MEMS传感器的应用-关于士兰微MEMS传感器的作用与体现

MEMS传感器

MEMS传感器即(ji)微机电(dian)系统（Microelectro Mechanical Systems），是在微电(dian)子技术(shu)基础上(shang)发展起(qi)来的(de)多学科交叉的(de)前(qian)沿(yan)研究领域(yu)。经过四十多年的(de)发展，已成为世(shi)界(jie)瞩目的(de)重大科技领域(yu)之一。它涉及电(dian)子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医(yi)学等(deng)多种学科与技术(shu)，具有(you)广阔的(de)应(ying)用(yong)前(qian)景。

MEMS传感器的应用

1、应用于医疗(liao)

MEMS传感器应用于(yu)无创胎心检(jian)测，检(jian)测胎儿心率是一项技术性(xing)很强(qiang)的(de)(de)工作(zuo)，由于(yu)胎儿心率很快，在(zai)每分钟(zhong)l20～160次之间，用传统的(de)(de)听诊器甚(shen)至(zhi)只有放大(da)作(zuo)用的(de)(de)超声多(duo)普(pu)勒(le)仪(yi)，用人(ren)工计数很难测量准确。而具(ju)有数字显示功(gong)能的(de)(de)超声多(duo)普(pu)勒(le)胎心监(jian)护仪(yi)，价格昂贵，仅为少数大(da)医(yi)院使用，在(zai)中、小型医(yi)院及广大(da)的(de)(de)农村地(di)区无法普(pu)及。

2、应用在(zai)汽车电子

MEMS压(ya)(ya)力传感(gan)器主要应用(yong)(yong)在测量气(qi)囊压(ya)(ya)力、燃油压(ya)(ya)力、发动机(ji)机(ji)油压(ya)(ya)力、进气(qi)管道压(ya)(ya)力及轮胎压(ya)(ya)力。这种传感(gan)器用(yong)(yong)单晶硅作材料，以(yi)采(cai)用(yong)(yong)MEMS技术在材料中间制作成力敏(min)膜片，然后在膜片上扩散(san)杂质形(xing)成四只应变(bian)电阻(zu)(zu)，再以(yi)惠斯顿电桥方式将应变(bian)电阻(zu)(zu)连接成电路，来获得(de)高灵敏(min)度(du)。

3、应(ying)用于运动追踪系统

在运(yun)动员(yuan)的(de)日常训练(lian)中，MEMS传感器可(ke)以用(yong)来(lai)进行(xing)(xing)3D人体(ti)运(yun)动测量，对每一(yi)个动作(zuo)进行(xing)(xing)记(ji)录(lu)，教(jiao)练(lian)们(men)对结(jie)果分析，反复比较(jiao)，以便提(ti)高运(yun)动员(yuan)的(de)成(cheng)绩。随着MEMS技(ji)术的(de)进一(yi)步(bu)发展，MEMS传感器的(de)价格也会随着降低，这(zhei)在大众健(jian)身房(fang)中也可(ke)以广(guang)泛应用(yong)。

在(zai)滑(hua)雪方(fang)面，3D运动(dong)追踪中的(de)(de)压力传感(gan)器(qi)、加速度传感(gan)器(qi)、陀螺仪以(yi)(yi)(yi)及GPS可以(yi)(yi)(yi)让使用者(zhe)获得(de)极(ji)精确的(de)(de)观察(cha)能力，除了(le)可提(ti)供滑(hua)雪板(ban)的(de)(de)移动(dong)数(shu)据(ju)外，还(hai)可以(yi)(yi)(yi)记录使用者(zhe)的(de)(de)位置(zhi)和距(ju)离(li)。在(zai)冲(chong)浪(lang)方(fang)面也(ye)是如(ru)此，安(an)装在(zai)冲(chong)浪(lang)板(ban)上(shang)的(de)(de)3D运动(dong)追踪，可以(yi)(yi)(yi)记录海浪(lang)高度、速度、冲(chong)浪(lang)时间、浆板(ban)距(ju)离(li)、水(shui)温以(yi)(yi)(yi)及消耗的(de)(de)热量等信息。

