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高速發(fā)展的電子及其制造技術(shù)使微機電系統（Micro-Electro-Mechanical-SySTems ，MEMS）迅速普及。其實(shí)基于MEMS技術(shù)的加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀等已經(jīng)有30余年的應用歷史，但由于技術(shù)和成本等多方面的原因，這些技術(shù)主要應用于工業(yè)、軍事、汽車(chē)制造、儀器儀表，及醫療等領(lǐng)域，而未進(jìn)入消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)。目前的情況則已大幅改觀(guān)，MEMS技術(shù)已不像幾十年前那樣貴如珠寶，低成本、小尺寸、低功耗、高性能的MEMS傳感器產(chǎn)品已掀起新的設計和消費浪潮。 基于MEMS技術(shù)的多軸加速度傳感器目前主要應用于游戲機和手機、硬盤(pán)防跌落保護、便攜式設備的健身計步測量，以及數碼相機/攝相機的防抖等。除此之外，用于測量熱效應、光強度及壓力等物理量的物理傳感器（Physical Sensor）也是未來(lái)的重點(diǎn)之一。 ST一直致力于MEMS技術(shù)的廣泛應用和進(jìn)行新產(chǎn)品與新技術(shù)的開(kāi)發(fā)方面的投入。其率先投資建立了先進(jìn)的八英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)推動(dòng)互補的合作伙伴關(guān)系。ST的目標是MEMS產(chǎn)品在消費領(lǐng)域的普及和量產(chǎn)，成為該技術(shù)消費性浪潮的推手。 1. MEMS概述 微機電系統指通過(guò)硅晶圓微加工技術(shù)制造的三維機械電子結構，60年代時(shí)開(kāi)始在半導體廠(chǎng)中出現。人們的日常生活中經(jīng)常能見(jiàn)到MEMS技術(shù)的物理傳感器，用來(lái)感測加速度、角速度、壓力和聲壓等。 汽車(chē)電子是目前發(fā)展迅速的市場(chǎng)，MEMS技術(shù)在其中隨處可見(jiàn)。例如汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制和安全氣囊等所有的主動(dòng)和被動(dòng)式安全系統中，都使用加速度或偏移率（Yaw Rate）傳感器來(lái)保護乘客的生命安全；為降低油耗，壓力傳感器也應用在引擎歧管（Engine Manifolds）和汽油管（Fuel Lines）中。 MEMS技術(shù)在活躍的消費電子市場(chǎng)掀起了產(chǎn)品設計創(chuàng )新的高潮。對于消費性市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，微機電產(chǎn)品通常會(huì )是在技術(shù)與經(jīng)濟考慮下的最佳解決方案，而且提供了微型化和高級程度的未來(lái)發(fā)展藍圖。最成功的應用之一就是加速度傳感器在任天堂的Wii和Sony的PS3游戲機中帶來(lái)的全新操控體驗。過(guò)去加速度傳感器只被用于汽車(chē)中的主動(dòng)及被動(dòng)式安全系統當中，一些安全法規的要求是其在汽車(chē)電子中應用的驅動(dòng)力之一。今天，“感測及簡(jiǎn)化”已成為MEMS在消費產(chǎn)品市場(chǎng)的價(jià)值定位所在，掃除使用者和電子設備這個(gè)復雜世界之間的所有隔閡也是設計大師Naoto Fukusawa-san的夢(mèng)想。