中国信通院 | MEMS传感器技术产业与我国发展路径研究(第一部分)
本文来自《信息通信技术与政策》杂志,是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊,两位作者均为中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所研究员。

图片

原文中强调在商业化的MEMS设计工具层面我国处在真空环境情况,进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长,且以效仿海外完善产品为主导。国内MEMS封裝产业链在全世界范畴内位于比较先进的影响力,但高档检测设备仍被海外行业龙头垄断性。MEMS封裝成本费在传感器生产制造阶段中占成本的比例做到40%之上……

0 前言

微机电系统(Microelectro Mechanical System,MEMS)传感器是从微机械加工制造技术性生产的新式传感器,对比于传统式传感器元器件,MEMS传感器凭着品质轻,体型小,敏感度高,稳定性强,便于融合等优质特点,变成 促进传感器持续向小型化,智能化系统发展趋势的首要驱动力,与此同时MEMS技术性做为微电子技术生产技术的一个主要支系,也是超过克分子时期的主要发展前景之一。

1 MEMS传感器产业发展规划整体状况

当今,全世界传感器产业链正处在蓬勃发展的阶段,技术性更新迭代持续加速,产业链市场竞争日益猛烈。2018年,全世界传感器市场容量做到2059 亿美金,年平均增长率超出12%,在其中MEMS传感器占有率由2015年的8%快速上涨至25%,变成仅次图象传感器(CIS)的第二大传感器类别。

全世界MEMS传感器销售市场当前仍由欧美国家日等西方国家和地域核心,在其中美国,法国及其日本三国销售市场占有率做到50%之上,而在高档MEMS传感器领域,美国和法国的优点则更加显著。

美国博通在频射MEMS传感器领域处在一定领先水平,特别是在在MEMS过滤器领域,市场占有率达到87%。伴随着移动智能终端产业链的爆发式增长,博通的竞争优势将获得进一步推进。

BOSCH在健身运动类MEMS传感器层面一枝独秀,其产品在车辆及其智能机等领域已变成不可缺少的核心部件。在我国在声学材料MEMS传感器等领域具备一定竞争能力,但总体看来尚不具有核心工作能力。

伴随着MEMS生产技术的逐步完善,新式MEMS传感器产品五花八门,产品销售量也出现大幅度上升的发展趋势。

现阶段,MEMS公司已经根据持续的基本技术革新完成进一步的提升,产品商业化的周期时间和成本费减少周期时间得到大幅度减少,20世际60时代,传统式的工作压力传感器商业化的时间长达15年,而成本费减少時间一样必须 15年,而当今MEMS传感器的均值商业化的時间仅为6年,成本费减少時间也进一步减少至5年之内,因而迅速更替的产品促使MEMS传感器早已在诸多领域取得成功得到商业化的,并发生了很大的市場机遇。

2 MEMS传感器运用现况

MEMS传感器类型极多,可使用于物理学,有机化学,微生物等领域数据信号的检测,比较常用的类型有瞬时速度传感器,惯性力传感器,工作压力传感器,MEMS陀螺仪及其MEMS话筒等。现阶段,MEMS传感器在消费电子产品,诊疗,汽车电子产品及其工业生产等运用领域占有率最大,各自占有41.8%,28.1%,16.7%和9.1%。

在消费电子产品领域,出自于对容积,功能损耗及其费用等要素的考虑到,以手机上,平板电脑,可配戴,AR/VR机器设备等为意味着的ICT智能终端80%之上的传感器是根据MEMS加工工艺生产的,关键分成速度感测组成传感器,自然环境传感组成传感器,电子光学传感组成传感器等。

在其中,速度感测组成传感器关键包含加快计,陀螺仪和惯性力精确测量模块;自然环境传感组成传感器关键包含MEMS话筒,工作压力传感器等;电子光学传感组成传感器关键包含光线传感器,贴近传感器,RGB色调传感器,激光测距传感器,电子光学微生物传感器等。

