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MEMS芯片
2022-11-08 8844次

  MEMS芯片简介

  MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro Electromechanical System),利用半导体制造工艺和材料,将传感器、执行器、机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的微型器件或系统,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。MEMS主要包含两个部分:传感器和执行器。与传统的机械传感器相比,MEMS传感器具有体积小、集成化、智能化、低成本等优点,可以满足物联网时代对于传感器的要求。


  MEMS芯片分类

  MEMS传感器种类很多,也有多种分类方法。按其工作原理,大致可分为MEMS物理、化学和生物传感器,其中每一种MEMS传感器又可分为很多种小类,不同的MEMS 传感器可以测量不同的量,实现不同的功能。

  

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传感器分类


  MEMS芯片行业发展历程

  MEMS 起源可追溯至 20 世纪 50 年代,硅的压阻效应被发现后,学者们开始了对硅传感器的研究。然而,MEMS 产业真正发展始于 20 世纪 80 年代,前后经历了 3 次产业化浪潮。20 世纪 80 年代至 90 年代:1983 Honeywell 利用大型刻蚀硅片结构和背蚀刻膜片制作了集成压力传感器,将机械结构与电路集成在一个芯片内。80 年代末至 90 年代,汽车行业的快速发展,汽车电子应用如安全气囊、制动压力、轮胎压力监测系统等需求增长,巨大利润空间驱使欧洲、日本和美国的企业大量生产 MEMS,推动了 MEMS 行业发展的第一次浪潮。20 世纪 90 年代末至 21 世纪初:本阶段早期,喷墨打印头和微光学器件的巨大需求促进了 MEMS 行业的发展。而 2007 年后,消费电子产品对 MEMS 的强劲需求,手机、小家电、电子游戏、远程控制、移动互联网设备等消费电子产品要求体积更小且功耗更低的 MEMS 相关器件,对 MEMS 产品需求更大,掀起了 MEMS 行业发展的第二次产业化浪潮,并将持续推动 MEMS 行业向前发展。2010 年至今:产品应用的扩展,使 MEMS 行业呈现新的趋势。MEMS 产品逐步应用于物联网、可穿戴设备等新领域,应用场景日益丰富,正渐渐覆盖人类生活的各个维度。此外,MEMS 是当前移动终端创新的方向,新的设备形态(如可穿戴设备)需要更加微型化的器件和更为便捷的交互方式。然而,物联网、可穿戴设备应用助推 MEMS 第三次产业化浪潮的同时,行业仍然面临来自产品规格、功率消耗、产品整合以及成本等方面的压力,MEMS 产品及相关技术亟待持续改进,以满足更小、更低能耗、更高性能的需求。


  国内传感器企业的主要布局区域

  长三角区域以上海、无锡、南京为中心。逐渐形成包括热敏、磁敏、图像、称重、光电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套。

  珠三角区域以深圳中心城市为主。由附近中小城市的外资企业组成以热敏、磁敏、超声波、称重为主的传感器产业体系。

  东北地区以沈阳、长春、哈尔滨为主。主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器。

  京津区域主要以高校为主。从事新型传感器的研发,在某些领域填补国内空白。北京已建立微米/纳米国家重点实验室。

  中部地区以郑州、武汉、太原为主。产学研紧密结合的模式,在PTC/NTC热敏电阻、感应式数字液位传感器和气体传感器等产业方面发展态势良好。

 

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