此外，三軸加速度傳感器也可用來(lái)設計硬盤(pán)放跌落裝置，保護數據的安全；便攜式設備的UI操控也可以通過(guò)它來(lái)實(shí)現更人性化的功能。 MEMS元件與芯片中的CMOS相同，利用半導體晶圓廠(chǎng)來(lái)生產(chǎn)制造。但不同之處是，MEMS元件不僅僅是電子產(chǎn)品，還結合了許多機械結構，如連硅質(zhì)彈簧（Spring）、電極（Electrode）、薄板（Membrane）和懸臂梁（Cantilever）等可移動(dòng)的機構。此外，硅微加工元件經(jīng)常會(huì )與傳統石英或壓電式產(chǎn)品存在價(jià)格、尺寸及效能上出現競爭。 加速度計和陀螺儀等運動(dòng)感測器將移動(dòng)偵測的能力帶到硅組件當中。 這類(lèi)組件在汽車(chē)市場(chǎng)的應用會(huì )持續增加，一些法案的要求正是其中的驅動(dòng)力之一；在消費性市場(chǎng)中的應用也將會(huì )大幅提高，其增長(cháng)率會(huì )十分快速。 多軸加速度計過(guò)去只被用于汽車(chē)中的主動(dòng)及被動(dòng)式安全系統當中，但現在已更廣泛被用于筆記型電腦、硬盤(pán)機、手機和游戲控制器中。 除了汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制系統外，偏移率感測器（陀螺儀）也用于改善數位相機和攝影機的影像穩定性。 此外，運動(dòng)感測器和磁力計可望整合為運動(dòng)量測單元，共同為手持設備提供個(gè)人化導航功能，進(jìn)而讓電信業(yè)者所提供的位置型服務(wù)（LBS）能夠落實(shí)。 業(yè)界預測加速度傳感器和陀螺儀等運動(dòng)傳感器在消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)中的應用將持續增加，且增長(cháng)會(huì )十分迅速。 多軸加速度傳感器給硅組件帶來(lái)運動(dòng)探測能力，目前被廣泛用于硬盤(pán)驅動(dòng)器、手持設備、筆記本電腦、手機、游戲機等設備中。陀螺儀也被用于數碼相機和攝像機中，為其防抖動(dòng)功能提供支持。此外，運動(dòng)傳感器和磁力計可望整合為運動(dòng)傳感單元，共同為手持設備提供個(gè)人化導航功能，進(jìn)而為電信運營(yíng)商所提供的定位類(lèi)服務(wù)（LBS）提供平臺。 微型壓力傳感器曾在汽車(chē)中大量應用，主要集中在胎壓偵測等；此外，醫療器械也是其主要市場(chǎng)之一。目前隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步使開(kāi)發(fā)成本逐漸降低和尺寸更加輕薄，微型壓力傳感器預計將很快被消費類(lèi)市場(chǎng)接受，并用于無(wú)線(xiàn)通訊等新領(lǐng)域。 手機和筆記本電腦由于尺寸的限制，使用表面貼裝技術(shù)（SMT）的傳統駐極體電容式邁克風(fēng)的時(shí)用受到限制，因此基于MEMS技術(shù)的電容式硅晶邁克風(fēng)將在該市場(chǎng)迅速普及。 加速度傳感器、陀螺儀、壓力傳感器等多種元件的集成將是未來(lái)的必然趨勢。MEMS產(chǎn)品供應商需要基于客戶(hù)的需求，開(kāi)發(fā)能將多種傳感器整合在一起的通用技術(shù)平臺。THELMA和VENSENS即為ST推出的兩款用于傳感器整合的技術(shù)平臺。ST的MEMS產(chǎn)品制造和研發(fā)都在先進(jìn)的八英寸MEMS晶圓廠(chǎng)中進(jìn)行，能使上市時(shí)間縮短，迅速滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。