精英分享：MEMS智能傳感器應(yīng)用前景

作者：邵樂峰

游戲平臺(tái)Wii和智能手機(jī)iPhone 引起的市場(chǎng)風(fēng)潮大舉帶動(dòng)MEMS技術(shù)、產(chǎn)品及應(yīng)用的發(fā)展。根據(jù)iSuppli最新報(bào)告顯示，MEMS市場(chǎng)在2010年持續(xù)成長，預(yù)計(jì)將會(huì)締造15億美元的 市場(chǎng)；而2014年更將大幅成長至30億美元以上，消費(fèi)電子和移動(dòng)應(yīng)用將成為MEMS市場(chǎng)的主力。日前，意法半導(dǎo)體(ST)產(chǎn)品部門副總裁，兼MEMS、 傳感器和高性能模擬器件產(chǎn)品部總經(jīng)理Benedetto Vigna就相關(guān)熱點(diǎn)話題接受了《電子工程專輯》的專訪。

作為當(dāng)下最為流行的OS，Android開發(fā)商正在試圖通過不斷向智能手機(jī)中添加傳感器，從而為消費(fèi)者帶來更多殺手級(jí)應(yīng)用。貴公司如何看待未來MEMS在智能手機(jī)中的應(yīng)用前景？是否有相應(yīng)解決方案支持Android OS以及相應(yīng)的apps store?

在2003年初，我們的第一批三軸加速度計(jì)芯片就下線了。我認(rèn)為，在2012年后，基本上每部手機(jī)都會(huì)有一個(gè)加速度計(jì)芯片；而在2013年后，75%以上在售手機(jī)都會(huì)配置陀螺儀。

意法半導(dǎo)體斥巨資研制這種產(chǎn)品只有一個(gè)目標(biāo)：成為無可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)袖。從2008年起，我們始終是手機(jī)和消費(fèi)市場(chǎng)中最大的MEMS芯片供應(yīng)商。

手機(jī)是一個(gè)非常好的分布式基礎(chǔ)設(shè)備，隨著傳感器的加入，手機(jī)將會(huì)形成世界上分布最廣的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)的上下游企業(yè)都將是受益者，傳感器將負(fù)責(zé)采集外部世界的數(shù)據(jù)，不同的應(yīng)用系統(tǒng)將挖掘利用傳感器送來的數(shù)據(jù)。

雖然我們是一個(gè)硬件MEMS供應(yīng)商，但是通過與實(shí)力雄厚的軟件廠商合作，特別是中國的合作伙伴緊密合作，我們能夠提供應(yīng)用層的軟件解決方案。也正因?yàn)槲覀冊(cè)谲浖矫娴姆e極開拓，意法半導(dǎo)體能夠支持Android操作系統(tǒng)以及其它的主流手機(jī)操作系統(tǒng)。

向 所有的移動(dòng)設(shè)備，例如手機(jī)、PC、上網(wǎng)本中內(nèi)置MEMS傳感器已經(jīng)成為趨勢(shì)，但在另一種所謂的定點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(fixed-location wireless sensor networks)中使用MEMS目前也非常流行。貴公司對(duì)該市場(chǎng)的發(fā)展作何評(píng)價(jià)？有無相應(yīng)產(chǎn)品和方案？

內(nèi) 置傳感器的手機(jī)已經(jīng)逐漸形成了一個(gè)強(qiáng)大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，但是目前使用這個(gè)覆蓋面廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還不是很多。同時(shí)，定點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的市場(chǎng)還是 很小。然而，我認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)推動(dòng)定點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用。智能傳感器是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)概念的關(guān)鍵技術(shù)，是連接冰冷的電子虛擬世界與充滿活力和熱情的人 類世界的橋梁。

以意法半導(dǎo)體的專利智能傳感器iNEMO為例，它整合了多個(gè)傳感器(包括加速度計(jì)、陀螺儀、地磁計(jì)以及壓力傳感器)、信號(hào)處理和低功耗射頻數(shù)據(jù)傳輸三大功能，一體化解決方案大幅提升了各種應(yīng)用的功能和性能。

在 這些多傳感器產(chǎn)品內(nèi)，集成傳感器可實(shí)現(xiàn)自主和自動(dòng)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)特定的條件，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的操作，使用者不需要或只需稍微的介入即可。此外，‘智 能傳感器’結(jié)合MEMS器件與整合處理性能，能獨(dú)立運(yùn)作主要處理器之外的傳感器相關(guān)算法，有助于降低整體的系統(tǒng)功耗，對(duì)電池消耗極快的手持設(shè)備尤其重要。

能否設(shè)想未來會(huì)將眾多內(nèi)置MEMS傳感器的智能手機(jī)連接起來，組成基于智能手機(jī)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(smartphone-based wireless sensor network)，并產(chǎn)生基于此網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)應(yīng)用？

我堅(jiān)信傳感器在手機(jī)內(nèi)的普及率將越來越高。我還相信，客戶尋找的是一站式MEMS供應(yīng)商，這正是我們制定提供加速度計(jì)、陀螺儀、羅盤、高度表和話筒的產(chǎn)品這一策略的真正原因。利用手機(jī)傳感器可以開發(fā)出很多很多應(yīng)用，絕對(duì)超乎想象。