4、应用在手机(ji)拍照(zhao)领域

在MEMS Drive出现之前(qian)，手(shou)机(ji)摄像(xiang)头主要由音(yin)圈马达移动镜头组(zu)的(de)方式实现防(fang)(fang)抖(简称镜头防(fang)(fang)抖技术(shu))，受到很大的(de)局(ju)限。而另一个(ge)在市场上(shang)较高(gao)端(duan)的(de)防(fang)(fang)抖技术(shu)：多轴防(fang)(fang)抖，则是利用移动图像(xiang)传感器(Image Sensor)补偿抖动，但(dan)由于这个(ge)技术(shu)体积庞大、耗电量超出手(shou)机(ji)载(zai)荷，一直无法在手(shou)机(ji)上(shang)应用。

士兰微MEMS传感器的作用及应用体现

今(jin)天的(de)手机，已(yi)经替(ti)代了我(wo)们大量的(de)肢体功(gong)能(neng)(neng)，越(yue)来(lai)越(yue)能(neng)(neng)理解我(wo)们的(de)大脑(nao)意图，那大家(jia)有没想过，手机这些检测、定(ding)位和感知功(gong)能(neng)(neng)是怎(zen)么实现的(de)呢？

这些(xie)都需要(yao)用到一个东西，微(wei)机电系统（MEMS），iPhone就采用了(le)多(duo)个MEMS传感(gan)器，而且使用的数(shu)量在不(bu)断(duan)增多(duo)。

例如(ru)，iPhone5采用(yong)了(le)4个(ge)MEMS传感器，iPhone 6 Plus就用(yong)了(le)9个(ge)，预计高端智(zhi)能(neng)手(shou)机将(jiang)采用(yong)上10个(ge)MEMS器件，以实(shi)现多(duo)模通信、智(zhi)能(neng)识别(bie)、导航/定位等功能(neng)。

前五大(da)龙头，博世（Bosch）、意(yi)法半导体(ti)（STM）、德州仪(yi)器（TI）、惠普（HP）和楼氏（Knowles），2014年合计(ji)占据了31%的市场(chang)份额。

尤其是(shi)高端的生物传(chuan)感(gan)器、化学(xue)传(chuan)感(gan)器、陀螺仪(yi)等领(ling)域，基本上目前还是(shi)大哥们的天下(xia)。

我(wo)国(guo)的强项，主要集中(zhong)在低(di)端(duan)的加(jia)速度(du)计(ji)、压力(li)传感器等领域，个别好手比如(ru)瑞升科技(ji)、歌尔(er)股(gu)份(fen)，在声学传感器领域也算跻(ji)身顶尖。

但(dan)整体上(shang)来说(shuo)，中(zhong)国的(de)MEMS传感器行业，中(zhong)高端(duan)进(jin)口(kou)比(bi)例高达 80%，传感器芯(xin)片(pian)进(jin)口(kou)比(bi)例高达 90%。天空中(zhong)仍是雾霭笼(long)罩，辨别不清方向，点(dian)点(dian)星光里，一匹黑(hei)马(ma)跑了出来。

士兰微MEMS传感器的作用及应用体现（一）

士兰(lan)微（600460），当今中国(guo)最好的MEMS传感器公司(si)之一。创(chuang)始人陈(chen)向东，1982年(nian)毕(bi)业于复旦大学物理电子半导体专业，1997年(nian)在台商资(zi)本的支持(chi)下创(chuang)办了这个(ge)公司(si)，2001年(nian)趁着行业低谷(gu)开(kai)始进入芯片代(dai)工业务。

从性(xing)能(neng)指(zhi)标来说，它的超(chao)高(gao)(gao)可靠性(xing)、超(chao)高(gao)(gao)精度(du)、超(chao)低功(gong)耗，支持永不断线（always-on）等，完(wan)全可以跟(gen)博世(shi)、意法半导体等巨头抗衡。产(chan)品(pin)(pin)出来之后，士(shi)(shi)兰微迅速铺(pu)开渠道，针对智能(neng)遥控(kong)(kong)器(qi)(qi)、四轴飞行(xing)器(qi)(qi)、智能(neng)平衡车、VR-Box等产(chan)品(pin)(pin)的需求，提供了(le)一(yi)系列(lie)相应的运动控(kong)(kong)制算法软件包。还(hai)有空气压力(li)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、红外接(jie)近传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)等MEMS系列(lie)产(chan)品(pin)(pin)，士(shi)(shi)兰微也在快马(ma)加鞭的开发中。可以说，在MEMS传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)这个领(ling)域，士(shi)(shi)兰微已经做(zuo)得足够优(you)秀，但(dan)(dan)更优(you)秀的是，士(shi)(shi)兰微不但(dan)(dan)自(zi)己(ji)能(neng)设计(ji)，还(hai)能(neng)自(zi)己(ji)封(feng)装制造！

