D立體地理信息指示的能力，且不受GPS衛(wèi)星信號消逝或變?nèi)醯挠绊憽?BR>
　　此外，為了將MEMS傳感器和多軸慣性模塊的全部功能發(fā)揮到極致，ST還同時發(fā)布了iNEMO引擎?zhèn)鞲衅髡�合套件。PaoloBendiscioli強(qiáng)調(diào)稱，iNEMO引擎是“業(yè)界首款完整可定制的多軸MEMS傳感器軟硬件解決方案，能夠加強(qiáng)運(yùn)動識別和前進(jìn)方向精度識別功能。

　　基于卡爾曼濾波器（KalmanFilter）理論，iNEMO引擎采用一套自適應(yīng)預(yù)測和濾波算法，能夠識別由加速度計、陀螺儀、羅盤以及壓力傳感器組成的多個傳感器的輸入信息，并可自動修正傳感器的測量失真、錯誤以及干擾，從而大幅提升用戶體驗以及感應(yīng)精度、分辨率、穩(wěn)定性和響應(yīng)時間。幾個月前，ST宣布與微軟合作，以確保在基于Windows8的平板電腦和計算機(jī)中可快速采用其MEMS傳感器及相關(guān)技術(shù)。

　　ADI最近也新增了戰(zhàn)術(shù)級（零偏穩(wěn)定度低于10o/小時）角速率陀螺儀ADIS16136和十自由度慣性測量單元（IMU）ADIS16488。ADIS16136的典型零偏穩(wěn)定度達(dá)到了3.5o/小時，采用火柴盒大小的模塊封裝，功耗低于1W，重量僅為25克。ADI方面稱，與昂貴的光纖陀螺儀相比，新款陀螺儀的穩(wěn)定度和角度隨機(jī)游走特性與之相當(dāng)，但線性度卻提高2倍，啟動時間快30倍，功耗低5倍，且無需用戶配置就能產(chǎn)生精密準(zhǔn)確的速率檢測數(shù)據(jù)。

　　而ADIS16488則在單封裝中集成一個三軸陀螺儀、一個三軸加速度計、一個三軸磁力計和一個壓力傳感器。ADI微機(jī)械產(chǎn)品線高級應(yīng)用工程師趙延輝表示，除了重要的戰(zhàn)術(shù)級（低于10o/小時）零偏穩(wěn)定度以外，在重力加速度效應(yīng)、溫度系數(shù)和帶寬等更重要的特性方面，ADIS16488同樣超過所有其它同類陀螺儀IMU產(chǎn)品，改善幅度最多可達(dá)100倍。此外，在對線性加速度和振動加速度抑制方面，ADIS16488性能甚至還超過了傳統(tǒng)軍用級IMU。

　　眾所周知，MEMS陀螺儀一直以來是最難設(shè)計和制造的MEMS器件，特別是當(dāng)許多新興工業(yè)自動化和儀器儀表應(yīng)用要求高性能和低功耗時更是如此。趙延輝表示，iMEMS陀螺儀是基于ADI前三代MEMS陀螺儀開發(fā)的第四代器件，采用先進(jìn)的差分四傳感器設(shè)計，可在強(qiáng)烈沖擊和振動狀態(tài)下精確地工作。這種MEMS陀螺儀具有魯棒性能和6mA的低功耗特性，可有效地用于多種應(yīng)用，如機(jī)器人、工業(yè)儀器、航空以及用于高速列車的平臺穩(wěn)定系統(tǒng)。

　　不過，多傳感器集成化在現(xiàn)階段對于MEMS制造工藝依然是不小的挑戰(zhàn)�！斑@是因為集成模塊的制作工藝更難，生產(chǎn)良率也會顯著下降，只有充分掌握其中每一門技術(shù)，才能保證器件的性能穩(wěn)定性。PaoloBendiscioli表示，“我們已經(jīng)宣布將硅通孔技術(shù)（TSV）應(yīng)用于大批量MEMS生產(chǎn)中，這對在智能傳感器和多軸慣性模塊中實現(xiàn)高性能3D芯片集成來說，是具有里程碑性質(zhì)的事件。  

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