在诊疗领域,微生物MEMS传感器早已变成医药学检测中不能缺失的核心部件,关键分成微生物菌种传感器,酶传感器,体细胞传感器,机构传感器,蛋白传感器,免疫力传感器6类。

除此之外,MEMS传感器还使用于脑电精确测量,心电图检查检测,CT显像及其机器设备精准定位等别的非生物因素领域,将来伴随着元器件特性的持续提高及其进一步小型化,MEMS技术性还将在外骨骼,心血管支架,眼底黄斑嵌入等新起领域获得进一步运用。

在汽车电子产品领域,MEMS传感器总体展现持续增长的发展趋势,近5年汽车交易市场MEMS传感器复合型增长率超出7%,预估到2022年,市场容量将做到32 亿美金,销售量将超出20 亿颗。

汽车电子产品领域常见的传感器关键包含加快传感器,工作压力传感器,陀螺仪,总流量传感器,溫度传感器,液位仪传感器,部位传感器,汽体浓度值传感器等,关键运用于电子器件稳定性程序流程自动控制系统,汽车安全气囊,胎压监测装置,进排汽管肯定压力检测等领域。

在工业电子领域,MEMS传感器高可靠性,高精密的特点可达到工业控制系统领域几近“零误差”的规定,与此同时针对極限溫度,环境湿度和ph酸碱度等办公环境规定,MEMS传感器可根据封装类型,加工工艺等技术应用的变动开展达到。如使用在地质勘查等领域的ADI工业级陀螺仪,其使用寿命可以达到1000 h,耐冲击性达10 000 G,应用温度范围达-40℃~175℃ 。

3 优秀MEMS传感器技术性发展趋势最新消息

当今,MEMS传感器早已使用于每个领域当中,在其中技术性迭代更新更快,运用经营规模最高的就是健身运动传感器和工作压力传感器。

MEMS健身运动传感器是现阶段使用极其普遍的MEMS传感器,包括了陀螺仪,加速度传感器和惯性力精确测量模块等,现阶段早已在智能机,可佩戴智能产品及其平板等领域完成了大量运用。

当今,MEMS健身运动传感器已经朝着多用途集成化和高精密开展演变,为处理移动智能终端产品中的差异要求衍化出各种各样优秀的解决方法。

为完成多传感器中间的数据预处理,飞思卡尔等企业在其传感器产品中内嵌了微控制器及其储存器等控制模块,解决了结合外界感测器信息的难题。

博世公司运用系统封装(SiP)等技术性,将三轴12位加速度传感器,三轴地磁场传感器,三轴16位陀螺仪及其微处理器开展融合,进一步对增强现实技术,定位导航,本人运动健身及其其它对自然环境观念规定较高的情景的适用性开展了提升。

为完成无GPS数据信号状况下的精准惯性导航,现阶段现已有集成化了加速度传感器,陀螺仪,地磁场传感器及其插口专用型处理器的本人惯性导航系统软件被报导,该体系在功耗低CMOS集成电路芯片的协助下,与系统软件校正技术性完全融合,完成了在无GPS数据信号状况下,3 km徒步相距内偏差低于6 m的优势性能。

MEMS工作压力传感器一样是应用最普遍的MEMS传感器产品之一,一般运用于智能机,航天航空,车辆,生物技术及其加工工艺操纵等领域,依照工作压力检测方法能够分成压阻式,电容传感器,串联谐振感测器等,而最常见的是压阻式和电容传感器,因而这二种工作压力传感器的技术性迭代更新也较为活跃性。

为充足减少微压MEMS传感器中测定的敏感和线性中间的分歧,持续提升微压传感器测量精度,一种新式的FBBM构造应时而生,该构造包括了4个短梁和一个坐落于核心的正方形凸块,根据降低感测器膜结构工程偏移水平做到进一步减少工作压力的离散系统,并提升了压阻敏感度,做到了提高微压MEMS传感器精密度的总体目标。

为达到航天航空行业中在极端条件中的微波感应器无线网络压力传感要求,一种根据蓝色宝石的隔阂和建筑结构MEMS压力传感构造被明确提出,在施压时,传感器膈膜产生偏移,传感器的电串联谐振因此随工作压力膈膜的偏移而更改,完成了将轻度压力转换为信号的目地,该构造可在1000℃的高溫下正常的工作中,达到了极端条件下压力传感的要求。