MEMS未來將在消費(fèi)類電子和手機(jī)應(yīng)用上尋獲更多的機(jī)遇。您認(rèn)為下一代MEMS器件還將集成哪些新的功能？繼而產(chǎn)生哪些新的應(yīng)用？

我 們需要最大限度縮減產(chǎn)品尺寸，內(nèi)嵌更多新增功能，降低功耗，同時(shí)還不能影響產(chǎn)品的分辨率、精確度和穩(wěn)定性。意法半導(dǎo)體前幾個(gè)季度發(fā)布的Cristallo 加速度計(jì)、三軸數(shù)字陀螺儀和地磁模塊是一些很好的范例。我們的計(jì)劃是提高傳感器的數(shù)據(jù)處理能力，以便在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)智能傳感器集線器。

至 于談到新的應(yīng)用，我可以舉兩個(gè)例子。在醫(yī)療保健領(lǐng)域，我們與Debiotech公司合作開發(fā)的胰島素注射泵能夠精確的模擬胰島腺分泌過程，向人體持續(xù)輸入 胰島素，同時(shí)還能檢測(cè)注射泵可能發(fā)生的故障，為病患提供更深一層的保護(hù)。基于MEMS的Jewel注射泵相比現(xiàn)有的解決方案，成本更低，而可靠性和精確度 卻大大提高。

ST的MEMS壓力傳感器還是另一項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用的核心技術(shù)：能夠24小時(shí)檢測(cè)和觀察眼壓變化的智能隱形眼鏡。作為與Sensimed的合作開發(fā)成果，這個(gè)輔助診斷工具有助于專家提早發(fā)現(xiàn)青光眼，更能通過同步治療的方法來配合患者的內(nèi)部生理時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)最佳治療效果。

ST是否打算在未來將MEMS傳感器和音頻功放、無線接口、電源管理等模擬技術(shù)集成到單一的ASSP或ASIC里面？

我 們根據(jù)客戶的需求集成不同的功能。以Cristallo為例，這款最新的超低功耗加速度計(jì)已集成一個(gè)智能電源管理系統(tǒng)和一個(gè)存儲(chǔ)器，能夠降低目標(biāo)應(yīng)用的總 體系統(tǒng)功耗。這是一個(gè)大型半導(dǎo)體公司做MEMS業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)所在，因?yàn)镾T擁有超寬的產(chǎn)品線，涉及多種應(yīng)用領(lǐng)域，因而我們擁有各種不同的模塊，能夠根據(jù)應(yīng)用 需求迅速整合這些模塊。

在MEMS采購的環(huán)節(jié)中，客戶最在意哪些因素？ST如何向客戶提供更豐富、更完整的技術(shù)支持和服務(wù)？

意 法半導(dǎo)體為世界不同地區(qū)和不同市場(chǎng)的客戶提供針對(duì)性的服務(wù)，目前，我們主要定位于消費(fèi)市場(chǎng)，但是，我們還通過建立長期的業(yè)務(wù)合作關(guān)系，為汽車、醫(yī)療和工業(yè) 市場(chǎng)的客戶提供服務(wù)。每個(gè)客戶都有其獨(dú)特的需求和要求。我們能夠做的是傾聽客戶的意見，借此指導(dǎo)我們的產(chǎn)品開發(fā)方向和市場(chǎng)活動(dòng)，始終牢記于心：時(shí)間是核 心；客戶、人才和產(chǎn)品是企業(yè)的三大重要支柱。

您認(rèn)為ST在MEMS市場(chǎng)取得成功的關(guān)鍵因素有哪些？

我們?cè)谑袌?chǎng)上的成功和取得的領(lǐng)導(dǎo)地位歸功于四大因素：

1. 通過在技術(shù)支持、產(chǎn)品交付和產(chǎn)品質(zhì)量過程中精益求精而贏得的客戶信任。

2. 機(jī)動(dòng)靈活的產(chǎn)品開發(fā)。我們不斷推動(dòng)市場(chǎng)，提供創(chuàng)新產(chǎn)品，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、包括新崛起的企業(yè)，無法跟上我們步伐。

3. 及時(shí)的產(chǎn)能投資。在2005年，MEMS市場(chǎng)還不存在，我們幾乎沒有接到任何訂單。但是，因?yàn)槲覀兛春眠@個(gè)市場(chǎng)，前瞻性地建立了世界第一座8英寸MEMS制造廠，產(chǎn)品開發(fā)、制造能力與市場(chǎng)預(yù)測(cè)共同協(xié)作，才開創(chuàng)出目前極富活力和創(chuàng)新性的市場(chǎng)格局。[!--empirenews.page--]

4. 人才和創(chuàng)新力。研發(fā)小組愿意領(lǐng)導(dǎo)市場(chǎng)，及時(shí)滿足客戶需求，他們滿懷激情，百折不撓，思維靈活，我認(rèn)為，這是意法半導(dǎo)體的最大財(cái)富。

整 個(gè)團(tuán)隊(duì)都深刻理解上述四大成功要素，它們已經(jīng)成為我們的DNA。我們每天都在反復(fù)強(qiáng)調(diào)這四個(gè)要素的重要作用。俗話說，“創(chuàng)業(yè)容易守業(yè)難”，我們經(jīng)過幾年的 不懈努力成為MEMS的領(lǐng)先者，但面對(duì)來自競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的壓力，我們始終保持著危機(jī)意識(shí)，充滿激情地保持這一領(lǐng)域的“無可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)袖”地位。