
在半導(dǎo)體制造的精密世界里,一場由微米級(jí)結(jié)構(gòu)引發(fā)的技術(shù)革命正重塑現(xiàn)代工業(yè)的底層邏輯。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器,這一融合了機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子電路的微型器件,正以“潤物細(xì)無聲”的方式滲透進(jìn)汽車、航空航天、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。從慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的高精度姿態(tài)感知,到車規(guī)級(jí)氣壓監(jiān)測對(duì)電池安全的守護(hù),MEMS傳感器用“微納之力”推動(dòng)著技術(shù)精度的跨越式發(fā)展。
工業(yè)設(shè)備健康監(jiān)測與消費(fèi)電子交互升級(jí),微型壓電振動(dòng)傳感器正以毫米級(jí)身軀承載著關(guān)鍵使命。這類基于MEMS工藝的器件通過捕捉0.1Hz-10Hz頻段的微弱振動(dòng)信號(hào),為橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估、電機(jī)故障預(yù)警等場景提供核心數(shù)據(jù)支撐。然而,傳統(tǒng)傳感器在低頻響應(yīng)靈敏度與環(huán)境適應(yīng)性方面存在顯著短板,如何突破技術(shù)瓶頸成為行業(yè)焦點(diǎn)。
展位位置:英國館 | 時(shí)間:2025年9月10–12日 | 地點(diǎn):臺(tái)北南港展覽館
物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子與汽車智能化,MEMS慣性傳感器正經(jīng)歷從分立式向高度集成化、微型化的深刻變革。三軸加速度計(jì)與陀螺儀作為運(yùn)動(dòng)感知的核心器件,其集成封裝與抗振性能直接決定終端設(shè)備的可靠性、精度與使用壽命。本文從技術(shù)挑戰(zhàn)、設(shè)計(jì)方法與工程實(shí)踐三個(gè)維度,系統(tǒng)闡述MEMS慣性傳感器的小型化實(shí)現(xiàn)路徑。
智能制造轉(zhuǎn)型浪潮,工業(yè)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)需求激增。某汽車生產(chǎn)線曾因電機(jī)軸承突發(fā)故障導(dǎo)致整條產(chǎn)線停機(jī)12小時(shí),直接經(jīng)濟(jì)損失超200萬元;某風(fēng)電場因齒輪箱振動(dòng)異常未及時(shí)檢測,最終引發(fā)災(zāi)難性設(shè)備損毀。傳統(tǒng)振動(dòng)監(jiān)測方案依賴高精度工業(yè)傳感器與云端分析,存在部署成本高、實(shí)時(shí)性差、數(shù)據(jù)隱私風(fēng)險(xiǎn)等問題。基于MEMS加速度計(jì)與邊緣AI的實(shí)時(shí)異常檢測架構(gòu),正成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)突破口。
在汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)變革的當(dāng)下,汽車 MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的進(jìn)程中。諸多因素共同作用于這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而其中安全法規(guī)的影響力不容小覷,始終是推動(dòng)汽車 MEMS 產(chǎn)業(yè)增長的關(guān)鍵要素。
工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器如同人類雙手般完成抓取、裝配、打磨等核心任務(wù),而力控精度直接決定了生產(chǎn)良率與設(shè)備壽命。MEMS加速度計(jì)憑借其微米級(jí)尺寸、微瓦級(jí)功耗與毫秒級(jí)響應(yīng)速度,正成為工業(yè)機(jī)器人末端力控系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”,推動(dòng)制造業(yè)向柔性化、智能化方向深度演進(jìn)。
在化工行業(yè)高危環(huán)境中,防爆型MEMS加速度傳感器作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的核心組件,其封裝技術(shù)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)直接決定了系統(tǒng)安全性和可靠性。本文將從封裝工藝創(chuàng)新、防爆結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、認(rèn)證體系適配三個(gè)維度,解析該領(lǐng)域技術(shù)突破與行業(yè)規(guī)范。
半導(dǎo)體制造設(shè)備向7nm及以下制程加速演進(jìn),低噪聲MEMS加速度計(jì)已成為Stepper、晶圓檢測機(jī)等核心裝備實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精密定位的關(guān)鍵傳感器。其信號(hào)處理系統(tǒng)需在0.01g量級(jí)的微弱加速度信號(hào)中,剝離出由機(jī)械振動(dòng)、熱漂移、電磁干擾等引發(fā)的復(fù)合噪聲,同時(shí)滿足實(shí)時(shí)性、低功耗與高可靠性的嚴(yán)苛要求。然而,現(xiàn)有技術(shù)方案在超低噪聲設(shè)計(jì)、多物理場耦合補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)非線性校正等方面面臨根本性挑戰(zhàn),迫使行業(yè)重新審視從傳感器接口到數(shù)字信號(hào)處理的全鏈條創(chuàng)新路徑。
