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小型、高性能的MEMS产品将在多领域拓展市场

时间:2013-03-27 21:21:40来源:物联网在线 作者:企业供稿 点击:
近年来,随着使用了MEMS技术的半导体产品的需求和用途正在不断扩大。MEMS产品市场今后将持续每年增长10-15%,并预计在2017年时,将从现在的9200亿日元增长到17000亿日元。

MEMS产品早在1980年就已经存在了,与使用了CMOS工艺的一般半导体相比,因为晶圆制成非常复杂,包装也很耗功夫,使得工程标准化和低成本变得十分困难,所以只应用于有限的用途。但是,最近确定了批量生产小型、高性能的MEMS产品的技术,除了汽车发动机控制、医疗器械、喷墨打印机这些常用用途外,数码相机和智能手机这类随身携带的电子产品里也使用了很多的MEMS产品。

近年来,随着使用了MEMS技术的半导体产品的需求和用途正在不断扩大。MEMS产品市场今后将持续每年增长10-15%,并预计在2017年时,将从现在的9200亿日元增长到17000亿日元。(Yole Development公司预测)

村田制作所传感器产品阵容的扩充

株式会社村田制作所于2012年1月收购了芬兰的MEMS专业制造商VTI Technologies Oy(以下简称VTI公司),VTI公司改名为Murata Electronics Oy,并成为了村田的一员。Murata Electronics Oy向各类市场及用途提供了采用独特的3D-MEMS(三维MEMS)技术的高性能及高可靠性的MEMS传感器。

图1:3D-MEMS元件的结构

3D-MEMS元件是由可动部件构成的硅晶片和上下包裹着硅晶片用来结合、密封的CAP晶圆构成的,CAP晶圆是用硅和玻璃形成电极(图1)。可动部件由弹簧支撑,形成纺锤和梳型的电极,在受到外力时,通过检测可动部件发生变形时的静电容量的变化,实现加速度传感器、陀螺仪传感器、倾角传感器的功能。

3D-MEMS结构的可动部件是密封的释放气体,此外内部是对称结构,利用相对的2个电容器来检测外部受力。通过这样的结构实现了高感度和低噪声,即使在十分严峻的使用环境下都能稳定运作,具备了良好的温度特性和长期可靠性的传感器。

收购了VTI之后,扩充了村田的传感器产品阵容。由VTI公司研发的卓越的MEMS技术和产品与村田的研究开发力、销售网络相结合,推进了面向今后的市场和应用的传感器产品的发展。

汽车市场

图2:组合陀螺仪传感器

汽车市场是最炙手可热的市场之一,面向车载系统的加速度传感器占有世界市场的最大比例。面向汽车的安全行驶和防止事故的车身稳定系统系统(ESC)、防抱死系统(ABS)、轮胎压力监测系统(TPMS)这样的安全功能配备于新车中,以发达国家为中心这一做法已经被法制化,而电动驻车制动器(EPB)和坡道起步辅助系统(HSA)这些新型功能也不断诞生。

正因为预计到MEMS传感器作为实现这些应用的关键部件,汽车市场对其需求将越来越大,村田制作所也将强化组合陀螺仪传感器(加速度传感器&陀螺仪一体化的传感器、图2)等产品阵容。

工业/医疗设备市场

MEMS传感器的需求正向工业用的运输设备、测量设备、建设设备和微创诊断设备以及内嵌型设备等用途延伸。采用了坚固的3D-MEMS结构的我公司的加速度传感器和倾角传感器(图3)被广泛用于要求具备自我诊断功能、高性能和高可靠性的用途。

就连飞机等要求极高的精度和可靠性的应用中采用的事例也有很多,像用于起搏器这类内嵌式设备,也处于世界领先的水平,以丰富的经验和知识为基础为客户提供支持。

图3:倾角传感器

 消费电子产品市场

面向消费电子产品的MEMS传感器现在在MEMS市场中,也是需求急剧扩大的一部分。加速度传感器、陀螺仪传感器在智能手机上的搭载率急速增加以外,游戏机和远程控制设备中的搭载率也在增加。我公司应用从汽车和工业传感器中所获得的MEMS技术和工艺,以降低成本为目的,于去年,成功商品化了业界最小的消费电子产品用3轴陀螺仪传感器。今后加速度/陀螺仪/地磁传感器的复合式产品等将根据市场的趋势,推进复合式传感器的商品化。

今后,MEMS不仅限于已有的产品及市场,还将成为应用于其他多种用途的高潜力技术。村田制作所将MEMS视为未来的核心技术之一,活用VTI公司的技术,继续为市场提供最高端的MEMS商品,不断强化开发体制和客户支持系统。

(责任编辑:Ioter)
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