此外，該公司還在積極開(kāi)發(fā)多軸陀螺儀、壓力傳感器和電容式硅晶邁克風(fēng)等，也積極與其它公司合作推出具有市場(chǎng)潛力或滿(mǎn)足客戶(hù)要求的傳感器產(chǎn)品。 2. 物理傳感器的微加工技術(shù) 由于硅晶體具有極佳的電特性、機械特性和熱量特性，故已成為MEMS制造中最受歡迎的一種材料。MEMS傳感器一般通過(guò)與芯片基本制程技術(shù)相同的所謂的微加工（Micro-Machining）制程技術(shù)來(lái)加工和制造。然而，石英、玻璃、塑料和陶瓷等其他材料也可用于微加工或微成形。例如石英和陶瓷就常被用于晶振（CrySTal Resonator）和柯氏力型陀螺儀中。 硅晶體除了具有優(yōu)越物理特性，其引人注目的另一個(gè)原因是產(chǎn)業(yè)結構方面的考慮。全球微電子產(chǎn)業(yè)已投入龐大的資金并積累大量專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗來(lái)建構一個(gè)穩固的產(chǎn)業(yè)基礎結構。制造商可把用于硅芯片生產(chǎn)而開(kāi)發(fā)的成熟制造技術(shù)來(lái)生產(chǎn)MEMS元件，并利用硅晶圓同時(shí)生產(chǎn)數千個(gè)微加工組件。巨大的經(jīng)濟規模曾經(jīng)是讓電子產(chǎn)業(yè)成功的重要條件，現在MEMS正可以從這種方式中復制成功的技術(shù)和經(jīng)驗，來(lái)設計和大量制造硅材質(zhì)的微電子組件，同時(shí)還可致力于電晶體尺寸的進(jìn)一步縮小。另外，晶圓的制程序要極其嚴格的程序和流程來(lái)管理，因此與其他制程方式相比較，設計可重復性和生產(chǎn)良品率更高。 硅的物理特性很奇特。其材質(zhì)較脆，但不容易產(chǎn)生塑料性形變；它可以鋼鐵更堅硬，但重量只有其三分之一。由于材料的這些特性，其與集成電路整合設計后，由MEMS機構中的振膜或懸梁臂等移動(dòng)結構所產(chǎn)生的電信號即可提供該傳感器的測量物理量或控制能力。 MEMS目前被廣泛使用主要原因是極小的尺寸、極高的可靠性和低功耗特性，相比其它較大體積的競爭產(chǎn)品能做到更快和更精確的操作。另一方面，對于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，尤其是在價(jià)格為主導的消費性的領(lǐng)域，成本上的考慮更是不能被忽視的。 目前MEMS元件的尺寸還屬于微米級，采用較早期的6英寸晶圓廠(chǎng)即可生產(chǎn)制造；但隨著(zhù)消費市場(chǎng)對相關(guān)應用需求的迅速增長(cháng)以及價(jià)格方面的壓力，未來(lái)幾年中，預計許多廠(chǎng)商將會(huì )移轉到8英寸生產(chǎn)線(xiàn)中。ST早已實(shí)現了向8英寸生產(chǎn)線(xiàn)的轉移，在技術(shù)和成本兩方面極佳的競爭優(yōu)勢使公司在市場(chǎng)中占據了主動(dòng)。 目前許多微加工制程都衍生自基本的IC制造技術(shù)，如光刻（Photolithography）、材料沉積（Material Deposition）、反應離子（Reactive Ion）和化學(xué)刻蝕（Chemical Etching）等。僅管目前越來(lái)越多的組件的制造正在向CMOS制程整合，但由于具體情況的不同，仍需要針對不同的應用做不同的考慮。 例如MEMS元件微加工的尺度大約在數十到數百微米之間，與芯片電路仍有差距；因此濕式蝕刻、生成或電鍍薄膜、晶圓堆疊、導通孔（Vias）及干式蝕刻等是今日常見(jiàn)的微加工制造程序。特別應當提到的是，MEMS組件還會(huì )用到金或玻璃介質(zhì)（Glass Frit）等材料，而這些在CMOS制程中是完全禁止的。 