4 在我国MEMS传感器高新产业现况

近些年,中国MEMS全产业链已产生从网站前端开发,制造到后面封装,检测的完善全产业链条[4],瑞声科技,歌尔股份,耐威科技,中芯,长电科技等各全产业链行业龙头发展趋势快速。

此外,近些年中国MEMS销售市场增长速度一直高过全世界销售市场提高水准,这一方面归功于中国MEMS销售市场发展趋势开始相比比较晚,销售市场数量较小,因而销售市场增长率较快;另一方面,近些年中国消费电子产品产品及其汽车电子产品产品始终保持较快增长势头,加上全世界电子器件整个机械产业链不断向中国迁移,促使MEMS要求持续释放出来,中国MEMS销售市场因而展现较好快速发展趋势,占全世界的市场占有率也不断地提升。

殊不知因为发展比较晚,在我国公司仍存有生产能力不够,关键技术缺乏等薄弱点。总而言之,当今中国仍需在关键技术科技攻关,全产业链配套设施水准提高等领域做工作中,从源头上提高当地MEMS传感器产业链的竞争优势。

4.1 设计方案

MEMS传感器设计方案是一项集基础知识,应用技术及其例如通讯,有机化学,微生物等学科交叉有关新技术的繁杂工作中,包含覆盖面广,综合型强,因而相较于传统式传感器,MEMS传感器产品线开发设计难度系数大,时间长,且成本费一直持续上升。

整体而言,在我国在MEMS传感器设计方案水平及其基础研究等领域与海外领先水准仍存有一定差别。

在制定实力层面,在我国MEMS产业链通过20很多年的发展趋势,现阶段早已不断涌现歌尔股份,瑞声科技,敏芯高新科技等行业龙头,在其中歌尔股份的MEMS话筒产品早已进到iPhone,三星等国际性一流生产商的供应链管理,销售量位列全世界第二,且于2018年营业收入经营规模做到50 亿美金。

但与霍尼韦尔,BOSCH等全球领头生产商对比,在我国公司仍存有产品线单一,总体经营规模偏小等难题,现阶段中国除歌尔股份和瑞声科技等极少数行业龙头外,别的公司年营业收入仍难以实现1 亿美金。

在基础研究层面,现阶段中国在商业化的MEMS设计工具层面处在真空环境情况,一般选用Coventorware,IntelliSuite和Ansys等海外专用工具开展MEMS模拟仿真,而且欠缺高质量的MEMS和ASIC设计服务(如IP库等),进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长,且以效仿海外完善产品为主导,欠缺助推行业市场的自主创新产品,不能满足日新月异的市场的需求。

4.2 制造

MEMS制造工艺是集成电路芯片IC制造工艺的一支,但与传统式IC制造工艺对比具有显著差别。

传统式IC制造的目标是在企业范围上集成化尽量多的晶体三极管,如intel全新i7CPU可集成化数十亿只晶体三极管,与之对比,MEMS传感器件集成化元器件数目少,单独元器件容积比较大,因而MEMS制造工艺并不是一味追求完美更小的制造连接点与更多的处理速度,只是更为重视原料的构造机械设备特点,材料有机化学特点及其离子注入深度1,精密度,地应力操纵等每一步工艺的精确完成。

除此之外,因为MEMS元器件中存有例如固支梁等独特构造,因而相较于传统式的IC制造工艺,MEMS工艺存有大量完成困难很大的独特技术性,如形槽离子注入,放弃层释放出来技术性,LIGA工艺,引线键合技术性等。

中国流行的MEMS代工生产生产线现阶段以6 英尺和8 英尺集成ic为主导,伴随着近些年罕王高新科技,耐威科技等优秀生产线依次落地式,在我国的MEMS生产能力获得了一定程度上的提高,且生产量也从2015年的不够20%提高到现今的80%之上。

