MEMS傳感器即微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro Mechanical Systems），是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。經(jīng)過四十多年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一。

全球MEMS市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到350億美元。2021年全球10大優(yōu)秀MEMS傳感器，一起來看看吧。

1、VM3011麥克風(fēng)

Vesper公司推出的VM3011自適應(yīng)零功率聽覺技術(shù)ZPL (Adaptive ZeroPower Listening) 數(shù)字壓電 MEMS 麥克風(fēng)，適用于惡劣環(huán)境，可根據(jù)環(huán)境背景噪聲的大小自動(dòng)調(diào)整其聲學(xué)閾值。

VM3011器件具有出色的系統(tǒng)節(jié)能效果，可在不影響聲學(xué)性能的情況下延長(zhǎng)電池壽命。采用3.76×2.95×1.3 mm的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸，通過底部開口的數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)提供高聲學(xué)性能。

這個(gè)麥克風(fēng)將 ASIC 和壓電MEMS傳感器集成到封裝中。數(shù)字脈沖密度調(diào)制 (PDM) 接口可用于傳輸音頻數(shù)據(jù)流，而 I2C （集成電路總線）接口用于自適應(yīng)ZPL的自動(dòng)配置功能。

2、FLS110小型氣流傳感器

Flusso公司推出的FLS110是一種模擬流量傳感器。該傳感器與標(biāo)準(zhǔn)微控制器和固件相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字流量傳感解決方案。

FLS110器件采用僅3.5×3.5mm的小型封裝，具有0.5sccm（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1ml/min流量）到500slm（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1L/min流量）或更高的測(cè)量范圍，+0.5% 的測(cè)量精度，并且經(jīng)過溫度補(bǔ)償以獲得可靠的流量信號(hào)。

產(chǎn)品評(píng)估套件讓設(shè)計(jì)人員能夠使用現(xiàn)成的在Windows 10下運(yùn)行的圖形界面程序來測(cè)試 FLS110。

3、Chirp CH-101超聲波傳感器

TDK公司推出的CH-101基于Chirp專利MEMS技術(shù)。它是一種系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP)，將壓電微機(jī)械超聲波換能器 (PMUT) 與超低功耗片上系統(tǒng) (SoC) 集成在小型可回流焊封裝中。

SoC 使用Chirp專利的高級(jí)超聲波 DSP 算法，并包含一個(gè)集成微控制器，可通過 I2C進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸。該傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)最遠(yuǎn)1.2 m距離目標(biāo)的精確測(cè)量。這種飛行時(shí)間技術(shù)(ToF) 距離傳感器還可以即時(shí)測(cè)量人與人之間的距離。

4、Conamara UT-P4010 揚(yáng)聲器

USound 公司推出的Conamara UT-P4010揚(yáng)聲器具備IPX8級(jí)防塵防水能力，可在3米深的水中安全浸泡30分鐘。

Conamara UT-P4010具有穩(wěn)定的聲壓級(jí) (SPL) 和低總諧波失真 (THD)。主要為入耳式音頻設(shè)計(jì)，例如有線耳機(jī)，或者是真無線立體聲 (TWS)耳機(jī)——耳塞和電話之間沒有任何線材連接。

5、光機(jī)械超聲傳感器

IMEC在硅光子芯片上開發(fā)了一種基于MEMS的光機(jī)械超聲傳感器，由于創(chuàng)新的光機(jī)械波導(dǎo)，該傳感器具有前所未有的靈敏度。

由于采用了這種高靈敏度的波導(dǎo)，因此20μm傳感器的檢測(cè)極限比相同尺寸的壓電元件要好兩個(gè)數(shù)量級(jí)。傳感器的低檢測(cè)限使超聲和光聲成像的新臨床和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用成為可能，例如深部組織X線攝影和潛在腫瘤組織的血管形成或神經(jīng)支配研究。

該MEMS傳感器還能夠研究潛在腫瘤組織的血管形成或神經(jīng)分布。imec的解決方案基于采用新的CMOS兼容工藝制造的高靈敏度分肋式光機(jī)械波導(dǎo)。靈敏度比最先進(jìn)的設(shè)備大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

6、BME680環(huán)境傳感器

Bosch Sensortec公司的BME680環(huán)境傳感器可對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量、大氣壓力、相對(duì)濕度和環(huán)境空氣溫度進(jìn)行高精度測(cè)量。它采用堅(jiān)固又不失緊湊的3.0 x 3.0mm²封裝，理想適用于移動(dòng)和固定應(yīng)用。

BME680穩(wěn)定耐用，已經(jīng)過長(zhǎng)期認(rèn)證評(píng)定和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，能夠長(zhǎng)壽命可靠運(yùn)行。此款傳感器的設(shè)計(jì)和制造以博世久經(jīng)驗(yàn)證的加熱器技術(shù)為基礎(chǔ)，這項(xiàng)技術(shù)要?dú)w功于公司的汽車產(chǎn)品。

BME680所有四個(gè)傳感器均分別安裝在單獨(dú)封裝中，專門設(shè)計(jì)適用于當(dāng)今和未來的多項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提供所需的準(zhǔn)確、詳細(xì)實(shí)際數(shù)據(jù)輸出，包括智能家居、智能辦公室及樓宇、智能能源、智能交通、暖通空調(diào)、老年護(hù)理和運(yùn)動(dòng)/健身應(yīng)用。它對(duì)移動(dòng)和固定應(yīng)用均優(yōu)越適用，如室內(nèi)空氣質(zhì)量測(cè)量、個(gè)人氣象站、室內(nèi)導(dǎo)航和健身監(jiān)測(cè)。

