MEMS（微機電系統）整合了電子技術(shù)與機械結構的綜合優(yōu)勢，利用硅材料的機械特性和半導體制程實(shí)現較低的成本和較高的產(chǎn)量。MEMS領(lǐng)域的代表廠(chǎng)商意法半導體（STMicroelectronics）通過(guò)陀螺儀、MEMS麥克風(fēng)、磁傳感器等產(chǎn)品為多個(gè)細分市場(chǎng)提供高性能技術(shù)方案；最新的iNEMO系列多傳感器慣性測量單元（IMU）進(jìn)一步擴展了產(chǎn)品線(xiàn)及潛在市場(chǎng)，使其成為“一站式“MEMS器件提供商。

iNEMO：“一站式”智能傳感方案

將不同的傳感器集成，并賦予數據處理功能已成為目前的主要技術(shù)趨勢之一。意法半導體近日推出的iNEMO方案整合了傳感器、數據處理能力，和數據傳輸功能。首款iNEMO模塊STEVAL-MKI062V1集成了6個(gè)不同的傳感器和一個(gè)32位微控器（MCU）；最新產(chǎn)品（v2）又添加了復雜的傳感器融合算法 - “姿態(tài)方向參考系統（AHRS）”，用于提供動(dòng)靜態(tài)方向和慣性測量功能；該算法由STM32微控器負責。

圖1，iNEMO方案

意法半導體產(chǎn)品部門(mén)副總裁，兼MEMS、傳感器和高性能模擬器件產(chǎn)品部總經(jīng)理Benedetto Vigna先生透露，目前意法半導體的陀螺儀、磁力傳感器、加速計等產(chǎn)品會(huì )在未來(lái)一兩年內在尺寸和智能性上有更大突破，如推出超低功耗方案和增加先進(jìn)的數字處理能力；再下一步的重點(diǎn)是這些傳感器的集成解決方案。

圖2，意法半導體產(chǎn)品部門(mén)副總裁，兼MEMS、傳感器和高性能模擬器件產(chǎn)品部總經(jīng)理Benedetto Vigna

意法半導體模擬、功率及微機電系統事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理吳衛東認為，多傳感器集成是MEMS傳感器產(chǎn)品的發(fā)展方向，但由于不同的MEMS器件制程工藝不同，可能更多地采用封裝的方式。此外，集成微控器可使傳感方案獲得一部分數據處理的能力，由此緩解主處理器的負擔；隨著(zhù)市場(chǎng)對感知能力的要求越來(lái)越復雜，這種能力將可能變得非常重要。

圖3，意法半導體公司模擬、功率及微機電系統事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理吳衛東

“憑借在傳感器與應用領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識及可擴展的制造能力，尤其在封裝與測試方面，意法半導體的iNEMO可以在單一封裝內提供整合各種不同元器件的完整系統解決方案”，Benedetto Vigna還表示，將多個(gè)傳感器整合到單一封裝內，除了因為元件數量的減少而實(shí)現更小的體積及成本的降低外，客戶(hù)還可獲得更短的設計周期、更高的可靠性和感測自由度。iNEMO把各種運動(dòng)、磁性、壓力和溫度傳感器與32位控制器整合在單封裝內，是意法半導體提供“一站式”MEMS器件方案的標志性產(chǎn)品，證明我們在為市場(chǎng)提供所需的傳感器和信號處理功能方面處于業(yè)界領(lǐng)先水平。

iNEMO平臺在物聯(lián)網(wǎng)與其它市場(chǎng)的應用

物聯(lián)網(wǎng) / M2M有望成為傳感器整合方案的目標市場(chǎng)之一。Benedetto Vigna說(shuō)，我們確信物聯(lián)網(wǎng)會(huì )給MEMS傳感器市場(chǎng)帶來(lái)很多商機，智能傳感器則是實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)概念的關(guān)鍵技術(shù)。

他表示，傳感器是連接冰冷的電子虛擬世界與充滿(mǎn)活力和熱情的人類(lèi)世界的橋梁。智能傳感器iNEMO整合了傳感器、信號處理和低功耗射頻數據傳輸三大功能，超越了MEMS的技術(shù)范圍。

“當然，除集成方案外，我們還有標準的半導體傳感器，如溫度傳感器芯片等，為客戶(hù)的選擇帶來(lái)靈活的組合。”

“每臺手機都會(huì )有一個(gè)加速度計”

消費電子市場(chǎng)是近期推動(dòng)MEMS增長(cháng)的主要力量。Benedetto Vigna認為，在3年或5年后，我們會(huì )發(fā)現圍繞在我們身邊的傳感器越來(lái)越多。從目前看，手機、游戲機、PC機、平板電腦、數碼相機和遙控器是MEMS市場(chǎng)增長(cháng)的主要動(dòng)力。未來(lái)3年，運動(dòng)傳感器將是增長(cháng)速度最快的MEMS產(chǎn)品。意法半導體是第一家通過(guò)三軸數字陀螺儀進(jìn)入手機市場(chǎng)的公司；我們預計用于各種領(lǐng)域的MEMS傳感器將于2010年底前突破累計10億顆出貨量。我相信，在2012年后，每臺手機都會(huì )有一個(gè)加速度計。

制程與封裝技術(shù)的優(yōu)勢

ThELMA（微陀螺儀和加速計芯片厚外延層）是意法半導體的加速計和陀螺儀技術(shù)平臺，三個(gè)軸向的角速度檢測僅使用一個(gè)被稱(chēng)為Driving Mass的創(chuàng )新型微機電結構來(lái)完成。

Benedetto Vigna說(shuō)，2005年，意法半導體是世界第一個(gè)量產(chǎn)3軸加速度計的半導體廠(chǎng)商，2010年，我們是世界第一個(gè)量產(chǎn)3軸陀螺儀的半導體廠(chǎng)商。作為MEMS技術(shù)標準化工作的市場(chǎng)領(lǐng)導者，意法半導體開(kāi)發(fā)出了0.8µm的ThELMA特殊微加工制程。ThELMA制程可整合薄厚不一的多晶硅層，用于實(shí)現MEMS器件的結構和互相連接性。意法半導體采用同樣的微加工技術(shù)來(lái)制造加速度計和陀螺儀，能在一顆芯片內整合線(xiàn)性機械單元和角加速度機械單元，為客戶(hù)帶來(lái)極高的成本效益和更小的產(chǎn)品尺寸。結合ThELMA制程，意法半導體的VENSENS制程（VENice process for SENSors），可以通過(guò)在單晶硅內整合空腔，制造具有優(yōu)異尺寸和性能表現的的超小型壓力傳感器，在更薄、更小的芯片上實(shí)現更高的設計穩健度、熱穩定性以及可靠性。