工业自动化助推MEMS第二波增长浪潮

根据YOLE的数据显示，ST是MEMS市场上较大的Foundry，2017年的生意有174个Million。来自第一名的声音自然不能忽视，据ST表示，MEMS的第一次增长浪潮得益于智能手机的兴起;而第二次增长浪潮的背后推力则主要来自工业自动化。

图：2017年顶级MEMS晶圆厂排名(来源：YELO)

图：ST认为MEMS的新一波增长浪潮将得益于工业自动化

不同的市场对于同一种MEMS都有着不同的应用需求，工业应用相比消费类应用在可靠性，耐用性和精度等方面都有着更高的要求。ST近日在北京专门召开了发布会，为记者介绍其MEMS在工业方面的应用。意法半导体MEMS传感器产品部消费类MEMS事业部总监Simone Ferri先生进行了精彩的演讲。

图：意法半导体MEMS传感器产品部消费类 MEMS事业部总监Simone Ferri

专为工业市场设计

据Simone先生介绍，ST针对不同市场均有量身打造的MEMS传感器。主要从MEMS微机电设计、ASIC数据电路设计和封装这三个方案来进行。消费市场是功耗、价格敏感的应用，因此ST会在ASIC内采用超低功耗前端;汽车市场对于安全性要求很高，因此传感器产品采用陶瓷封装。而针对工业类MEMS，ST在ASIC中加入了常用的工业通信协议，同时针对不同细分应用有陶瓷和LGA两种封装形态。

图：不同市场对于MEMS有着不同的要求

从2000年开始，ST一直保持对消费类市场发力，不断推出新品，而从2015年之后，开始对车用MEMS发力。而最近两年，ST开始对工业MEMS市场发力。对于工业4.0而言，ST作为整个生态中的底层的半导体供应商，对于推动整个进程的发展起到重要的作用。对于ST而言，工业是其重要战略之一，因此ST并不仅仅关于于某一个应用，而是努力做到从整个工业应用的场景中实现嵌入和优化。

图：ST广泛MEMS产品线适用于工业不同应用

而且在工业市场上另一个存在的问题是，如何在现有的传统设备上实现智能制造。ST也针对客户工厂的新增设备和现有设备提供两种不同的安装方案。据Simone先生介绍：“在既有的设备里，因为种种机器本身的限制，可能ST传感器只能放在比较特定的位置，基于既有的系统架构，只能通过无线传输的方式把传感器检测到的数据上传到系统。而对于新的设备来讲，可以有更大的空间去更好地设计传感器的位置。比如选择更容易检测到振动的位置，以及在工业领域比较流行的IO-Link工业通信协议，可以更好地让传感器数据通过系统总线上传到系统。”

图：ST 工业MEMS可以满足各种不同安装需求

新产品将带来新的应用需求

在此次发布会上，Simone先生还给我们介绍了一些工业MEMS新品。这些新产品也会反向催生很多新应用。

图：新产品催生新应用场景

重点介绍的一款新产品是IIS3DHHC，这是ST一款工业级的3轴MEMS测斜仪。它有见过改良的MEMS设计，因此可以提供良好的抗震性能，在震动情况下仍可以提供高精度的角度测量输出。并且此款测斜仪采用的是CLGA陶瓷封装，因此安全性和可靠性也是非常高。加速度计能够通过SPI 4线数字接口为应用提供测量的加速度值。这款传感元件采用ST开发的专用微加工工艺进行制造，可在硅晶圆上生产惯性传感器和致动器。IC接口采用CMOS工艺制造，可实现高集成度，精确地调节接口电路，使其与传感元件的特性匹配。所以这款测斜仪，本质上是一款3D加速度计，非常适用于精密倾角仪的应用。

图：IIS3DHHC滤波链

据Semone先生介绍，这颗器件可以广泛地应用在路桥、隧道以及建筑设计中。在隧道里，的倾角计可以用来监测某个管道的倾斜角度以及可以用来检测某些设备的振动，有助于道路安全以及建筑安全。倾角计还用于重型叉车中，在叉车搬运比较重货物时，倾角计可以用来监测叉车前面叉的角度，如果超过安全范围，会及时给系统报警。

图：IIS3DHHC介绍

除了IIS3DHHC之外，ST还介绍其在工业MEMS新产品方面的全计划：在运动传感器方面，有高精度6轴惯导、高精度的倾角计、低功耗的加速度计以及超低功耗和高准确度的低噪振动计。在环境传感器方面，有超声麦克风和抗腐蚀的气压计等等。

另外，ST的工业产品将提供10年供货保证。