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电子元器件传感器时代 | MEMS居然如此的重要

2022-07-20 09:00:00

没有MEMS,你可能就用不上如今的智能手机和其他电子设备!


MEMS如此重要,那什么是MEMS?


说起MEMS,可能大家都没有太多概念,对MEMS的重要性也没有清楚地认识。

我们旋转手机,视频就会跟着转成横屏/竖屏,这是MEMS加速度传感器在工作;我们转动、移动手机,游戏里的人物就会跟着运动,这是MEMS陀螺仪+加速度传感器在工作;我们说Hey Siri……手机就会说我在,这是MEMS麦克风在工作。

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▲图片来自互联网


今天我们所使用的一切智能电子产品,基本都有MEMS的身影。在消费电子领域,5G换机潮使单部手机MEMS传感器数量不断增加;智能家居和可穿戴设备的兴起也有效扩大MEMS传感器的市场空间;汽车电子是MEMS产品的第二大市场,汽车自动化程度提高和政府推出的汽车安全规定也给MEMS传感器的应用带来机遇;智能制造和医疗领域同样存在较大市场机会,其中医用MEMS传感器已成为智慧医疗的核心。


MEMS技术使传感器微型化成为可能,在物联网、可穿戴设备、医疗检测、人工智能等等方面,微型化的传感器都必不可少,难以想象没有MEMS传感器的世界。

用MEMS工艺制造的传感器具有微型化、集成化、可大批量生产等特点,同时,MEMS传感器不仅能够感知被测参数,将其转换成方便度量的信号;而且能对所得到的信号进行分析、处理和识别、判断,因此MEMS也被称为智能传感器。

百度一下,MEMS全称Micro Electromechanical System,微机电系统,有多微?

螨虫你知道么?与MEMS齿轮工艺做出的机械齿轮结构对比相比,螨虫就如同奥特曼的怪兽一般巨大,就是这么“微”。

是不是很不可思议?传统的机械麦克风一般有手指头大,而用MEMS工艺最终做出的麦克风比手指盖还小。

传统ECM麦克风是根据声波产生的空气流动对薄片的冲击,使其产生形变,从而改变电容,使输出电信号的改变,从而反映出入口处的声波频率和幅度的变化。而MEMS麦克风是由MEMS微电容传感器、微集成转换电路、声腔、RF抗干扰电路这几个部分组成的。

MEMS微电容极头包括接收声音的硅振膜和硅背极,硅振膜可以直接接收到音频信号,经过MEMS微电容传感器传输给微集成电路,微集成电路把高阻的音频电信号转换并放大成低阻的电信号,同时经RF抗噪电路滤波,输出与前置电路匹配的电信号,就完成了声电转换。通过对电信号的读取,从而实现对声音的识别。

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▲MEMS麦克风结构图



常州元晶电子科技有限公司(以下简称:元晶电子)生产的新款MEMS硅麦麦克风还具有一定的防水、防尘特性。同时由于其阵列化匹配度好(各个元件间具有良好的稳定性、一致性),因此也被广泛用在智能音箱等设备上组成麦克风阵列。TWS耳机与手机连接时结合先进算法以及云端语音助手则能达成语音增强、声源定位、去混响、声源信号提取(分离)等功能,这就为在复杂环境中识别语音命令提供了可能。


经过多年发展,我国虽已形成了设计、生产制造、封装测试、系统集成的完整产业链条,但产业整体仍然相对落后。然而全球MEMS产业尚未进入成熟期,仍处于第三次发展浪潮中,能否随着这股浪潮将我国MEMS产业带动发展起来,就看我们能否抓住这个机会了。



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