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MEMS技术将迎来新的机遇与挑战

2011-01-26 09:32
吃瓜天狼
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  微机电系统(MEMS)技术有望给各个年龄层的个人、各种产业乃至我们整个社会带来更加深远的影响。这种技术正从器件级转向器件内外部都需要新兴技术的系统级平台。

  这两个领域的成功将实现用于智能传感和情境感知的新平台,从而使消费电子、生物医疗、工业、环境、通信、安全、运输市场以及基础设施监测和金融应用受益良多。

  MEMS器件制造商必须应对传统业务模式偏离的局面(传统上,MEMS IC制造商为OEM制造器件,OEM将这些器件封装成最终产品)。他们必须专注于客户的具体需求、最终产品的使用环境和使用方式,以及如何使产品更易于操作。对于要求低成本的市场(如消费电子市场),关键在于更高的集成度,即以具有成本效益的方式合并CMOS和MEMS。

  这些观点在两场近期举行的MEMS大会,即MEMS技术峰会和MEMS管理者大会上的演讲中,得到了证实。

  按照会议的冠名,MEMS技术峰会汇集了MEMS产业群体的“名流”。此会议还肩负着回顾过去25年来MEMS技术的进步以及展望未来的双重目的。此外,它还是MEMS产业先锋Nova Sensor公司成立25周年的纪念会,创始团队的成员组织了此活动。美国微机电系统产业协会(MIG)是MEMS管理者大会的赞助单位。

  “芯片外部的考量涉及系统工程设计的本质。芯片是系统真正的使能者。但是,它需要热管理和互连策略等诸多其他功能的支持,从而创建最合适客户应用的解决方案。”Roger Grace Associates总裁Roger Grace表示。

  “这种MEMS解决方案的其他主要功能包括MEMS至系统的接口(往往是带具有嵌入式软件/算法的微控制器内核的ASIC)、电源以及网络芯片,所以这些功能都以鲁棒且具有成本效益的方式组合在一起。创建这种方法的基本原则(图1)是系统工程设计、可靠性分析、可制造性和可测试性设计以及协同设计。”Grace补充道。

  

  图1:MEMS芯片外部的考量对于创建最适合客户应用的解决方案而言正变得越来越有必要。这涉及系统工程设计、可制造性和可测试性设计以及协同设计。

  MEMS IC制造商目前也动作频频。比如,飞思卡尔半导体公司借助Xtrinsic产品组合开创了新的传感时代。这种品牌的传感器在设计时明智地结合了智能集成、逻辑和可定制软件,可实现更智能且差异化程度更高的应用。

  

  图2:Kionix三轴KGY13陀螺仪采用5×5×0.9mm3 24引脚LGA封装,针对大众市场消费电子应用。

  MEMS和非MEMS半导体IC制造商正在借助他们的产能和产品,全力以赴地投入到他们所认为的巨大新市场商机中。英特尔实验室(Intel’s Labs)副总裁兼总监Vida Ildereme表示,英特尔正借助嵌入式单晶片系統(silicon-on-a-chip) IC的开发,寻找嵌入式应用中的智能传感商机。该公司力图打造其在微处理器领域的领导地位,开创嵌入式应用的新功能和战略方向。

  “MEMS和其他传感技术对消费电子、智能电网和医疗市场产品的重要性正与日俱增,”Ildereme表示,“智能传感和情境感知服务将借助数以亿计的无线连接设备,为嵌入式市场带来巨大的商机。”

  

  图3:高通MEMS技术公司的Mirasol MEMS显示屏将于今年年初用于电子书设备中,该设备可以15帧/秒的帧速率提供XGA格式。它采用干涉仪调制技术(其原理是将一个简单的真空沉积薄膜结构置于玻璃基板上),无需背光电源。

  即使是开创几乎所有MEMS技术的学术界,也在寻找赢利的市场机会。据美国密歇根大学教授,也是该校无线集成微系统(WIMS)工程研究中心前院长的Kensall Wise表示,这种无线设备正在推动设计用于盲区测量的自动和自主生物医学系统的发展。

  

  图4:密歇根大学无线集成微系统(WIMS)中心的这款手表大小的用于环境监测的气相色谱仪适合iPod Shuffle的尺寸。它在每次分析时可在几秒到一分钟的分析时间内在每十亿分析物中检测出30到50种有机蒸气污染物。

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