為實(shí)現差異化的競爭優(yōu)勢，MEMS供應商近幾十年來(lái)依據自身和設備的特點(diǎn)，以及所擅長(cháng)的制程步驟，都紛紛開(kāi)發(fā)出適合自己產(chǎn)品的專(zhuān)有微加工制程技術(shù)。 各廠(chǎng)商的專(zhuān)有制程可大致分為兩大類(lèi)：體型微加工和表面型微加工。體型微加工通過(guò)基板的移除來(lái)形成希望做到的結構，是一種“減法制程”。適用于來(lái)設計較厚的結構，設計者可以自由地決定需求的基板厚度，不過(guò)微加工結構的形狀會(huì )受到硅基板的結晶面構造的限制。與之相對的表面型微加工則屬于“加法制程”，主要流程是根據具體需求通過(guò)不同的工序將不同材料層的個(gè)別區域移除或留下，基板層則維持原樣不動(dòng)。因為材料層薄膜（Film）在基板上能生成或沉積的厚度有限，該技術(shù)開(kāi)始只限于約2微米的薄型組件，但目前新的晶圓黏合（Wafer Bonding）技術(shù)有助于設計出較厚的元件。利用這些光刻技術(shù)，原本非常復雜且高度創(chuàng )新的機械性結構也能變得相對簡(jiǎn)單許多。 3. THELMA和VENSENS微加工制程 ST目前在進(jìn)行量產(chǎn)的微加工制程有THELMA和VENSENSE兩種，均屬于體型和表面型微加工技術(shù)的混合性制造技術(shù)。 THELMA全稱(chēng)為T(mén)hick Epitaxial Layer for Microgyroscopes and Accelerometers，主要適用于加速度傳感器、陀螺儀及邁克風(fēng)等高效能和低成本的運動(dòng)傳感器。THELMA制程從標準的硅晶圓開(kāi)始，其上會(huì )有第一層做為隔離的氧化物層（約2微米）。接著(zhù)會(huì )沈積一層互連用的多晶硅層，以及第二犧牲氧化層（約2微米）；再在這層中負責作為固定機構的支持端及移動(dòng)機構的固定端（Anchor）的個(gè)別點(diǎn)上進(jìn)行蝕刻，以產(chǎn)生孔洞。隨后一個(gè)較厚的壘晶層（約15微米）會(huì )在其上生成，再以一片光罩來(lái)對這一層進(jìn)行蝕刻，以產(chǎn)生兼具移動(dòng)和固定單元的結構。 最后，這一結構下方的犧牲氧化層會(huì )以等向性蝕刻（Isotropic Etching）方式被去除，以使移動(dòng)單元成形。為降低或消除由濕度或空氣密度變異而產(chǎn)生的效應，進(jìn)而影響此元件的共振頻率，此結構附近的開(kāi)放空間充滿(mǎn)了空氣，通常是干燥的氮氣。第二片晶圓會(huì )緊接著(zhù)被黏合到第一片之上，以保護微小的機構在進(jìn)行射出成形（Injection Molding）程序時(shí)施以的高壓下也不會(huì )受到破壞。 表一 CMOS、體型、表面型、THELMA、VENSENS微加工制程的比較 VENSENSE為Venice Process for Sensor的縮寫(xiě)，可實(shí)現非常小型化的壓力傳感器。其也由一片標準硅晶圓開(kāi)始，其結果與采用體型微加工的晶圓黏結制程的結果頗為相似，專(zhuān)屬的干式和濕式硅蝕刻混合步驟可以生成單晶硅層，并在其上形成一層厚度小于3微米的犧牲層，結構層的厚度可以達到20微米。但與體型微加工相比，VENSENSE能制出更薄、更小和機械性能更穩定的芯片；此外，孔隙的密合并不需要任何晶圓與晶圓間的黏結，因此密合連結的可靠性更高。 由于單晶硅具有極佳的電子特性，通過(guò)布植（Implantation）或擴散（Diffusion）等制程可以將穩定可靠的電阻整合進(jìn)結構層中。接著(zhù)這些電阻會(huì )和一個(gè)鋁質(zhì)金屬層相連，實(shí)現惠斯通電橋（WheatSTone Bridge）的四個(gè)分支。