MEMS 傳感器,顧名思義,發揮的是感知和探測的作用,猶如人的眼睛、耳朵和鼻子一般。如果傳感器接收到了信號,再進行執行則更為理想。隨著MEMS技術的發展,MEMS開始從前端的感知向後端的執行延伸,這主是MEMS執行器。

 MEMS雙向操作:傳感器和執行器

​其實,微執行器早在十年前已開始應用,例如打印機的噴墨噴頭用的就是此技術。不過,微執行器的發展並不像傳感器那樣得到普遍應用。

對於這個原因,意法半導體執行副總裁Benedetto Vign認為:“一方面是生產能力,規模效應對於生產的成熟度,十年前業界對這塊生產的成熟度不是特別信任。另一方面是技術的應用往往也要天時地利人和,有時候有很好的技術,但真正的應用和產品並沒有到達相應的節點。比如,現在可以用推進器實現自動對焦,十年前手機像素很低,側重點在於提高像素,還不需要自動對焦。”

隨著智慧家庭和智慧城市的發展,為MEMS的發展帶來巨大推動力,微執行器迎來發展機遇。

 MEMS執行器可以做什麼?

在MEMS執行器主要類別,目前主要有四種。意法半導體大中華暨南亞區模擬MEMS和傳感器產品部市場總監吳衛東告訴記者,一是壓電式微執行器,用於相機自動對焦和噴墨打印頭;二是靜電式微執行器,可用於免觸控用戶界面、超級本投影、微型反射鏡等;三是熱學微執行器,可用於噴墨打印頭、MEMS微射流執行器;四是電磁微執行器,應用於微型反射鏡、免觸控用戶界面、超級本投影等。

對於具體應用而言,壓電式微執行器在自動對焦上,可開發智能手機自動對焦執行器,比傳統的音圈電機解決方案功耗更低,速度更快。例如,可以做到0.2秒“人眼級”激光對焦時間和光學防抖技術,防抖精度提升20%,功耗比標準光學防抖手機拍照系統降低55%。在噴墨打印頭上,可以用於商用或工業用高速噴墨打印機打印頭。

此外,還可以應用於光學投影上,比如,HUD抬頭顯示駕駛信息,擴大手機顯示屏的投影,可穿戴設備的人機界面。在微型影像掃描反射鏡應​​用上,主要是3D打印機上的3D掃描、沉浸式遊戲手勢控制、面部識別等功能。還有用在智能胰島素輸送泵上,有效減少傳統胰島素設備的不便攜帶和非智能化。

物聯網時代的發展,使得MEMS執行器和傳感器有了更為廣闊的用武之地。

在MEMS技術的應用重點方面,環境傳感器和MEMS麥克風將成為重頭戲。吳衛東認為,物聯網能夠連接的對像大部分是不動的,比如房間裡燈、煙感探測器、家電等。對此,將有越來越多的智能概念會把環境的物理量,溫度、濕度、壓力、紫外線作為一個很好的傳感器去應用得到。對於麥克風整體市場來看,聲音的應用主要分兩個:一是要把聲音收好了,這就需要麥克風;二是要對收進來的聲音處理好。而當前聲音的應用還比較初級,MEMS麥克風整體市場的潛力還非常大。

MEMS執行器與傳感器實現有效的補充,將助推智慧家庭、智慧城市、智慧汽車、智能個人醫療和健身的快速發展。

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