在微機電系統(MEMS)的開發道路上，意法半導體公司(STMicroelectronics)正致力於推動一種全新的系統級封裝(SiP)技術，宣稱將能使其在2013年年底前開發出無線MEMS元件，並在2014年看到進一步整合氣體感測器的MEMS環境。
ST近幾年來一直在為該公司數位方面的業務努力奮鬥，而其於MEMS方面的業務已經展現了巨大的成功了，2011年達到約9億美元的年營業額，加上著重於慣性與薄膜MEMS的產品開發，正將該公司推向MEMS市場的主導地位。
這種新的系統級封裝MEMS開發方式，可說是ST得以邁向成功的原因之一，ST公司執行副總裁兼類比、MEMS與感測器事業群總經理Benedetto Vigna表示。這種系統級封裝方式為附加元件採取了不同的製造製程技術，讓ST得以開發出整合機械式晶片、類比訊號調節與校正等功能的智慧化MEMS元件，甚至還可加入數位介面晶片與微處理器。接下來，ST打算再進一步加入RF收發器。
“這就是我們打算實現以及正在努力進行的目標，”Vigna說，“我們現正尋找可在人體以及家庭環境下實現的應用。目前已經有明顯的應用案例了，因此，我們正緊鑼密鼓地開發這項專案。”
那麼這種無線感測器節點也適用於醫療領域嗎？Vigna解釋，目前這項新技術更適用於不需先經過多年臨床實驗後授權使用的健身與保健應用。此外，他補充說，像胎壓監測系統也會是無線MEMS元件的另一項關鍵應用，不過ST目前還未進入這一市場。
ST量產的MEMS元件主要針對採用電容式動作感測的加速度計與陀螺儀，以及基於動態薄膜的環境感測器，如壓力計和麥克風。
添加RF
ST使用兩款晶片來實現MEMS功能：一款用於MEMS元素，另一款則用於類比訊號的放大、校正與調節。此外，還有第三顆晶片，為MEMS元件提供密封功能。
這種密封方式透過採用玻璃熔融或金屬與金屬接合的方式，為MEMS的可移動元件加以密封封裝。Vigna指出，這種方式或許不像採用CMOS晶圓正面密封MEMS的方式那麼精緻講究，但卻提供更低成本以及更高的良率。
Vigna坦承，ST一直在思考採用CMOS晶圓來密封MEMS元件的各種可能性。“我們已經做一些實驗了，但至今仍沒有什麼進展。”
而採用系統級封裝方式同樣可讓MEMS換能器實現量產，接著再與不同的類比IC搭配作業，開發出各種不同的MEMS產品，甚至也能執行客戶特定設計，Vigna說。
如今市場上已有許多添加數位內容的MEMS元件，但Vigna再次強調，能為每一款不同元件選擇最佳製程才更有意義。因此，讓機械式MEMS元件採用MEMS專用的1微米製程，類比調節晶片最好採用130nm CMOS製程，而內建微處理器與記憶體的數位IC或許可以採用90nm CMOS製程。
“第四種元素或許可以採用像SPIRIT-1晶片吧！”Vigna表示。SPIRIT-1是ST最近開發的90奈米低功耗無線晶片。這款RF晶片專門針對可編程資料率在1-500kbps的1GHz以下應用而設計。Vigna補充說，ST可能會採用同樣的CMOS製程中整合數位與RF，維持其3款主動晶片加上密封封裝的組裝方式。
Vigna說，ST將會在2013年年底前於市場上推出這種無線MEMS，該公司目前已經開始銷售MEMS結合射頻收發器的電路板級產品，同時也正與客戶合作開發家用以及人體穿載式的各種應用。
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