此金屬層接著(zhù)被標準的絕緣體，如Silicon-Oxynitrid等，所覆蓋，以提供對外部腐蝕性藥劑的保護能力。因電橋具有極佳的單晶硅層壓阻特性，因此對壓力的改變相當敏感。 4. 消費電子市場(chǎng)中的運動(dòng)傳感器 消費電子市場(chǎng)有其自身的特點(diǎn)，消費產(chǎn)品需要實(shí)現低價(jià)、低功耗、低電壓、小型化。MEMS產(chǎn)品供應商必須要提高新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，同時(shí)還要維持與汽車(chē)電子相同的可靠性。 加速度傳感器陀螺儀已被廣泛用于汽車(chē)和醫療器械市場(chǎng)，例如汽車(chē)的主動(dòng)或被動(dòng)式安全系統和心律調整器等。消費市場(chǎng)的制造手段與汽車(chē)電子市場(chǎng)一般采用的大、厚且昂貴的陶瓷等封裝技術(shù)不同，其比較偏好可表面貼裝的封裝方式，以及小、薄和低成本的解決方案。例如ST于2002年發(fā)布的全模造塑料封裝（Full Molded PLGA）目前被業(yè)界廣泛使用而成為一項制程標準。憑借該技術(shù)，ST只用了不到3年的時(shí)間即將其3軸加速度傳感器系列產(chǎn)品從100立方毫米微型化到10立方毫米的封裝尺度。 汽車(chē)用傳感器不通過(guò)電池來(lái)供電，因此功耗并不是技術(shù)難點(diǎn)，而較高的抗震性能十分重要。此外更廣的溫度范圍和更高的產(chǎn)品可信度也是汽車(chē)產(chǎn)品市場(chǎng)的基本要求。而針對消費市場(chǎng)，功耗和電壓則成為重點(diǎn)之一。目前消費產(chǎn)品的供電電壓已降到1.8 V，電流必須小于1.0 mA。 因為手持設備沒(méi)有固定的框架作為參考，而用戶(hù)希望各個(gè)方向上的動(dòng)作都能被加速度傳感器探測并實(shí)現相應的功能，因此目前多軸傳感器方案為消費性市場(chǎng)的主流。 模擬式輸出的傳感器方案也逐漸被數字式產(chǎn)品所取代，因為數字式方案使產(chǎn)品整合更容易，軟件開(kāi)發(fā)更快速。此外，增加中斷功能的引腳位能簡(jiǎn)化最終產(chǎn)品的整合，也是客戶(hù)的需求之一。針對這些需求，ST開(kāi)發(fā)了二軸、三軸、模擬與數字式加速度傳感器以適應不同的應用。ST還提供參考設計和評估套件，及專(zhuān)用開(kāi)發(fā)軟件工具。 單芯片單封裝的單體式（Monolithic）和雙芯片單封裝混合式（Hybrid）是市場(chǎng)上的兩種主要解決方案。多芯片單封裝的解決方案不僅具有最佳的成本效益，還提供了快速量產(chǎn)所需要的模塊化和彈性化方面的要求，對消費性市場(chǎng)十分重要。然而，由于實(shí)際系統在成本、上市時(shí)間等方面的要求，采用最合適的方案才是明智的辦法。目前將感測單元和接口電路整合在一起是可行的，但并不一定是最佳解決方案。有時(shí)采用標準CMOS技術(shù)來(lái)制造復雜的控制電路反而更能滿(mǎn)足功能和成本兩方面的需求。 ST推出的加速度傳感器和陀螺儀采用兩顆芯片單一封裝的系統級封裝（SiP）方案。兩顆芯片中，一顆通過(guò)THELMA微加工技術(shù)制造而成，對慣性或柯氏力很敏感；另一顆可以是模擬或數字控制芯片，用并排或堆疊的方式來(lái)與THELMA加工成的機械性組件封裝在一起。 在SiP構架中，微加工傳感器器芯片將加速度轉換為差分電容改變量，另一顆接口芯片將微小的電容改變量（atto-farad范圍）轉換成模擬或數字格式的輸出信號。 SiP的方法可加速多軸陀螺儀等新式運動(dòng)傳感器的開(kāi)發(fā)。