7、LIS2DTW12溫度傳感器和3軸MEMS加速度計(jì)

意法半導(dǎo)體的LIS2DTW12在單個(gè)芯片上集成了MEMS三軸加速度計(jì)和溫度傳感器，目標(biāo)應(yīng)用包括空間受限和電池敏感的探測(cè)器，例如，貨物跟蹤器、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)。

其中的溫度傳感器具有±0.8°C的測(cè)量準(zhǔn)確度，同時(shí)精確度也媲美獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器。這些溫度測(cè)量支持加速度計(jì)輸出的溫度補(bǔ)償。

加速度計(jì)本身提供五種省電模式和兩種噪聲模式，使開發(fā)人員能夠優(yōu)化功耗和噪聲，以滿足其應(yīng)用需求。它具有±2g至±16g的用戶可選滿量程范圍，可測(cè)量1.6Hz至1.6kHz輸出數(shù)據(jù)速率下的加速度。

LIS2DTW12厚度僅為0.7mm，比許多集成運(yùn)動(dòng)傳感器更薄。它包括各種省電功能，使主機(jī)設(shè)備可以在兩次充電之間運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。

8、ADXL1001/ADXL1002加速度計(jì)傳感器

ADI亞德諾公司的ADXL1001/ADXL1002在具有兩個(gè)滿度范圍選項(xiàng)的拓展頻率范圍內(nèi)提供超低的噪聲密度，并且提供優(yōu)化的工業(yè)條件監(jiān)測(cè)能力。

ADXL1001 (±100 g) 和 ADXL1002 (±50 g) 分別具有 30 μg/√Hz 和 25 μg/√Hz 的典型噪聲密度,兩款加速度計(jì)器件均具有穩(wěn)定、可重復(fù)的靈敏度,并且可以承受高達(dá) 10,000 g 的外部沖擊。

憑借低功耗和 3.3V至 5.25V的單電源供電，ADXL1001/ADXL1002還允許進(jìn)行無線感測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，ADXL1001/ ADXL1002提供 5×5×1.80 mm LFCSP 封裝，可在－40°C至+125°C 的溫度范圍內(nèi)工作。

9、Axisense-G動(dòng)態(tài)傾斜傳感器

TE的AXISENSE-G型號(hào)是一種雙軸傾斜傳感器，將來自MEMS傳感元件與先進(jìn)的濾波功能結(jié)合在一起，從而獲得穩(wěn)定且高度準(zhǔn)確的傾斜傳感器輸出。

陀螺儀改善了傳感器的反應(yīng)時(shí)間并降低了對(duì)沖擊和振動(dòng)事件的敏感性。傳感器使用重力作為參考，并報(bào)告X軸和Y軸上的任何正向或負(fù)向傾斜角。測(cè)量的靜態(tài)精度為±0.5°。

該設(shè)備封裝在堅(jiān)固的外殼中，不受惡劣環(huán)境的影響。它具有戶外使用的 IP-67防塵防水等級(jí)。該傳感器有一個(gè) 400 毫米（15.7 英寸）的集成電纜和一個(gè) 4 針密封、鍵控、閉鎖連接器。它具有 8-36 V 直流電源寬電壓范圍，內(nèi)置溫度傳感器和自我診斷功能，可立即通知用戶或系統(tǒng)任何故障。

10、SiT5157超級(jí)溫度補(bǔ)償MEMS振蕩器（TCXO）

SiTime公司的SiT5157是一款高度靈活、嚴(yán)格穩(wěn)定的振蕩器，能夠支持高達(dá) 220 MHz 的工作頻率。

SiT5157器件基于 SiTime 的獨(dú)特 DualMEMS™ 溫度檢測(cè)和 TurboCompensation™ 技術(shù)，可在存在環(huán)境干擾，如氣流、溫度擾動(dòng)、振動(dòng)、沖擊、電源噪聲和電磁干擾 (EMI) 的條件中提供出色的動(dòng)態(tài)性能。SiT5157 設(shè)計(jì)用于工業(yè)、服務(wù)器和存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和電信中的高可靠性系統(tǒng)。

SiT5157 可按任何頻率、穩(wěn)定性、電壓和牽引范圍組合進(jìn)行出廠編程。這種可編程功能可使設(shè)計(jì)人員通過定制 MEMS TCXO 配置實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能，同時(shí)消除了與石英設(shè)備相關(guān)的長(zhǎng)備貨時(shí)間和定制成本。SiT5157 的堅(jiān)固性與定制可編程性相結(jié)合，可確保在極端惡劣環(huán)境中實(shí)現(xiàn)出色的性能和可靠性。

2021年全球10大優(yōu)秀MEMS傳感器，無不有著各自的看家本領(lǐng)：Vesper的低功率麥克風(fēng)獨(dú)樹一幟，F(xiàn)lusso做出世界上最小的MEMS流量傳感器，TDK創(chuàng)造性地將PMUT、DSP、CMOS ASIC組合在一起……

雖然這10家傳感器廠商的專長(zhǎng)各不一樣，但他們都有個(gè)共同特點(diǎn)——都不是中國(guó)廠商。未來幾年希望也有中國(guó)傳感器廠商能夠設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品。

來源：由億芯盛電子整理、優(yōu)化相關(guān)信息

原文：《Top 10 MEMS sensors in 2021》

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