- 基于MEMS技术的加速度传感器分析与应用

硬盘防跌落保护功能

由于大量数据存储的需求，目前除笔记本电脑外，内置硬盘在手机、数码相机、PMP、DV等产品中也大量普及。而便携式设备时常有跌落而造成数据损失的危险。三轴加速度传感器的应用可使这些设备中的数据免受伤害。

加速度传感器可感测到重力加速度，在跌落时，微控器会发出指令要求读写头从敏感的盘片上移开以避免落地时对其可能造成的划伤，使硬盘在三轴方向上获得自由落体保护。

位置服务的辅助导航（LBS）

在GPS广泛普及的今天，其技术也暴露出一些缺陷。GPS设备主要通过接收器对卫星信号的接收来实现定位和路线指示，而其在信号不好的地方，例如高层建筑之间、地下室、隧道、桥梁等，并不能实现100%的可靠性，很难进行准确定位。另外，电池式的GPS设备也往往消耗大量的电力。

DR（Dead Reckoning）采用惯性定位方式可有效弥补GPS的不足，与之形成互补。DR系统会掌握行车的距离和转动偏移的方向来计算相对位置，因此加速度传感器、陀螺仪和磁力计可被用来建立一套运动量测单元来实现这一功能。MEMS设备的低功耗也可有效节省电力。

计步器

人们越来越关注自己的身体健康，各种辅助设备也被广泛应用。计步器能够用来测量用户行走的距离和速度，以确定其消耗的能量。计步器中的输出是垂直于平面运动的一组周期性信号，其被安置于鞋中并可与其他设备进行无线通讯。目前计步器已成为PND设备的一项重要功能，MP3播放器和多媒体手机也开始整合此项功能。

天气预报和高度计

压力传感器能让GPS设备或手持设备判断使用者所在的高度，并具有天气预报的功能。当用户拨打紧急电话时，GPS和压力感测器将能自动传送出用户在某建筑物中的位置和楼层高度。

数码相机/摄像机防抖功能

数码相机和摄像机的防抖功能可消除用户按快门瞬间的抖动对成像的影响，目前手机中普遍加入照相功能，这意味着陀螺仪在此市场具有极大的发展潜力。压电振动式陀螺仪被广泛应用于数码相机和摄像机的防抖模块，MEMS陀螺仪具有减少空间维度和降低功耗的功能优势，能同时量测pitch和roll轴的角加速度，也很容易与其它的运动感测器集成在一起。

MEMS的新兴应用领域

消费电子市场的新型应用甚将“MEMS的消费性浪潮”进一步推至“MEMS狂潮”。除了以上介绍的产品，MEMS技术还为其他许多创新性应用提供了广阔空间。MEMS必须专注于客户的需求，迎合微型化和多感测器丛集的设计趋势。ST在MEMS技术方面将继续其小型化的目标，另一方面，技术平台的改良和产品路线图的调整也是公司的重点。此外，让客户定制化及标准化的封装能实现多传感器的融合（如HLGA与一般的LGA封装能完全兼容）等也是ST十分关注的领域。

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是许多公司和研究机构积极开发的另一块市场。WSN曾广泛用于军事、安防和科学监测等领域，目前也逐步走向民用，例如在汽车电子中的胎压检测系统实际上就是一个简单的五节点WSN，其中传感器的设计包含了MEMS压力传感器和加速度开关。

WSN由于还存在一些技术性的障碍，能否实现商业化量产还是未知数；但无论如何，厂商和产业界都能从为消费产品市场小型低功耗MEMS传感器产品的研发实践中获得收益。

Motes指由传感器、接收器、控制器、电池和天线等组成的无线传感器模组，主要用以测量物理量的改变，如压力、温度、热量、气流、受力、振动、加速度、撞击、扭力、湿度、应变力和影像等。该概念也正逐渐走向商业化。

有许多应用可以用到无线传感器模组，例如家居自动化、工业控制、安全监控、建筑工程、农业、环境监控等；目前由于市场对安全性、娱乐性、便利性和效率等的要求，以及一些政府和机构的强制性要求，给无线传感器模组的普及带来了机遇，同时也给MEMS供应商带来了挑战，因为其需要有将不同技术整合到单一模组化格式中的能力。ST正是考虑到这方面的需求，投资先进的八英寸晶圆厂，为Motes的量产建立生产制程平台。

无线传感器模组中传感器的选用也要依据具体情况。传感器并不一定要采用MEMS技术，有些应用中选用已发展较长时间的传统感测器也许会更合适。无线传感器模组的潜在市场很大，当技术上的瓶颈被克服，其将成为人们日常生活中的一部分。

结论

MEMS技术正在逐步走向民用和消费类市场，我们正处于“MEMS狂潮”的开端，ST将以其完善的生产基础、高效的执行能力、对消费电子市场的深入了解，以及先进而稳定的生产研发技术平台作为此次新浪潮的重要推动者。ST认为，以压力传感器、加速度传感器为代表的MEMS技术将在未来的产品中扮演越来越重要的角色，并带来席卷整个业界的威力；WSN可带来无穷无尽的创新应用，在攻克技术难关后必将进一步推动MEMS的创新革命。