这是(shi)很(hen)要(yao)命的(de)，相当(dang)于(yu)说(shuo)，你掌(zhang)握了封(feng)测(ce)的(de)能力，将(jiang)在MEMS成本控制上(shang)获得很(hen)强(qiang)的(de)优势(shi)，再加上(shang)产品(pin)技(ji)术有特点(dian)，那就通杀四方了。举个例(li)子来说(shuo)，今(jin)年(nian)上(shang)半年(nian)，国内封(feng)测(ce)前三(san)的(de)长(zhang)电科(ke)技(ji)、华天(tian)科(ke)技(ji)、通富微电，毛利(li)率分别(bie)为11.37%、19.24%、15.45%，过得苦哈哈的(de)。

而士兰微(wei)呢(ni)，集(ji)成(cheng)电(dian)路板块营(ying)收4.95亿，占比(bi)38.45%，营(ying)收同(tong)比(bi)增(zeng)长17.54%，毛利率28.72%。

士兰微MEMS传感器的作用及应用体现（二）

然在(zai)(zai)MEMS传(chuan)感器(qi)领(ling)域(yu)已经略有成绩(ji)，在(zai)(zai)半(ban)导体(ti)代工领(ling)域(yu)也(ye)是玩了多(duo)少年(nian)，但你猜士兰微最大块(kuai)的业务是什么呢？

竟(jing)然(ran)是分(fen)立器(qi)件。

在扬杰科技的(de)文章中，我(wo)们已经给大家分析过(guo)功(gong)率(lv)器件(jian)的(de)光明前景，今年(nian)上半年(nian)杨杰半导体器件(jian)营收(shou)5.8亿，同比(bi)(bi)增长22.1%，毛利(li)率(lv)33.31%，业绩还(hai)是(shi)相当(dang)不(bu)错的(de)。和(he)杨杰比(bi)(bi)，士兰微也不(bu)落下(xia)风，上半年(nian)分立器件(jian)业务(wu)营收(shou)5.18亿，占比(bi)(bi)40.24%，同比(bi)(bi)增长17.54%，毛利(li)率(lv)达到31.3%。何(he)止不(bu)落下(xia)风，简直是(shi)半斤八两，打成了平手呢。

下(xia)半年(nian)，士兰(lan)(lan)微(wei)将完成高压集成电路、超结MOSFET、IGBT 等工艺(yi)平台的导入(ru)和量产爬坡(po)，正准备大(da)干快上。之所以如此雄心(xin)勃勃，那(nei)(nei)是因为腰杆(gan)硬了(le)呀。2016年(nian)2月，士兰(lan)(lan)微(wei)投建了(le)一条(tiao)8寸生产线，项目总投资额为10亿元，其中(zhong)(zhong)国(guo)家半导体(ti)大(da)基金就投了(le)6亿。被大(da)基金相中(zhong)(zhong)了(le)，那(nei)(nei)就是进入(ru)国(guo)家队(dui)名单了(le)，还怕(pa)什么？

目前，士兰微的6寸线产(chan)能已经提升(sheng)至20万片/月，8寸线已经进入试(shi)产(chan)阶(jie)段，据IC insights数据，在全(quan)球(qiu)中(zhong)等(deng)尺寸（芯片尺寸小(xiao)于(yu)等(deng)于(yu)150 mm）芯片生产(chan)企业(ye)中(zhong)，士兰微已经能够(gou)排到第五(wu)位(wei)。

士兰微MEMS传感器的作用及应用体现（三）

士(shi)兰微还(hai)做LED（发光(guang)二级(ji)管(guan)）产(chan)品，前几年，为了(le)扶植LED产(chan)业(ye)发展，各地(di)政(zheng)府对LED芯(xin)片制造企业(ye)采购MOVCD进(jin)行(xing)高(gao)额(e)补贴(tie)，于是资(zi)本蜂拥而(er)入，士(shi)兰微头脑发热也进(jin)去了(le)。

上半年(nian)士兰微产(chan)销情况分(fen)析表

11月17日，士兰(lan)微(wei)的定(ding)增方案获得(de)证监会核准，目标募(mu)资(zi)不超过8亿(yi)元，用(yong)于年产能8.9亿(yi)只MEMS传感器(qi)项目扩建，其(qi)中包(bao)括MEMS传感器(qi)制造扩产，封装(zhuang)、测试能力提升。

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