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MEMS將如何改變工業(yè)市場?

2020-11-12 09:03 半導(dǎo)體行業(yè)觀察

導(dǎo)讀:?因為智能手機的推動,MEMS傳感器在過去幾年里高速發(fā)展。

據(jù)知名調(diào)研機構(gòu)YoleDéveloppement預(yù)測,從2019年到2025年間,全球MEMS的收益將保持7.4%的CAGR,市場規(guī)模也將從115億美元增長至177億美元。

2019年到2025年間的MEMS應(yīng)用細(xì)分市場走勢預(yù)測

報告進一步指出,消費電子依然是MEMS的最大應(yīng)用市場,這在未來也不會改變。但他們強調(diào),包括汽車、工業(yè)和醫(yī)療在內(nèi)的多個場景對MEMS的需求會漸增加。作為MEMS領(lǐng)域當(dāng)之無愧的巨頭,在統(tǒng)治了消費市場以后,ST公司開始加快公司MEMS傳感器在這些領(lǐng)域的布局,當(dāng)中的工業(yè)市場是他們一個很重要的目標(biāo)。

MEMS傳感器將改變工業(yè)市場?

在日前接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察等媒體采訪的時候,STMEMS傳感器亞太區(qū)市場經(jīng)理息志強告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者,他們之所以看好MEMS傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,這與當(dāng)前市場正在大力發(fā)展工業(yè)4.0等概念有重要的關(guān)系。

息志強舉例說道,現(xiàn)在的機器設(shè)備都裝了很多的電機。為了確保設(shè)備正常運行,那就給這些電機的監(jiān)測帶來挑戰(zhàn)。從他的介紹我們得知,在過往,維護人員是通過對設(shè)備巡檢,甚至停機檢查來確保相關(guān)設(shè)備的正常工作。但這樣的工作方式一方面帶來了巨大的維護成本,同時還影響了工廠效率。

“而在將MEMS傳感器引入到工業(yè)市場之后,這個問題就迎刃而解”,息志強告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者。他表示,前面談到的設(shè)備檢測,可以通過在設(shè)備上安裝基于ST振動檢測傳感器設(shè)計的產(chǎn)品來解決。

借助這類產(chǎn)品,設(shè)備任何時候的工作狀態(tài)都能被完整記錄下來,而維護人員也可以隨時獲悉設(shè)備的工作狀態(tài)。更重要的一點,基于這些傳感器收集的數(shù)據(jù),開發(fā)者能夠在系統(tǒng)中加入相關(guān)的處理功能,幫助開發(fā)者更好地對設(shè)備進行預(yù)測性維護和早期故障檢測。這不但節(jié)省了成本,同時還保證了生產(chǎn)的效率。

從ST的相關(guān)資料我們可以看到,除了上述應(yīng)用外,他們還把工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)設(shè)備、機器人、自動化和無人機、節(jié)能和運動激活功能、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和運動追蹤、天線和平臺指向、找平和穩(wěn)定、光學(xué)圖像和鏡頭穩(wěn)定、防篡改智能儀表、精密測斜儀與水準(zhǔn)儀、存在檢測、磁性開關(guān)、可變磁場監(jiān)測、資產(chǎn)和包裹追蹤、監(jiān)測以及沖擊檢測和記錄、建筑物和結(jié)構(gòu)監(jiān)測都看作公司工業(yè)MEMS傳感器所聚焦的市場。

而ST面向這些市場提供的傳感器包括3軸小型加速度計、6軸慣性模塊、磁力計/電子羅盤、氣壓、濕度和溫度傳感器。其中,可擴展模塊最多支持6軸傳感器(3軸加速度計+3軸陀螺儀或3軸磁力計、3軸磁力計、1個壓力或溫度傳感器),并提供驅(qū)動以及ST的Open.MEMS免費、易于使用的軟件庫和STM32開放式開發(fā)環(huán)境。

ST傳感器進軍工業(yè)市場的底氣

在問到ST在工業(yè)傳感器市場有什么優(yōu)勢的時候,息志強告訴記者,這首先體現(xiàn)在公司基于自有工廠而提供的長期穩(wěn)定的MEMS芯片供應(yīng)能力。據(jù)官方介紹,ST的MEMS傳感器有一個10年長期供貨計劃。意思就是公司的工業(yè)級MEMS傳感器自上市之后,將持續(xù)供應(yīng)10年。該項目能確保公司持續(xù)穩(wěn)定地向客戶提供所選部件,這對于那些工業(yè)應(yīng)用并需要產(chǎn)品生命周期長的客戶來說是巨大的利好。

其次,ST的MEMS傳感器在設(shè)計和制造方面都具備極高的魯棒性和性能,在校準(zhǔn)與測試方面也能獲得高精度和高質(zhì)量。

“此外,ST在原有的MEMS傳感器功能基礎(chǔ)上,擴大了溫度范圍,提高了沖擊和振動耐受性,使其滿足工業(yè)應(yīng)用的需求,這也是ST傳感器能在這個市場站穩(wěn)腳跟的另一個原因”,息志強補充說。

除了MEMS傳感器的傳統(tǒng)性能提升以外,ST也為其引入了類似AI等功能,讓MEMS傳感器擁有更多的能力,應(yīng)對即將到來的挑戰(zhàn)。例如在傳感器中集成的有限狀態(tài)機FSM(FiniteStateMachine)模塊,就是他們的一個嘗試。

所謂有限狀態(tài)機,是由一系列的命令和條件組成的邏輯,執(zhí)行器按照這個邏輯和傳感器數(shù)據(jù)生成的周期一步一步執(zhí)行。在實際使用中,只需要進行相應(yīng)的配置,就可以直接輸出特定動作的識別結(jié)果。

息志強表示,有限狀態(tài)機就類似于一個機器學(xué)習(xí)核心,將其應(yīng)用在姿態(tài)識別等場景中,相比MCU,可以節(jié)省算法以及算法帶來的整體功耗。這在一些對功耗有嚴(yán)格要求的環(huán)境中,有很重要的價值。

“在未來,我們除了繼續(xù)提高傳感器的智能程度以外,還將進一步降低傳感器功耗,提升MEMS傳感器的精度和魯棒性,與產(chǎn)業(yè)伙伴攜手,擴大MEMS傳感器在工業(yè)市場的應(yīng)用”,息志強最后說。