干貨 | MEMS傳感器全科普！

MEMS的全稱是微型電子機械系統

利用傳統的半導體工藝和材料，集微傳感器、微執行器、微機械機構、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。具有小體積、低成本、集成化等特點。

MEMS工作原理圖

MEMS傳感器的應用領域

除了智能手機，MEMS傳感器將會在 AR/VR、可穿戴等消費電子，智能駕駛、智能工廠、智慧物流、 智能家居、環境監測、智慧醫療等物聯網領域廣泛應用。

4、車聯網應用

車聯網是物聯網發展的重大領域，智能汽車是車聯網的核心，正處于高速發展中。在智能汽車時代，主動安全技術成為備受關注的新興領域，需要改進現有的主動安全系統，比如側翻（rollover）與穩定性控制（ESC），這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態。

語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風將迎來發展新機遇。MEMS傳感器在汽車領域還有很多應用，包括安全氣囊（應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器）、汽車發動機（應用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器）等。

5、自動駕駛應用

自動駕駛技術的興起，進一步推動了MEMS傳感器進入汽車。雖然GPS接收器可以計算自身位置和速度，但在GPS信號較差的地方（地下車庫、隧道）和信號受到干擾的時候，汽車的導航會受到影響，這對自動駕駛來說是致命的缺陷。

利用MEMS陀螺儀和加速度計獲取速度和位置（角速度和角位置），車輛任何細微的動作和傾斜姿態，都被轉化為數字信號，通過總線，傳遞給行車電腦。即便在較快的車速狀態下，MEMS的精度和反應速度也能夠適應。得益于硅體微加工、晶片鍵合等技術的發展，精度已經上升到0.01。

MEMS VOC氣體傳感器GM-502B

6、工業應用

MEMS讓傳感器小型化、智能化，MEMS傳感器將在智慧工業時代大有可為。MEMS溫度、濕度傳感器可用于環境條件的檢測，MEMS加速度計可以用來監測工業設備的振動和旋轉速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業機器人的導航和轉動提供精準的位置信息。

MEMS傳感器種類及供應商

MEMS傳感器種類繁多，主要的MEMS傳感器包括運動傳感器、壓力、麥克風、環境、光傳感器等。

MEMS運動傳感器主要有加速度計、陀螺儀、磁力計三大類，加速度計和陀螺儀可以集成為六軸慣性傳感器；磁力計和加速度計集成為電子羅盤（e-compass），加速度計、陀螺儀和磁力計可集成為9軸傳感器。

MEMS環境傳感器可細分為氣體、溫度和濕度傳感器等。MEMS氣體傳感器主要用于檢測目標氣體的成分、濃度等。MEMS溫度傳感器可用于任何需要檢測溫度的地方。MEMS濕度傳感器在工業控制、氣象、農業、礦山檢測等行業中得到了廣泛的應用。

MEMS生物傳感器目前處于發展初期。MEMS生物傳感器是利用生物分子探測生物反應信息的器件，被列為新世紀五大醫學檢驗技術之一，是現代生物技術與微電子學、化學等多學科交叉結合的產物。未來MEMS生物傳感器在醫學、食品工業、環境監測等領域具有廣闊發展空間。

MEMS產業鏈

MEMS是多學科交叉的復雜系統，整個產業鏈涉及設計、制造、封裝測試、軟件及應用方案環節。

MEMS產業鏈的上游負責MEMS器件設計、材料和生產設備供應，中游生產制造出MEMS器件、下游使用MEMS器件制造終端電子產品。

MEMS整個產業鏈復雜，涉及的廠商眾多。中國的設計、制造、封裝測試廠商都在積極布局MEMS，已形成完整MEMS的產業鏈。

1、全球MEMS生產廠商

全球前十名 MEMS廠商主要包括博世、意法半導體、惠普、德州儀器、佳能、InvenSense、Avago和 Qorvo、樓氏電子、松下等。

2、MEMS代工

MEMS代工主要有兩種類型：IDM廠商提供的MEMS代工，獨立的代工廠提供的MEMS代工，其中獨立的代工廠包括集成電路代工廠和純MEMS代工廠。

近幾年Fabless模式(無生產線設計公司)的MEMS器件制造商發展迅速，獨立的MEMS代工廠努力尋求標準化的工藝以提升規模經濟，減少制造時間和降低成本，使得獨立的MEMS代工廠快速成長，但目前IDM代工仍處于市場領導地位。

3、MEMS封裝測試

封裝技術與IC封裝有著諸多不同，對企業的要求很高。眾所周知，MEMS器件價格下降非常之快，目前部分MEMS器件中封裝成本甚至占到總價格的40%到60%。如何做到低成本封裝是封測廠商面臨的巨大挑戰。

經過四十多年的發展，微機電系統（MEMS）已成為世界矚目的重大科技領域之一。它涉及電子、機械、材料、物理學、化學、生物學、醫學等多種學科與技術，應用前景廣闊。

MEMS酒精氣體傳感器GM-302B