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意法半导体MEMS传感器应用现状及未来主攻的新应用


  2017年10月,ST(意法半导体)在京举办MEMS传感器的新闻发布会,大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东先生介绍了ST MEMS的发展现状,及将向汽车和工业市场渗透的策略。


意法半导体的二十年发展之路。发布会现场资料图

  2016年,ST公司的营收接近70亿美元,是一家完整的半导体公司。在MEMS传感器方面,现在主要做五类产品:光学防抖陀螺仪、加速度计+陀螺仪6轴IMU模块、超低功耗加速度计、高精度压力传感器、加速度计+磁强计惯性测量单元。ST传感器多具备集成能力,在传感器集成和智能化方面,比如现在流行的微信计步,ST的传感器就直接告诉你走了多少步,无需再经过手机处理器计算。

  三十年河东三十年河西,传感器的应用也在周而复始地轮回。MEMS传感器起始于汽车和工业,但这十年真正推波助澜的是消费类电子。如今,MEMS的下一波浪潮有望重新回到汽车和工业。


ST MEMS传感器的消费类应用

  近些年,ST消费类应用中有很多成功案例,例如华为手机采用ST的内置OIS光学防抖传感器的6轴惯性测量单元,任天堂Switch主机和配件采用ST的6轴运动传感器,迪卡侬手表等可穿戴设备采用ST的MEMS器件,另有eMeet会议扬声器采用了MP34DT04TR数字麦克风等。

  ST的拳头产品很多,例如手机用的第一代LSM6DS3和第二代LSM6DSLM合计销量超过5.5亿。LSM6DSLM是可始终运行的iNEMO 6轴惯性测量模块,在LGA-14 2.5x3x0.83mm封装内整合3D加速度计和3D陀螺仪,具有超低功耗和强大性能。

  LIS2DW12是应用灵活的超低功耗3轴智能加速度计,适用于消费类电子,诸如物联网、穿戴和移动设备,特点是尺寸只有2x2x0.7mm,有编程功能。

ISH发布的2016年汽车非安全性应用市场份额。发布会现场资料图

  ST MEMS传感器的汽车导航应用

  在汽车应用方面,AIS2DW12是超低功耗3轴智能加速度计,用于无钥匙进入功能(PKE)。据IHS 2017年上半年市场报告,ST是第一大汽车非安全性应用MEMS厂商;在研发投入和研发热情的具体表现方面,2016年ST市场份额同比增长20%。

  惯导系统中,符合车规的“3轴加速度计AIS328DQTR+3轴陀螺仪A3G4250DTR”组成了6轴惯性模块,可用于从原来的OBD(车载诊断系统)到现在的T-box(Telematics box)应用中,用于前装、后装或对汽车进行装机采集等。

高精度传感器。发布会现场资料图

  未来汽车、VR新应用需要更高的精度

  高性能取决于应用的需求。在汽车应用里,汽车导航通常用GPS,MEMS惯性传感器作为辅助测量,以覆盖GPS的盲区。因此,MEMS传感器就要有高精度,通常整个系统的精度要达到米级,也就是至少车辆、行人在你自己看得到的地方。这个米的级别并不是一个时间点,是累积的,因为传感器的挑战是参数会随着温度、时间而漂移,有很多参数影响它。自动驾驶对精度的要求更高,目前客户要求精度要在20厘米以内。

  另外,虚拟增强(VR)的实境感测约在10厘米以内。这就要求传感器有更高的精度和灵敏度。光学防抖的10厘米是针对画面之间的偏差。压力高度检测要控制在10厘米以内。温湿度检测,希望达到0.5℃以内,温湿度精度要达到3%。目前具体应用里,数值越低越好。因此在VR领域,从Android 5.0开始规定了传感器的参数规格,甚至要对传感器做认证,可见传感器起着至关重要的作用。

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