革命性创新催生多领域采纳MEMS技术

2008-05-19 16:10:56来源: 电子工程专辑

  微机电系统(MEMS)为采用它的所有行业都带来了革命性变化,参加前不久于圣地亚哥举行的MEMS经理人大会的与会者一致如此认为。例如,MEMS加速器极大强化了汽车安全气囊的安全性;同样,任天堂Wii基于运动的控制器已改变了游戏的玩法;而苹果的iPhone也为手机设立了新范本。现在,在手机设计中正在迅速采用MEMS芯片(结合能操控它们的智能软件),其速度之快堪比照相机进入手机的速度,从而催生出一类新的受消费者喜爱的电子设备。

  “我预计到2010年,将有100亿块MEMS芯片用在手机中。”Fullpower Technologies公司主席Philippe Kahn在其于MEMS经理人大会上面对150名代表所做的主旨演讲中表示。“Wii和iPhone只是开端。借助MEMS加速器实现的运动感知不久将支持全部功能,例如晃动一下手机接可接听来电:没有按键、不用手指,仅凭简单自然的动作。”

  Kahn发明了照相机手机,他出资成立了Borland Software、Starfish Software(1998年被摩托罗拉收购)以及Lightsurf(2005年被VeriSign收购)。Kahn最新创建的公司是Fullpower Technologies,该公司为尝试利用MEMS加速器、接近传感器、环境光检测器、压力传感器、磁力计(指南针)、全球定位系统(GPS)芯片、以及用于测量心跳速率、血葡萄糖及其它健康参数的MEMS压力和流速传感器的消费产品设计师,提供一种多任务优先级抢占(preemptive priority)的操作环境。

  “大家都有过这样的经历:为实现想要的功能,需要一个菜单接一个菜单地找;若能通过摇晃或倾斜手机就能得到所需的功能,必定会把用户体验提升至新的高度。”Microvision产品管理总监Russell Hannigan表示。Microvision生产一款投影仪显示芯片,它使手机能将图像投影到墙上。

  法国Yole Development公司的创办人兼总经理Jean-Christophe Eloy也是与会者,他表示2006年全球MEMS市场约为70亿美元,预计到2011年将增长到110亿美元以上。2007年大约付运了4亿块MEMS芯片,约占全球整个代工市场的5%。

  “我们认为,整个MEMS市场在2016年将达到200亿美元,其年增长率为13%,其中70%来自半导体公司。”Eloy表示,“风险投资也大量投向MEMS,在2006年,MEMS公司共拿到4.43亿美元投资,其中12家公司得到的资金超过1,500万美元。”

  目前,大部分付运的MEMS芯片为喷墨打印机头、压力传感器和加速器,但初创公司和老牌半导体公司向其它新型MEMS传感器的进军也在加速。例如,眼下只有4家公司生产MEMS麦克风,它们分别是:美国的Akustica和Knowles Acoustics、丹麦的Sonion MEMS A/S及新加坡的MEMS Technology Bhd。但全球的半导体制造商正蜂拥向这一领域。

  

  图:MEMS得到了Philippe Kahn的支持。Kahn是照相机手机的发明者,Borland Software、Starfish Software、Lightsurf、以及Fullpower Technologies公司的创始者。

  “据我们所知,已有20多家公司正在开发MEMS麦克风。我们估计出货量将从2006年的1,200万只上升到2011年的3亿只。”Eloy表示,“例如,为满足这些需求,欧姆龙已从IBM公司买下一条8英寸生产线用于制造其自己的MEMS麦克风,并计划在2008年开始供货。”

  Eloy介绍,其它种类MEMS芯片的情况也一样。例如,胎压传感器最初主要是由欧洲的英飞凌和美国的GE Novasensor开发,但现在,全球有15家公司在开发TPMS,Eloy透露。

  新MEMS器件种类也是层出不穷。例如,过去Discera、Vectron International和SiTime这3家美国公司是仅有的MEMS时序芯片制造商,致力于在1-125MHz频段替代晶体振荡器。但现在,Silicon Clocks(美国)和其它一些公司正在设计更高频率的RF MEMS器件。Yole估计,RF MEMS市场将在2011年飙升至4亿美元。

  “到2008年,我们预计还会见到其它类型的新MEMS器件,例如用于耳机的微型喇叭及专门的电池替代芯片。”Eloy表示。

  在MEMS经理人大会上描述的其它新类型MEMS器件包括:Qualcomm MEMS Technologies推出的干涉仪调制器(iMoD)显示器,它与LCD一样亮, 但无需背光、且功耗很低。iMoD显示器置于一个内嵌法布里-珀罗标准具的光学共振腔上,共振腔由一个薄膜栈和一个可形变反射膜组成。入射光被从顶部共振腔的薄膜栈及底部反射膜反射出去,从而允许相移波长有选择地加强特定色彩,因此,不需要像处理从LCD发射的光那样要采用滤光器和偏光器,就能实现光的强化。

  比方糖还小的相机模块

  在这次会议上还描述了一款为手机研制的MEMS照相机模块,它包括了一般尺寸照相机所具有的诸如变焦和自动对焦等全部功能,但体积只有一款方糖的几分之一。该MEMS照相机模块由美国初创公司Siimpel制造,它利用微型MEMS调节器来实现光学自动对焦和变焦,没有使用任何外部移动部件。

  “我们在急速扩张生产能力,以便能够为手机照相机模块每月生产30万个器件。”Siimpel的创办人Roman Gutierrez透露。

  Siimpel有5,000平方英尺的Class 100无尘厂房、以及10,000平方英尺的Class 10,000装配车间。

  除初创公司外,诸如通用电气(GE)等老牌公司也在急速扩张其MEMS制造能力。例如,GE声称其内部的MEMS业务业已达到10亿美元,且正在开发更多新的MEMS器件,GE的MEMS、微结构和纳米技术全球产品经理Brian Wirth表示。

  “GE的全球研发中心正在开发几种新MEMS器件,包括:一款用于化学和生物分析的MEMS Raman显微分光计;一个用于生命科学和安全研究的微流体识别系统;一个用于气流控制的MEMS微型真空管;还有一个电容超声波转换器。”Wirth指出。

关键字:MEMS器件  共振腔  相机模块  微流体  Akustica  VeriSign  Si

编辑:孙树宾 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/MEMS/2008/0519/article_163.html
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