但现在我国内线仅能制取以工作压力传感器,MEMS话筒,加速度传感器等为核心的中低端产品,制造工艺水准与世界领跑代工企业的差异显著,例如压电材料(AlN,PZT等)等高档制造工艺线并未创建,没法生产制造塑料薄膜体声波频率过滤器,压阻式喷墨打印机打印机喷头和超音波传感器等产品。

虽然中国MEMS代工企业也有着体微生产加工技术性,表层微生产工艺和CMOS MEMS技术性,但因为产品销售量都相对比较小,因而在批量生产合格率,稳定性和可靠性等领域存在的问题。

9月30日,联想集团首次公开发行存托凭证(CDR)并在科创板上市申请获受理,公司本次拟公开发行不超过13.38亿份CDR,拟募集资金100亿元。可就在10月8日晚,上交所官网显示联想集团的科创板IPO审核状态由“已受理”变为了“终止”。从申请IPO到终止IPO,仅用了1个工作日[吃惊]

有分析人士认为,此次匆忙终止IP或许跟该公司与科创板的定位不完全相符有关。联想集团当前近9成业务收入来自智能设备业务,“科技”含量并不高,且掌握的大多是非关键性技术,其核心部件等等都是从外部采购。还有分析认为,联想集团主要靠“买技术”,顶多算模式创新。研发投入占比较低,也是市场质疑的关键点之一。
 
科创是服务于科技、创新企业,服务于国家发展大战略,是为中华民族实现科技领域的弯道超车而生,不是为高负债率、低研发率的某些企业圈钱而生[思考]

(黑猫财经社)