由于ST采用類(lèi)似LEGO（樂(lè )高）玩具式的模塊化設計，陀螺儀的機械和電子模塊可使用與已量產(chǎn)的多軸加速度傳感器相同的技術(shù)平臺，設計人員可對多軸加速度傳感器中已驗證的功能模塊進(jìn)行復用（Re-Use），以加快研發(fā)的速度，并實(shí)現較低的開(kāi)發(fā)成本。此外，得利于Land Grid Array封裝配置實(shí)現的彈性，ST可迅速將其芯片中的任意兩個(gè)模塊整合為最終產(chǎn)品，甚至包括接腳的調整。 5. 消費電子市場(chǎng)中的壓力傳感器 壓力傳感器的傳統應用為壓力和氣流等物理量的測量，主要場(chǎng)合為工業(yè)、汽車(chē)和醫學(xué)等�；贛EMS技術(shù)的壓力傳感器可用于測量電阻或電容變化量等物理值。其加工制造主要采用前文提到的體型加工或表面型加工，或兩者的混合方式。壓力傳感器材料一般為硅半導體，標準的硅基板或更昂貴的絕緣層上覆硅（Silicon-On-Insulator, SOI）基板同樣被用來(lái)作為起始層材料。 壓力傳感器可分為電阻式和電容式兩種，并分別對應不同的加工制程。體型微加工技術(shù)是電阻式壓力傳感器較佳的選擇；而電容式壓力傳感器一般比較適合采用表面型微加工技術(shù)制造。 電阻式的工作原理利用了硅晶的壓阻特性，將微小的振膜應力轉變?yōu)槲⑿〉碾娮柚底兞�，電容式壓力傳感器則使用兩個(gè)平行板，一個(gè)固定，另一個(gè)則是以垂直于芯片平面的方向移動(dòng)的薄振膜。當出現移動(dòng)時(shí)，這兩板之間會(huì )出現極小的電容值變化，并產(chǎn)生輸出。輸出的電阻或電壓值會(huì )傳送給接口電路，并轉變?yōu)殡妷褐�。與運動(dòng)傳感器的作法相同，接口電路可以以芯片或封裝造型來(lái)實(shí)現整合。采用SiP結構可提供較大的設計彈性，并加快產(chǎn)品上市的速度。 廠(chǎng)家的定制化的制程目前是MEMS微加工技術(shù)的主流，而并未出現所謂的理想制程。但無(wú)論市場(chǎng)上存在多少不同的半導體晶圓廠(chǎng)和制程，消費類(lèi)產(chǎn)品的關(guān)鍵是一直是價(jià)格、尺寸和性能之間的取舍。這種情況造成了目前只有少數的廠(chǎng)商能為消費性市場(chǎng)提供可行的解決方案的現象。例如在標準的體型微加工解決方案中，封裝部分往往是成本中的主要部分，而通過(guò)VENSENS技術(shù)可制造出尺寸僅為0.8mm x 0.8 mm，厚度約0.3 mm的低成本小型化全硅晶式（Full Silicon）壓力傳感器，其優(yōu)勢就在于使性能與封裝方式無(wú)關(guān)，掃清了進(jìn)入成本主導的消費產(chǎn)品的障礙。ST最近發(fā)布的最新HLGA（Holed Land Grid Array）封裝專(zhuān)利技術(shù)，可使其壓力傳感器的生產(chǎn)復用（Re-Use）運動(dòng)傳感器既有生產(chǎn)工具，讓消費者能獲得更小和更薄的封裝。 6.運動(dòng)與壓力傳感器的消費性應用類(lèi)型
MEMS技術(shù)的傳感器給帶來(lái)了電子產(chǎn)品用戶(hù)操作感受的變革。傳統手機屏幕上的頁(yè)面滾動(dòng)和放大縮小等都需要用戶(hù)通過(guò)按鍵或轉輪等來(lái)完成，而且機身的小型化造成了有限的顯示尺寸和功能，以及“小按鍵大手指”等的尷尬現象。結合了MEMS加速度傳感器的設備則可省略這些零件實(shí)體，實(shí)現創(chuàng )新的界面元素。傳感器可通過(guò)用戶(hù)的動(dòng)作判斷其意圖，用戶(hù)可能只需要簡(jiǎn)單地傾斜手中設備，就能瀏覽電子書(shū)或移動(dòng)地圖，使各種復雜的操作變得十分簡(jiǎn)便。
