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朱健:Mems传感器制造与应用

  10月11日—13日,2018世界智能制造大会。

  由电子工业出版社(华信研究院)和南京市秦淮区政府承办,中国智能制造百人会协办的智能传感技术与物联网应用分论坛于10月11日下午率先开坛。

  中国电子科技集团公司第五十五研究所首席科学家朱健应邀出席并做“Mems传感器制造与应用”专题报告。

  

 

  朱健,现任中国电子科技集团公司首席科学家,南京大学博士生导师;国家电子领域专家委员会委员,国家微米纳米技术专业组第三届、第四届专家,国家自然科学基金委员会专家,国际DTIP OF MEMS/MOEMS Technical Program Committee,中国微米纳米技术学会常务理事,中国半导体行业协会MEMS分会副理事长,MEMS国家地方联合工程实验室学术委员会委员,中国航空元器件专家组专家,上海商业宇航级器件太空测试工程技术中心技术委员会专家,江苏省人工智能学会常务理事。Microsystem Technologies、Analog Integrated Circuits and Signal Processing 等国际专业期刊审稿人,享受政府特殊津贴。

  以下是根据大会录音整理朱健科学家演讲,
未经演讲者本人审核确认


       给大家介绍一下MEMS传感器,MEMS传感器有几大特点。

  第一个,微型化,特征在微米级,系统尺寸几毫米甚至更小;第二智能化,具有自动补偿、通讯、自动诊断、逻辑判断等功能;第三集成,可以把测量化控制系统集成、多传感器集成、实现多功能;第四特点批量生产,采用集成电路类似的工艺技术,可进行低成本大批量生产制造。

  MEMS传感器在2018年可以看出500亿美元市场份额,2023年将达到100亿美元,市场前景非常广阔,可以预测2023年MEMS传感器市场主要在智能驾驶、智能手机、5G通讯,人工智能、健康医疗等等。

  我们刚才说的MEMS传感器不仅是在工业电子、医疗电子、汽车电子、智能建筑,还有科技在军事领域的防御系统、商业领域的航空航天、海军、近海作业等。

  过去都知道,MEMS传感器最典型的运用在汽车领域,过去汽车领域MEMS传感器运用都是表头,像麦克风,化学传感器、压力传感器、地磁传感器等,随着社会发展,应用终端所需要的MEMS传感器种类逐渐发生了变化,汽车需要短程雷达、远程雷达,激光雷达传感器,图像传感器,超声波传感器等等。MEMS传感器角色发生了变化,需要多传感器融合,集合软件、数据处理、通讯,从过去感知到后来的进行预测能力。

  而随着MEMS传感器运用领域不断扩大,对传感器需求也逐渐发生变化,对传感器要求越来越高,可以总结出四大需求:第一超低功耗;第二怎么提高精度;第三要满足实用前景;另外需要封装体积越来越小,几乎可以是自封装技术,实现在线能力,实现移动支付能力、安全和便利能力,在新的市场当中,MEMS传感器的市场在未来也发生了巨大的变化,我们的行业模式也将发生巨大变化,从过去传感器销售商的商业模式到智能传感器应用商转变,从过去纯粹传感器到整个系统是一体化解决方案。

  下面说一下MEMS传感器制造,MEMS传感器和普通传感器还是有很大区别,最大区别是普通传感器是一个零件,一个个生产出来,MEMS传感器制造过程和半导体息息相关,是通过用半导体技术实现规模化,一次性可以成千上百个规模生产,过去很典型的讲的MEMS传感器制造技术,有表面硅技术,随着市场需求,要求多传感器融合,所以传感技术从过去固态,到了3D技术,特别是在柔性和硬质集成技术融合、在固体芯片上面生产神经网络系统,可以突破有机、无机生物之间的边界,实现仿生功能芯片。

  简单介绍一下我们所情况,我们所真正做MEMS传感器从2000年开始,我们是搞射频微波这块,首先开发第一款开关是在两千年开始,从2005到2006年,率先在国内在MEMS传感器滤波器进行了商品化运用;到2008年不仅是在传感器表头上面,更注重在组件上面,也就是模组上面.2008的时候,我们将MEMS传感器的模组进行了工程化运用;2012年的时候,进行了片上集成,刚才从2.5D到3.0的集成技术,目前为止及我们拥有了国家级开放式的MEMS传感器产品线,这条线兼容六寸和八寸,我们在国内和国际都是比较先进的。我们除了传统的MEMS传感器,我们自主研发的射频MEMS传感器技术,这全部基于是我们自己研发,从理论到模型,到产品开发都是自主开发,我们配套率百分之百国产,真正实现自主可控。

  下面我总结一下,MEMS传感器市场前景非常广阔,作为物联网和人工智能诸多智能化基础,MEMS传感器是未来多个重点产业领域发展的核心支撑技术,谢谢大家!

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