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ca88MEMS传感器发展现状及在自动驾驶汽车中的应用

发布日期:2021-10-08 16:49

  6月10日,在南京举办的世界半导体大会《汽车半导体创新协作论坛》上,华东光电集成器件研究所副所长展明浩带来主题为《MEMS传感器发展现状及在自动驾驶汽车中的应用》的报道。

  我的介绍分为四个方面:传感器简介;MEMS传感器发展以及现状;MEMS传感器在自动驾驶汽车中的应用;本单位MEMS传感器的产业情况。

  一、传感器简介:分为传感器概念、传感器发展历程和MEMS传感器概念。传感器概念。通俗讲就是检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息转换成为电信号或其他所需形式的信息输出,包括转换元件、条理电路、敏感元件。

  从17世纪发展温度计开始发展经历了三个阶段:结构型传感器、固体型传感器、MEMS传感器,它是兼容的MEMS技术。随着集成电路工艺的不断完善,传感器工艺技术实现微型化和集成化、智能化。

  MEMS传感器:采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。特点是体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化,易于集成和实现智能化的特点。IC和MEMS结合新型的传感器。右图可以看到以前的传感器是机械加工的方法,现在用集成电路技术,光刻、刻蚀等技术发展MEMS传感器。

  发展里程碑。第一个是MEMS压力传感器诞生—体硅各向异性化学腐蚀工艺。1970年Waggener提出电化学自停止腐蚀技术,获得精确控制KOH腐蚀体硅的工艺,所以体硅工艺在这一年诞生了。IBM实验室的Kurt Peterson利用电化学自停止腐蚀技术制作了硅基压力传感器,1974年,压力传感器最早成功的MEMS商业化产品。

  第二个是MEMS惯性传感器诞生—平面牺牲层工艺。1988年Berkley利用牺牲层工艺制作了首个静电驱动马达;1989年制作了平面横向静电驱动器;1992年Draper实验室报道了首款微机陀螺;1993年ADI加速度计量产CMOS-MEMS工艺。

  第三个是光MEMS器件—平面牺牲层工艺。1987年德州仪器发布DLP芯片问世;1997年实现民用化。

  第四个是深硅刻蚀工艺—1994年。德国BOSCH公司发明DRIE技术,便于形成高深宽比、高垂直度结构,颠覆未来MEMS工艺技术的发展方向。

  进入21世纪以来MEMS技术以超高速创新发展诞生了很多新型传感器。这是惯性、光MEMS、生物治疗MEMS、射频MEMS等等。

  国家发展改革委、中央网信办等11部委联合印发的智能汽车行业发展顶层设计和国家级战略。

  MEMS传感器在自动驾驶领域中的应用—这是中国智能车联网技术路线级的无人驾驶。

  无人驾驶发展路线。未来的自动驾驶联合自主化和网联化形式,两种技术互为补充形成自动驾驶的能力。这是无人驾驶交叉多技术、产业融合技术。

  感知是智能驾驶的前提。外界环境的高灵敏度感知技术是汽车自动驾驶基础关键技术之一,它是通过安装在智能网联汽车和周边的传感器及网络,实时识别。所以自动驾驶汽车都布满了传感器。

  惯性测量单元。是所有定位系统中最关键的传感器之一,测量运动、加速度和旋转速度的基本物理量,而且不受天气和其他环境的影响,不受任何干扰。IMU和相关数据融合也是自动驾驶很关键的部分。

  华东光电集成器件研究所是中国高端芯片联盟成员单位,是中国物联网产业联盟副理事长单位,是国家集成电路封测产业链技术创新联盟成员单位,也是国家发改委批复的微电子机械系统(MEMS)联合实验室。

  我们具有一条6英寸MEMS体谷SOI工艺平台,包含硅硅键合、高深宽笔SOI结构刻蚀释放、高深宽比TSV刻蚀与填充,也列了一些产品。

  平台情况。我们有完整的设计平台,里面有系统设计、结构设计、ASIC设计和版图设计。

  MEMS制造平台:有SOI体硅工艺体系、TSV工艺体系、压轴体硅工艺体系。一站式给用户提供定制服务。

  这里是我们单位传感器实现产业化的情况,一是MEMS气体传感器用在家用呼吸机、惯性传感器用在康复医疗,同时也用在自动驾驶汽车上,还有MEMS红外传感器用在额温枪,压力传感器、超声换能器、实现量产的光微镜是用在激光雷达上的。

  微机电系统涉及物理、半导体、化学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多学科;

  随着新技术、新工艺的出现,以MEMS技术为代表的半导体行业,将加速进入发展的快车道;

  MEMS技术在自动驾驶等未来领域发挥着越来越重要的作用,促进自动驾驶早日走向我们的生活;

  5G、自动驾驶、新型智慧城市等国家发展战略促进下,将进一步促进MEMS产业上下游产业链繁荣与发展;

  国内MEMS厂家正逐步走向世界舞台,在性能、市场空间等方面优势愈发明显。

  8月18日,据上海证券报报道,敏芯股份创始人、董事长李刚谈起MEMS传感器表示:“这个行业,一辈子也做不完的,这是中国的一场产业机遇。”同时还表示:“不要担心下游市场(规模),新的需求之多超出想象。”对于MEMS传感器未来的市场需求,李刚表示道:“前段时间,华为养猪的新闻刷屏,你知道养猪也需要用到传感器吗?”李刚感慨,在这样的产业大机遇下,新产品、新应用将层出不穷,进而推动传感器市场规模更快增长。“一个典型的案例就是,由于新冠肺炎疫情,热电堆红外传感器迎来新的应用场景,需求量暴增,也让公众对传感器有了更深入的理解。”据了解,李刚所创立的敏芯股份是国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的上市公司,致力于成为行业领先

  7月27日,国泰君安证券发布关于上海矽睿科技股份有限公司辅导备案情况报告公示。据披露,上海矽睿科技股份有限公司(以下简称“矽睿科技”)拟首次公开发行股票并上市,并聘请国泰君安证券作为其首次公开发行股票的辅导机构。矽睿科技专注于MEMS传感器及智能应用方案业务。通过对麦歌恩、驭芯科技、安森美半导体MEMS事业部等境内外相关行业股权或资产的并购及整合,现已形成六轴IMU、加速度计、磁传感器、压力传感器、智能传感器、光传感器、磁性开关和编码器、传感器模组等丰富的产品线,并具备为客户定制相应的智能应用方案和服务的能力。矽睿科技产品下游应用广泛,横跨消费电子、汽车电子、类工业市场等。截至本公示出具日,上海联和及其控制的信息投资和新微技术合计

  供应商矽睿科技开启了上市征程 /

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