从春节晚会的《唐宫夜宴》到“端午奇妙游”,从“七夕奇妙游”再到“中秋奇妙游”,河南卫视像开了挂似的一直处于“出圈”模式。他们通过“网综+网剧”的创作思路,将传统文化与现代科技相相结合,开创了一种晚会新模式,成为爆款节目制造机,实现了流量和口碑双丰收,“办晚会这件事,你永远可以相信河南卫视”。这让很多人非常好奇,河南的电视人到底是怎么做到的?
9月24日,“2021广电视听产业高峰论坛”在第十七届深圳文博会上举行。当前,文化与科技深度融合,新兴文化产业朝气蓬勃,广播电视和网络视听产业纵深演进,大师听文创产业进入新的发展时期。此次论坛也围绕加快推进文化科技融合赋能大视听产业等议题展开深入研讨,总结经验。在论坛上,河南广播电视台全媒体营销策划中心负责人、河南广电控股集团总经理助理王春阳做了一场主题为“中国节目系列和文创”的演讲,分析河南卫视“2021中国节日系列特别节目”背后的创作思路。从他的演讲中,我们可以得知河南卫视持续出圈的一些秘密所在。
打破表演区与观看区之间的“第四堵墙”
拓展节目边界带观众全感官沉浸
“让技术有思想,让视觉有灵魂,科技赋能文化,实现审美高级,这是河南卫视’2021中国节日系列特别节目’一贯的创作思路。王春阳首先提到,“根植传统文化,充分利用新媒体技术。内容为王,拓展舞台剧场舞美布局的层次和空间变化,实现虚拟场景与现实舞台的完美结合,运用全新的表达方式和技术手段进行包装,为观众挖掘中国传统节日的文化内涵。”
王春阳在演讲
看过河南卫视传统节日系列的观众都不难感受到,这些节目在屏幕上的呈现打破了以往常见的观看模式。真实与虚拟,故事与人物的结合,甚至让人留言惊呼:这是电视剧,还是纪录片?还是舞台晚会?好像什么都有一点,但又不完全是。
对此,王春阳说的这段话,可以很好解释这一点:“传统的舞台采用镜框式结构,写实的室内背景围成三面墙,观众集中在台口前方观看表演。此种空间形式的表演区与观看区之间依然矗立着‘第四堵墙’,演员专注表演而观众专注观看,舞台静态固定,观众的感官触动单一。而“中国节日系列特别节目”中利用数字技术和实景演绎助力文艺节目实现固定舞台的液态化,场地、布景、灯光、音响和舞台机械等全方位的改进拓展了节目的边界、空间、层次和运动,实现了观众的全感官沉浸与大视觉震撼。”
能带动青年群体共情的虚拟人物,成为文艺晚会演出人员
王春阳介绍说,《芙蓉池》《纸扇书生》等多数节目均采用了数字技术和实景手段进行演绎,增强现实(AR)等数字技术可以让人感受到强烈视听效果。AR 技术融合虚拟与现实,让无法以实体呈现的场景、道具、人物或特效以虚拟的方式呈现,让真人演员与虚拟演员同台、真人表演与虚拟道具或特效互动等,以激发观众的想象力。如2021河南春晚中对武术表演《天地之中》以AR 技术、现实舞台进行拼接形成展示。场内表演者正凌空腾挪,场外屏幕前的观众却突然发现一气呵成的动作瞬间静止,画面开始圆周旋转。时间凝固,空间流动,形成视觉震撼。
当下的年轻人,欣赏节目已经不单纯满足于只做一个被动的看客,而更强调互动和共情。王春阳提到一个观点:“无论是古典音乐、民间舞蹈还是国风戏曲,传统的文艺节目追求复刻式审美,强调原汁原味,复原经典。其间隐含着的熏陶、教育理念,与网络养成的、乐于共享共情的青年受众群体有一定隔膜。相反,《唐宫夜宴》《上元灯会》《月光》《莲鹤方壶》中采用 AR、VR 等数字技术却促成’中国节日系列特别节目’与青年群体,从演员选择到表演方式等方面的内在共情,建构了传统与青春的热烈对话。能够带动青年群体积极响应与共情的虚拟人物,成为文艺晚会的演出人员,是数字技术条件下的新生现象。从 ACG文化中的二次元偶像,到传统文化中的个性化人物,虚拟人物出场建构起晚会中古典文化的多元审美。如2021 河南卫视春晚中唐代红陶女俑在 AR 技术包装下的奇妙复活,已经成为文艺晚会中数字技术应用的现象级案例。”
在节目中植入交互、开放、共情等互联网传播基因
火热的流量背后,还离不开对各种传播媒介的精准高效的利用。王春阳提到,“中国节日系列特别节目”的成功还在于,大屏思维与小屏思维的打通,“将电视媒体的内容价值快速延伸到移动端等新媒体上,让不同受众群体都能找到兴趣点、共情点,这个系列节目中内容的多元开发,植入交互、开放、共情等互联网传播基因,再辅以移动互联传播手段,通过小屏向大屏引流、大屏再反哺小屏等多屏互动方式,剪辑出最精彩的内容,持续话题发酵,利用互联网这一最大变量,打造口碑长尾效应。数字媒介的交互性,帮助该系列节目能同时吸纳电视文艺、网络综艺的手众群体,实现破圈表达。”