任天堂的Wii是市場(chǎng)中最成功的一個(gè)使用案例。多軸加速度傳感器的應用使用戶(hù)的真實(shí)動(dòng)作變成了手持設備的鼠標功能，系統通過(guò)判斷其動(dòng)作和姿態(tài)即可實(shí)現對游戲中虛擬環(huán)境和人物的操作。符合人性的界面使游戲變得更加吸引人，這對于所有目標用戶(hù)為年輕人的公司來(lái)說(shuō)十分關(guān)鍵。
從鍵盤(pán)轉向鼠標是操作方式上的一次進(jìn)步，也使鼠標成為目前電腦及周邊設備上最常見(jiàn)的操作接口。鼠標一般帶有2"3個(gè)按鍵，用以輸入指令，以及作為與電腦系統連結的通訊接口；用戶(hù)手持鼠標在二維平面上的動(dòng)作被用來(lái)控制光標或指針在圖形化界面中的位置，并執行特定的動(dòng)作。慣性傳感器的出現為鼠標操作帶來(lái)了新的革命。 在鼠標中內置加速度傳感器可使系統監測用戶(hù)的三維控制動(dòng)作，并把相關(guān)數據發(fā)送給電腦操作系統；如整合陀螺儀則更能強化設備的功能和可用性。同時(shí)，該技術(shù)對于要求低功耗的無(wú)線(xiàn)解決方案也十分適合。
由于大量數據存儲的需求，目前除筆記本電腦外，內置硬盤(pán)在手機、數碼相機、PMP、DV等產(chǎn)品中也大量普及。而便攜式設備時(shí)常有跌落而造成數據損失的危險。三軸加速度傳感器的應用可使這些設備中的數據免受傷害。 加速度傳感器可感測到重力加速度，在跌落時(shí)，微控器會(huì )發(fā)出指令要求讀寫(xiě)頭從敏感的盤(pán)片上移開(kāi)以避免落地時(shí)對其可能造成的劃傷，使硬盤(pán)在三軸方向上獲得自由落體保護。
在GPS廣泛普及的今天，其技術(shù)也暴露出一些缺陷。GPS設備主要通過(guò)接收器對衛星信號的接收來(lái)實(shí)現定位和路線(xiàn)指示，而其在信號不好的地方，例如高層建筑之間、地下室、隧道、橋梁等，并不能實(shí)現100%的可靠性，很難進(jìn)行準確定位。另外，電池式的GPS設備也往往消耗大量的電力。 DR（Dead Reckoning）采用慣性定位方式可有效彌補GPS的不足，與之形成互補。DR系統會(huì )掌握行車(chē)的距離和轉動(dòng)偏移的方向來(lái)計算相對位置，因此加速度傳感器、陀螺儀和磁力計可被用來(lái)建立一套運動(dòng)量測單元來(lái)實(shí)現這一功能。MEMS設備的低功耗也可有效節省電力。
人們越來(lái)越關(guān)注自己的身體健康，各種輔助設備也被廣泛應用。計步器能夠用來(lái)測量用戶(hù)行走的距離和速度，以確定其消耗的能量。計步器中的輸出是垂直于平面運動(dòng)的一組周期性信號，其被安置于鞋中并可與其他設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。目前計步器已成為PND設備的一項重要功能，MP3播放器和多媒體手機也開(kāi)始整合此項功能。
壓力傳感器能讓GPS設備或手持設備判斷使用者所在的高度，并具有天氣預報的功能。當用戶(hù)撥打緊急電話(huà)時(shí)，GPS和壓力感測器將能自動(dòng)傳送出用戶(hù)在某建筑物中的位置和樓層高度。
