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传感器即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术,具有广阔的应用前景。
MEMS传感器的应用
1、应用于医疗
MEMS传感器应用于无创胎心检测,检测胎儿心率是一项技术性很强的工作,由于胎儿心率很快,在每分钟l20~160次之间,用传统的听诊器甚至只有放大作用的超声多普勒仪,用人工计数很难测量准确。而具有数字显示功能的超声多普勒胎心监护仪,价格昂贵,仅为少数大医院使用,在中、小型医院及广大的农村地区无法普及。
2、应用在汽车电子
MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料,以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片,然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路,来获得高灵敏度。
3、应用于运动追踪系统
在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量,对每一个动作进行记录,教练们对结果分析,反复比较,以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展,MEMS传感器的价格也会随着降低,这在大众健身房中也可以广泛应用。
在滑雪方面,3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力,除了可提供滑雪板的移动数据外,还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此,安装在冲浪板上的3D运动追踪,可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以及消耗的热量等信息。
4、应用在手机拍照领域
在MEMS Drive出现之前,手机摄像头主要由音圈马达移动镜头组的方式实现防抖(简称镜头防抖技术),受到很大的局限。而另一个在市场上较高端的防抖技术:多轴防抖,则是利用移动图像传感器(Image Sensor)补偿抖动,但由于这个技术体积庞大、耗电量超出手机载荷,一直无法在手机上应用。
士兰微MEMS传感器的作用及应用体现
今天的手机,已经替代了我们大量的肢体功能,越来越能理解我们的大脑意图,那大家有没想过,手机这些检测、定位和感知功能是怎么实现的呢?
这些都需要用到一个东西,微机电系统(MEMS),iPhone就采用了多个MEMS传感器,而且使用的数量在不断增多。
例如,iPhone5采用了4个MEMS传感器,iPhone 6 Plus就用了9个,预计高端智能手机将采用上10个MEMS器件,以实现多模通信、智能识别、导航/定位等功能。
前五大龙头,博世(Bosch)、意法半导体(STM)、德州仪器(TI)、惠普(HP)和楼氏(Knowles),2014年合计占据了31%的市场份额。
尤其是高端的生物传感器、化学传感器、陀螺仪等领域,基本上目前还是大哥们的天下。
我国的强项,主要集中在低端的加速度计、压力传感器等领域,个别好手比如瑞升科技、歌尔股份,在声学传感器领域也算跻身顶尖。
但整体上来说,中国的MEMS传感器行业,中高端进口比例高达 80%,传感器芯片进口比例高达 90%。天空中仍是雾霭笼罩,辨别不清方向,点点星光里,一匹黑马跑了出来。
士兰微MEMS传感器的作用及应用体现(一)
士兰微(600460),当今中国最好的MEMS传感器公司之一。创始人陈向东,1982年毕业于复旦大学物理电子半导体专业,1997年在台商资本的支持下创办了这个公司,2001年趁着行业低谷开始进入芯片代工业务。
从性能指标来说,它的超高可靠性、超高精度、超低功耗,支持永不断线(always-on)等,完全可以跟博世、意法半导体等巨头抗衡。产品出来之后,士兰微迅速铺开渠道,针对智能遥控器、四轴飞行器、智能平衡车、VR-Box等产品的需求,提供了一系列相应的运动控制算法软件包。还有空气压力传感器、红外接近传感器等MEMS系列产品,士兰微也在快马加鞭的开发中。可以说,在MEMS传感器这个领域,士兰微已经做得足够优秀,但更优秀的是,士兰微不但自己能设计,还能自己封装制造!
这是很要命的,相当于说,你掌握了封测的能力,将在MEMS成本控制上获得很强的优势,再加上产品技术有特点,那就通杀四方了。举个例子来说,今年上半年,国内封测前三的长电科技、华天科技、通富微电,毛利率分别为11.37%、19.24%、15.45%,过得苦哈哈的。
而士兰微呢,集成电路板块营收4.95亿,占比38.45%,营收同比增长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MEMS传感器领域已经略有成绩,在半导体代工领域也是玩了多少年,但你猜士兰微最大块的业务是什么呢?
竟然是分立器件。
在扬杰科技的文章中,我们已经给大家分析过功率器件的光明前景,今年上半年杨杰半导体器件营收5.8亿,同比增长22.1%,毛利率33.31%,业绩还是相当不错的。和杨杰比,士兰微也不落下风,上半年分立器件业务营收5.18亿,占比40.24%,同比增长17.54%,毛利率达到31.3%。何止不落下风,简直是半斤八两,打成了平手呢。
下半年,士兰微将完成高压集成电路、超结MOSFET、IGBT 等工艺平台的导入和量产爬坡,正准备大干快上。之所以如此雄心勃勃,那是因为腰杆硬了呀。2016年2月,士兰微投建了一条8寸生产线,项目总投资额为10亿元,其中国家半导体大基金就投了6亿。被大基金相中了,那就是进入国家队名单了,还怕什么?
目前,士兰微的6寸线产能已经提升至20万片/月,8寸线已经进入试产阶段,据IC insights数据,在全球中等尺寸(芯片尺寸小于等于150 mm)芯片生产企业中,士兰微已经能够排到第五位。
士兰微MEMS传感器的作用及应用体现(三)
士兰微还做LED(发光二级管)产品,前几年,为了扶植LED产业发展,各地政府对LED芯片制造企业采购MOVCD进行高额补贴,于是资本蜂拥而入,士兰微头脑发热也进去了。
上半年士兰微产销情况分析表
11月17日,士兰微的定增方案获得证监会核准,目标募资不超过8亿元,用于年产能8.9亿只MEMS传感器项目扩建,其中包括MEMS传感器制造扩产,封装、测试能力提升。
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