在當(dāng)今汽車行業(yè),電氣化與智能化已成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展潮流,深刻地改變著汽車的整體架構(gòu)與性能表現(xiàn)。而微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)作為融合了機(jī)械、光學(xué)、流體和電子等多種功能于單個(gè)硅芯片的緊湊型設(shè)備,憑借其重量輕、體積小、成本低、功耗小等顯著優(yōu)勢,早已在汽車領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。隨著汽車電氣化和智能化進(jìn)程的加速推進(jìn),MEMS 在汽車上正迎來諸多意義深遠(yuǎn)的變化。
MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))加速度計(jì)作為一種重要的傳感器,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車安全、工業(yè)控制等領(lǐng)域。其模擬前端設(shè)計(jì)是決定加速度計(jì)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié),負(fù)責(zé)將微弱的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為可處理的電信號(hào),并進(jìn)行數(shù)字化處理。本文將詳細(xì)介紹MEMS加速度計(jì)模擬前端從電荷放大到Σ - Δ調(diào)制的設(shè)計(jì)過程。
對(duì)于初次嘗試評(píng)估慣性檢測解決方案的人來說,現(xiàn)有的計(jì)算和I/O資源可能會(huì)限制數(shù)據(jù)速率和同步功能,進(jìn)而難以在現(xiàn)場合適地評(píng)估傳感器能力。常見的挑戰(zhàn)包括如何以MEMS IMU所需的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行時(shí)間同步的數(shù)據(jù)采集,從而充分發(fā)揮其性能并進(jìn)行有效的數(shù)字后處理。計(jì)算平臺(tái)循環(huán)速度可能很慢(低至10 Hz),而且這些平臺(tái)往往不支持傳感器數(shù)據(jù)更新產(chǎn)生中斷來及時(shí)獲取數(shù)據(jù)。本文介紹了系統(tǒng)開發(fā)人員可以使用哪些技術(shù),來解決控制系統(tǒng)慢速/異步計(jì)算循環(huán)與IMU傳感器高性能數(shù)據(jù)采集和處理(>1000 Hz)之間的矛盾。
MEMS慣性傳感器在導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)檢測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但溫度和振動(dòng)等環(huán)境因素會(huì)對(duì)其測量精度產(chǎn)生顯著影響,尤其是溫度 - 振動(dòng)耦合誤差。為提高傳感器性能,開發(fā)有效的耦合誤差補(bǔ)償算法至關(guān)重要。
植入式醫(yī)療設(shè)備(如心臟起搏器、神經(jīng)刺激器)的供能方式直接影響其使用壽命與安全性。傳統(tǒng)電池供能存在容量有限、需二次手術(shù)更換等缺陷,而基于MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器的無線供能技術(shù),通過體外射頻耦合實(shí)現(xiàn)能量傳輸,成為解決這一難題的關(guān)鍵方案。本文從系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)路徑三個(gè)維度,解析該技術(shù)的核心原理與工程實(shí)踐。
在工程振動(dòng)監(jiān)測領(lǐng)域,低頻振動(dòng)信號(hào)的精確測量對(duì)于設(shè)備健康評(píng)估、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析至關(guān)重要。然而,低頻振動(dòng)信號(hào)幅值微小、信噪比低、易受環(huán)境干擾等特性,對(duì)傳感器性能提出了嚴(yán)苛要求。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))加速度傳感器憑借其微型化、低功耗、高集成度等優(yōu)勢,在低頻振動(dòng)測量中展現(xiàn)出顯著潛力,但需通過技術(shù)優(yōu)化突破現(xiàn)有瓶頸。本文從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、制造工藝及信號(hào)處理四個(gè)維度,探討MEMS加速度傳感器在低頻測量中的性能提升路徑。
在自動(dòng)駕駛、機(jī)器人與工業(yè)檢測領(lǐng)域,激光雷達(dá)作為環(huán)境感知的核心傳感器,其技術(shù)路線正從機(jī)械式向固態(tài)化演進(jìn)。MEMS、OPA與Flash作為固態(tài)激光雷達(dá)的三大主流架構(gòu),分別通過微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)相控陣與泛光面陣技術(shù)實(shí)現(xiàn)掃描與探測。本文將從技術(shù)原理、性能指標(biāo)、應(yīng)用場景與產(chǎn)業(yè)生態(tài)四個(gè)維度,解析三種架構(gòu)的差異化特性與未來趨勢。
工業(yè)設(shè)備的振動(dòng)檢測已成為預(yù)測性維護(hù)的核心環(huán)節(jié)。振動(dòng)信號(hào)的變化能夠反映軸承磨損、齒輪嚙合異常、轉(zhuǎn)子不平衡等潛在故障,而MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器憑借其微型化、高靈敏度、低成本等優(yōu)勢,正逐步取代傳統(tǒng)壓電式傳感器,成為振動(dòng)檢測的主流技術(shù)。然而,面對(duì)復(fù)雜多變的工業(yè)場景,如何根據(jù)設(shè)備特性、環(huán)境條件及檢測需求精準(zhǔn)選型,并實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)用,仍是工程實(shí)踐中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。本文將從技術(shù)原理、選型策略、應(yīng)用案例及未來趨勢四個(gè)維度,構(gòu)建MEMS傳感器在工業(yè)振動(dòng)檢測中的完整解決方案。