MEMS傳感器的趨勢(shì)之一是小型化與低成本化，而另一趨勢(shì)則是高性能化。1990年前后MEMS陀螺儀的隨機(jī)游走（Random Walk）性能為100°/√h左右，現(xiàn)在則提高到了0.1°/√h左右（圖1）。20年內(nèi)提高了約1000倍。陀螺儀的尺寸也縮小到了20年前無(wú)法想象的程度，而且價(jià)格降低，便攜信息設(shè)備的用戶界面及導(dǎo)航功能等也發(fā)展到了20年前難以想象的程度。

       但是，陀螺儀是性能具有5～6位數(shù)變化范圍的傳感器，高級(jí)導(dǎo)航儀用陀螺儀具備0.0001°/√h的性能。MEMS陀螺儀的性能還可以再提高10～100倍，最近，以此為目標(biāo)的研發(fā)活動(dòng)十分盛行，“TRANSDUCERS 2013”上也明顯反映出了這種趨勢(shì)。如果性能比目前再提高10～100倍的陀螺儀能夠降低到與目前相同的價(jià)格，那么就會(huì)像20年前那樣，出現(xiàn)目前想象不到的用途。屆時(shí)，導(dǎo)航儀級(jí)別的高性能陀螺儀，以及性能低但帶寬大的觸摸級(jí)別陀螺儀也許會(huì)配備在“未來(lái)的某些設(shè)備”上。

       陀螺儀的高性能化有兩個(gè)方向，一個(gè)是采用MEMS技術(shù)使宇航用高性能陀螺儀HRG（Hemispherical Resonator Gyro）實(shí)現(xiàn)超小型化的方向（通過(guò)DARPA項(xiàng)目實(shí)施），另一個(gè)是改進(jìn)傳統(tǒng)QMG（Quadrature Mass Gyro）的方向。在本屆“TRANSDUCERS 2013”上，雖然也有論文介紹前者的研發(fā)進(jìn)度（論文序號(hào)：T3P.118、W3P.009等），但介紹后者的論文更多（比如“Physical Microsystems 3”研討會(huì)）。因?yàn)槎卟捎每剖狭Φ耐勇輧x原理相同，所以原理方面的目標(biāo)是一樣的，但后者的方向是制造工藝不變，通過(guò)作用機(jī)理和電路的設(shè)計(jì)來(lái)競(jìng)爭(zhēng)，因此無(wú)廠企業(yè)可能會(huì)比較順利地實(shí)現(xiàn)研發(fā)成果的實(shí)用化。（特約撰稿人：田中 秀治，東北大學(xué)）


圖1 MEMS陀螺儀的性能提高（出處：Navid Yazdi、 Farrokh Ayazi、 Khalil Najafi、 Proc. IEEE、 86、 8 (1998) 1640）（點(diǎn)擊放大）