本届广电视听产业高峰论坛是在深圳文博会上举办。文创一直是文博会的重头戏。王春阳也提到,像“中国节日系列特别节目”中的唐宫夜宴唐小妹这样的IP形象,可以跟实体产业对接,形成基于特定人物的文创产品开发,可以嫁接到博物院、艺术馆、文化街区等实体场景,形成常态现场表演,激活受众群体线下实体打卡与链式口碑传播。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 而深居南方的昆明,虽然冬日只有70天,也有近五分之一的日子有大风光顾。而深居南方的昆明,虽然冬日只有70天,也有近五分之一的日子有大风光顾。
  • 这直接导致在执行任何计划的时候,不管大事小事,我都会为自己设想重重困难万一怎样,万一又怎样[融化][苦涩][摊手]今年发生的很多事,都让我明白了一点,预设的困难
  • 老师嘱咐大家饭后空盘子,把白色的大碗擦干净,因为这样我就不用洗碗了,小O和小H也只能吃剩下的三粒米了,好难过. 然而,第二天张艺兴的到来让情况发生了转折,表面
  • 记者实地探访发现,“雪晶宫”除了采用双路供电,还配置了全容量不间断电源,有着“智慧大脑”美誉的电力运行保障指挥平台,也可实时监控电力设备运行状态。记者实地探访发
  • 不过洗衣液洗后并没有明显的桂花味,只余微微奶香的内酯气息,所以强烈要求开发配套的留香柔顺剂,太想把它穿在身上了。有机柔顺剂,是“Kiyomi清见橘”的香型,看过
  • 人是一切经济社会活动的基础,当人口出现负增长的时候,以前的增长逻辑就受到挑战。我当时认为是一个平行关系,我觉得全球化、互联网、气候变暖是人类面对的问题,是大家共
  • (该死的拖延症[允悲])我想没有人会一生没有不坎坷的时候,遇到事了,正面迎上去,不好的结果只要从中吸取经验也是一件好事,其实活着的每一天都在和死亡更近一步,但是
  • ”“我都不知该怎么描述这种感觉了,”伽拉泰亚认真地望着眼前那双困惑的蓝色眼眸,她知道这位瓦尔登家的独子在思考,用一个合适的名词填充起这浮萍般的语句。那一场浅浅的
  • 我不敢迷茫,不敢泄气……今晚这边人山人海,大家带上月饼水果出来,对着月亮许愿,虔诚的许愿真的会实现吗? 月亮姐姐慈悲为怀,定会照亮每位旅人的前路,只是人生的十字
  • ⁠⁠照片从左到右:⁠ (1) 凯恩斯,昆士兰,澳大利亚,2003。清康熙 青花双龙云纹梅瓶(800-1000万)高23.8厘米 六字楷书款来源:纽约 Par
  • 这种思维是非常错误的,因为这些人买的都是僵尸粉丝,也就是一些虚假的微博顾虑。事实上,这一次,恶意购买后援会,何九华,粉丝的人,无论是针对何九华还是德云社,本质上
  • 现货​ 浓​香30ml3️⃣9️⃣9️⃣包‎邮​ 味‎道​超级舒‎服,买​了肯​定‎不后悔‎[爱心]Ysl黑鸦‎片​咖​啡‎调​独特而‎醇香​,又酷又性感‎,一
  • “大概是在某一天遭遇了人生低谷,找不到继续下去的意义,回过头来看到自己曾经发生的好的或不好的,从字里行间里面能回想到那个时间点给自己一点鼓励”。可记录的意义在于
  • 每天清晨看见宝宝醒来对你浅浅一笑,仿佛觉得昨天一天的疲惫已经都忘记了,他可以治愈你的一切,都说孩子是天使(可我觉得睡着了是天使,醒着闹人的时候是个小恶魔[嘻嘻
  • 现场还发布了《成都智能物联网产业规划(2021—2025年)》到2025年成都将建成创新和体系完善、应用广泛、带动性强、影响力大的全国智能物联网产业策源地和聚集
  • 被室友强行安利了烈火如歌...真的觉得挺好看的...可能是小时候没看流星花园错过了F4但是和室友一致认为仔仔越看越好看[允悲]作为两个颜控,一直在强行追剧...
  • ”哈兰德的经纪人团队对竞争的俱乐部进行了打分:哪家俱乐部需要大中锋,球队实力如何?哈兰德:“如果我处在莱万的位置,我不知道他为拜仁打入多少进球,赢得多少冠军,那
  • 虽然,近年来我国大力扶持智能传感器的发展,但是市场上暂无大批量新传感器出现,主要是因为在目前的MEMS工艺基础上,传感器从设计到量产需耗费大量的精力,想要加快M
  • 《处世良言》:明哲 凌云甲第更新主,胜概名园非旧人。物无常态事多易,富贵贫贱一局棋。 君子爱财取正道,小人见钱眼就开。幸福不在家豪富,风流不需着衣多。 言
  • 因为在日本有一个叫东野圭吾的名人,在文学界很有影响力,让大家想当然地以为东野中辉也是日本人,或者跟东野圭吾有某种亲戚关系。直接是爱了转发:最近网上盛传着一个东野