精英分享：MEMS智能传感器应用前景

作者：邵乐峰

游戏平台Wii和智能手机iPhone 引起的市场风潮大举带动MEMS技术、产品及应用的发展。根据iSuppli最新报告显示，MEMS市场在2010年持续成长，预计将会缔造15亿美元的 市场；而2014年更将大幅成长至30亿美元以上，消费电子和移动应用将成为MEMS市场的主力。日前，意法半导体(ST)产品部门副总裁，兼MEMS、 传感器和高性能模拟器件产品部总经理Benedetto Vigna就相关热点话题接受了《电子工程专辑》的专访。

作为当下最为流行的OS，Android开发商正在试图通过不断向智能手机中添加传感器，从而为消费者带来更多杀手级应用。贵公司如何看待未来MEMS在智能手机中的应用前景？是否有相应解决方案支持Android OS以及相应的apps store?

在2003年初，我们的第一批三轴加速度计芯片就下线了。我认为，在2012年后，基本上每部手机都会有一个加速度计芯片；而在2013年后，75%以上在售手机都会配置陀螺仪。

意法半导体斥巨资研制这种产品只有一个目标：成为无可争议的市场领袖。从2008年起，我们始终是手机和消费市场中最大的MEMS芯片供应商。

手机是一个非常好的分布式基础设备，随着传感器的加入，手机将会形成世界上分布最广的无线传感器网络，这个产业的上下游企业都将是受益者，传感器将负责采集外部世界的数据，不同的应用系统将挖掘利用传感器送来的数据。

虽然我们是一个硬件MEMS供应商，但是通过与实力雄厚的软件厂商合作，特别是中国的合作伙伴紧密合作，我们能够提供应用层的软件解决方案。也正因为我们在软件方面的积极开拓，意法半导体能够支持Android操作系统以及其它的主流手机操作系统。

向 所有的移动设备，例如手机、PC、上网本中内置MEMS传感器已经成为趋势，但在另一种所谓的定点无线传感器网络(fixed-location wireless sensor networks)中使用MEMS目前也非常流行。贵公司对该市场的发展作何评价？有无相应产品和方案？

内 置传感器的手机已经逐渐形成了一个强大的无线传感器网络，但是目前使用这个覆盖面广泛的传感器网络的应用还不是很多。同时，定点无线传感器网络的市场还是 很小。然而，我认为物联网将会推动定点无线传感器网络的推广应用。智能传感器是实现物联网概念的关键技术，是连接冰冷的电子虚拟世界与充满活力和热情的人 类世界的桥梁。

以意法半导体的专利智能传感器iNEMO为例，它整合了多个传感器(包括加速度计、陀螺仪、地磁计以及压力传感器)、信号处理和低功耗射频数据传输三大功能，一体化解决方案大幅提升了各种应用的功能和性能。

在 这些多传感器产品内，集成传感器可实现自主和自动系统，监测特定的条件，并根据监测结果执行相对应的操作，使用者不需要或只需稍微的介入即可。此外，‘智 能传感器’结合MEMS器件与整合处理性能，能独立运作主要处理器之外的传感器相关算法，有助于降低整体的系统功耗，对电池消耗极快的手持设备尤其重要。

能否设想未来会将众多内置MEMS传感器的智能手机连接起来，组成基于智能手机的无线传感器网络(smartphone-based wireless sensor network)，并产生基于此网络的相关应用？

我坚信传感器在手机内的普及率将越来越高。我还相信，客户寻找的是一站式MEMS供应商，这正是我们制定提供加速度计、陀螺仪、罗盘、高度表和话筒的产品这一策略的真正原因。利用手机传感器可以开发出很多很多应用，绝对超乎想象。

MEMS未来将在消费类电子和手机应用上寻获更多的机遇。您认为下一代MEMS器件还将集成哪些新的功能？继而产生哪些新的应用？

我 们需要最大限度缩减产品尺寸，内嵌更多新增功能，降低功耗，同时还不能影响产品的分辨率、精确度和稳定性。意法半导体前几个季度发布的Cristallo 加速度计、三轴数字陀螺仪和地磁模块是一些很好的范例。我们的计划是提高传感器的数据处理能力，以便在手机上实现智能传感器集线器。

至 于谈到新的应用，我可以举两个例子。在医疗保健领域，我们与Debiotech公司合作开发的胰岛素注射泵能够精确的模拟胰岛腺分泌过程，向人体持续输入 胰岛素，同时还能检测注射泵可能发生的故障，为病患提供更深一层的保护。基于MEMS的Jewel注射泵相比现有的解决方案，成本更低，而可靠性和精确度 却大大提高。

ST的MEMS压力传感器还是另一项创新应用的核心技术：能够24小时检测和观察眼压变化的智能隐形眼镜。作为与Sensimed的合作开发成果，这个辅助诊断工具有助于专家提早发现青光眼，更能通过同步治疗的方法来配合患者的内部生理时钟，实现最佳治疗效果。

ST是否打算在未来将MEMS传感器和音频功放、无线接口、电源管理等模拟技术集成到单一的ASSP或ASIC里面？

我 们根据客户的需求集成不同的功能。以Cristallo为例，这款最新的超低功耗加速度计已集成一个智能电源管理系统和一个存储器，能够降低目标应用的总 体系统功耗。这是一个大型半导体公司做MEMS业务的优势所在，因为ST拥有超宽的产品线，涉及多种应用领域，因而我们拥有各种不同的模块，能够根据应用 需求迅速整合这些模块。

在MEMS采购的环节中，客户最在意哪些因素？ST如何向客户提供更丰富、更完整的技术支持和服务？

意 法半导体为世界不同地区和不同市场的客户提供针对性的服务，目前，我们主要定位于消费市场，但是，我们还通过建立长期的业务合作关系，为汽车、医疗和工业 市场的客户提供服务。每个客户都有其独特的需求和要求。我们能够做的是倾听客户的意见，借此指导我们的产品开发方向和市场活动，始终牢记于心：时间是核 心；客户、人才和产品是企业的三大重要支柱。

您认为ST在MEMS市场取得成功的关键因素有哪些？

我们在市场上的成功和取得的领导地位归功于四大因素：

1. 通过在技术支持、产品交付和产品质量过程中精益求精而赢得的客户信任。

2. 机动灵活的产品开发。我们不断推动市场，提供创新产品，而竞争对手、包括新崛起的企业，无法跟上我们步伐。

3. 及时的产能投资。在2005年，MEMS市场还不存在，我们几乎没有接到任何订单。但是，因为我们看好这个市场，前瞻性地建立了世界第一座8英寸MEMS制造厂，产品开发、制造能力与市场预测共同协作，才开创出目前极富活力和创新性的市场格局。[!--empirenews.page--]

4. 人才和创新力。研发小组愿意领导市场，及时满足客户需求，他们满怀激情，百折不挠，思维灵活，我认为，这是意法半导体的最大财富。

整 个团队都深刻理解上述四大成功要素，它们已经成为我们的DNA。我们每天都在反复强调这四个要素的重要作用。俗话说，“创业容易守业难”，我们经过几年的 不懈努力成为MEMS的领先者，但面对来自竞争对手的压力，我们始终保持着危机意识，充满激情地保持这一领域的“无可争议的市场领袖”地位。