數碼相機和攝像機的防抖功能可消除用戶(hù)按快門(mén)瞬間的抖動(dòng)對成像的影響，目前手機中普遍加入照相功能，這意味著(zhù)陀螺儀在此市場(chǎng)具有極大的發(fā)展潛力。壓電振動(dòng)式陀螺儀被廣泛應用于數碼相機和攝像機的防抖模塊，MEMS陀螺儀具有減少空間維度和降低功耗的功能優(yōu)勢，能同時(shí)量測pitch和roll軸的角加速度，也很容易與其它的運動(dòng)感測器集成在一起。 MEMS的新興應用領(lǐng)域 消費電子市場(chǎng)的新型應用甚將“MEMS的消費性浪潮”進(jìn)一步推至“MEMS狂潮”。除了以上介紹的產(chǎn)品，MEMS技術(shù)還為其他許多創(chuàng )新性應用提供了廣闊空間。MEMS必須專(zhuān)注于客戶(hù)的需求，迎合微型化和多感測器叢集的設計趨勢。ST在MEMS技術(shù)方面將繼續其小型化的目標，另一方面，技術(shù)平臺的改良和產(chǎn)品路線(xiàn)圖的調整也是公司的重點(diǎn)。此外，讓客戶(hù)定制化及標準化的封裝能實(shí)現多傳感器的融合（如HLGA與一般的LGA封裝能完全兼容）等也是ST十分關(guān)注的領(lǐng)域。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（Wireless Sensor Network，WSN）是許多公司和研究機構積極開(kāi)發(fā)的另一塊市場(chǎng)。WSN曾廣泛用于軍事、安防和科學(xué)監測等領(lǐng)域，目前也逐步走向民用，例如在汽車(chē)電子中的胎壓檢測系統實(shí)際上就是一個(gè)簡(jiǎn)單的五節點(diǎn)WSN，其中傳感器的設計包含了MEMS壓力傳感器和加速度開(kāi)關(guān)。 WSN由于還存在一些技術(shù)性的障礙，能否實(shí)現商業(yè)化量產(chǎn)還是未知數；但無(wú)論如何，廠(chǎng)商和產(chǎn)業(yè)界都能從為消費產(chǎn)品市場(chǎng)小型低功耗MEMS傳感器產(chǎn)品的研發(fā)實(shí)踐中獲得收益。 Motes指由傳感器、接收器、控制器、電池和天線(xiàn)等組成的無(wú)線(xiàn)傳感器模組，主要用以測量物理量的改變，如壓力、溫度、熱量、氣流、受力、振動(dòng)、加速度、撞擊、扭力、濕度、應變力和影像等。該概念也正逐漸走向商業(yè)化。 有許多應用可以用到無(wú)線(xiàn)傳感器模組，例如家居自動(dòng)化、工業(yè)控制、安全監控、建筑工程、農業(yè)、環(huán)境監控等；目前由于市場(chǎng)對安全性、娛樂(lè )性、便利性和效率等的要求，以及一些政府和機構的強制性要求，給無(wú)線(xiàn)傳感器模組的普及帶來(lái)了機遇，同時(shí)也給MEMS供應商帶來(lái)了挑戰，因為其需要有將不同技術(shù)整合到單一模組化格式中的能力。ST正是考慮到這方面的需求，投資先進(jìn)的八英寸晶圓廠(chǎng)，為Motes的量產(chǎn)建立生產(chǎn)制程平臺。 無(wú)線(xiàn)傳感器模組中傳感器的選用也要依據具體情況。傳感器并不一定要采用MEMS技術(shù)，有些應用中選用已發(fā)展較長(cháng)時(shí)間的傳統感測器也許會(huì )更合適。無(wú)線(xiàn)傳感器模組的潛在市場(chǎng)很大，當技術(shù)上的瓶頸被克服，其將成為人們日常生活中的一部分。 結論 MEMS技術(shù)正在逐步走向民用和消費類(lèi)市場(chǎng)，我們正處于“MEMS狂潮”的開(kāi)端，ST將以其完善的生產(chǎn)基礎、高效的執行能力、對消費電子市場(chǎng)的深入了解，以及先進(jìn)而穩定的生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)平臺作為此次新浪潮的重要推動(dòng)者。ST認為，以壓力傳感器、加速度傳感器為代表的MEMS技術(shù)將在未來(lái)的產(chǎn)品中扮演越來(lái)越重要的角色，并帶來(lái)席卷整個(gè)業(yè)界的威力；WSN可帶來(lái)無(wú)窮無(wú)盡的創(chuàng )新應用，在攻克技術(shù)難關(guān)后必將進(jìn)一步推動(dòng)MEMS的創(chuàng )新革命。 |
