MEMS技术引领物联网与感测器技术的飞速发展

   2024-10-30 工业品商城63
核心提示:电子产业正面临着前所未有的需求,亟需崭新的微机电系统(Microelectromechanical Systems, MEMS)推动传感器及物联网(Internet of Things, IoT)领域的蓬勃发展。据业内资深分析师透露,若想引领下一波电子产业的繁荣,极大程度上须依赖于MEMS与传感器技术,方能使得各类智能设备得以与现实世界紧密相连。然而,从全新ME

  电子产业正面临着前所未有的需求,亟需崭新的微机电系统(Microelectromechanical Systems, MEMS)推动传感器及物联网(Internet of Things, IoT)领域的蓬勃发展。据业内资深分析师透露,若想引领下一波电子产业的繁荣,极大程度上须依赖于MEMS与传感器技术,方能使得各类智能设备得以与现实世界紧密相连。然而,从全新MEMS设计的实现到大规模量产,可能需要耗费漫长的时间和巨额资金,才能满足物联网市场的热切期盼——除非电子产业能够寻找到一条加速MEMS研发的捷径。

  当前,采用已有的MEMS元件的新兴应用正在以每年12%的惊人速度推动MEMS市场的前进。然而,Yole Development执行长暨总裁Jean-Christophe Eloy坦言,除非业界能够成功解决如何将传统机械元件顺利转化为硅晶片的难题,否则要想加快突破性新产品的量产步伐,恐怕会拖累未来MEMS市场的增长。

  通过在更多应用场景中广泛采纳成熟的MEMS元件,有望激发这类体积更小巧、性能更优越且成本更低廉的渐进式元件创新,持续推动传感器及其所构建的系统走向更为强劲的增长道路。值得一提的是,去年在MEMS领域表现最为抢眼的当属安华高科技(Avago Technologies)和Qorvo(原Triquint),这主要得益于LTE网络的广泛覆盖对多模式手机所需的体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器产生了巨大的需求。同样,越来越多的应用对MEMS麦克风和惯性传感器的旺盛需求,也助力众多传感器供应商跻身年营业收入达2至3亿美元的行列。

  然而,仅仅依靠现有元件类型的新兴应用要想保持高达110亿美元业务的两位数增长率,在时间跨度上恐难持久。“其中一大挑战在于,自2003年楼氏电子(Knowles)推出MEMS麦克风以来,至今尚无全新的革命性产品问世。”Eloy指出,“在此之后,业界仅在集成化程度、封装优化等方向上取得了渐进式的创新成果。尽管这些进步同样至关重要,但显然未能掀起如飞跃式新产品般的变革狂潮。我们依然在翘首以待诸如MEMS开关、自动对焦及扬声器等全新的产品能顺利进入规模化生产的轨道。”

  他强调,半导体产业已找到了在竞争烈焰之前的研究领域展开联合攻关的途径,同时已建立起坚实的商业基础设施,以支持持续壮大的发展趋势。“MEMS行业急需革故鼎新,以简化并加速设计流程,尽早实现量产。”

  “随着物联网、情境感知等领域对传感器的需求日益强烈,特别是新型生化与生物医学传感器的新兴需求,我坚信MEMS产业链的发展才刚刚拉开序幕。”矽谷投资者集训班固体半导体小组(SIG)委员主席库尔特·彼得森(Kurt Petersen)表示,“尽管单颗传感器的售价将持续下降,但目前正在研发中的新型传感机制将大幅度提升测量精度。这对于正在崛起的压电麦克风、超声波手掌识别乃至新兴的惯性技术均带来深远且巨大的迭代效应——借助高于以往10倍的准确度,显著改进导航信息。”

  彼得森坚信,真正具有实际价值的穿戴式设备尚未得到充分挖掘,但对于其未来的发展前景充满信心。最具潜力的无疑是那些尚处研发阶段的全新生化感应器,如新兴创业公司Profusa的可植入式葡萄糖传感器。借助一种独特的可调节式感应器平台,该产品能够实时监测人体内化学物质的活动状态。

  除却精进的生物化学和生命医学传感器外,能源收集器亦成为新兴的发展契机。"随着物联网技术的普及,能源采集器的重要性势必日益显著,其市场潜力也将无比巨大。"他对此深信不疑。 

  为了能确保在最短的上市周期内,以最低的成本实现这些创新性的MEMS器件的大规模生产,半导体行业正在寻求全新的研发手段。 

  Teledyne Dalsa公司的MEMS代工业务执行副总裁及首席执行官Claude Jean坦言,过去顾客更多地倾向于选择他们自身独有的工艺流程,然而如今,越来越多的客户开始请求我们尽可能地采用标准化平台,仅需进行少量改动即可满足需求。尽管仍然存在一部分产品需要采用单一工艺流程的传统模式,但越来越多的客户已开始转向利用现成的平台来进行产品开发。 

  Dalsa公司目前正致力于为各类惯性传感器、微测辐射热计、光学MEMS以及压电元件推出更为多样化的平台,同时尽可能地扩大自身的设计与测试支持业务领域。 

  这些新型平台技术其实源自于科研人的不懈探索。例如,法国原子能署电子暨资讯技术实验室(CEA-Leti)便与代工企业展开深度合作,旨在将其拥有的压阻式MEMS平台推进至生产阶段,从而使更多的客户能够享受到这一创新成果。该技术采用厚度超过10纳米的较厚层物质来移动,同时使用小于500纳米的极薄层物质来制造压阻式元件,并通过压缩或者拉伸来调整电阻,进而监测其运动状态。 

  CEA-Leti北美战略合作伙伴副总裁Hughes Metras强调,这种技术为多个传感器紧密集成提供了一条全新的路径,有望帮助那些缺乏自主技术的初创公司如系统制造商或CMOS制造商等,快速且高效地开发出符合市场需求的产品。值得一提的是,CEA-Leti已经与首家获得授权的企业Tronics携手合作,迅速将其六自由度惯性传感器推向市场,取得了良好的市场反响。


 
 
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