ST MEMS在工業(yè)4.0時(shí)代大顯身手

伴隨著數(shù)字時(shí)代、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，到移動(dòng)時(shí)代，再到近年來的云時(shí)代、IoT時(shí)代的變遷，MEMS在移動(dòng)時(shí)代迎來了第一個(gè)黃金發(fā)展階段，并且隨著智能手機(jī)走進(jìn)千家萬戶，MEMS(尤其是消費(fèi)類MEMS)便在智能手機(jī)中獲得了極其廣泛的應(yīng)用。如今，MEMS又迎來了一個(gè)新的黃金發(fā)展階段，也就是第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0。

意法半導(dǎo)體(ST)MEMS傳感器已經(jīng)擁有20年的歷史，到今年累計(jì)出貨共140億片，不僅在消費(fèi)類市場(chǎng)獲得巨大的成功，而且從消費(fèi)類市場(chǎng)到車用市場(chǎng)，再到工業(yè)市場(chǎng)，每一步都走得十分扎實(shí)。近日，ST MEMS 傳感器產(chǎn)品部消費(fèi)類MEMS事業(yè)部總監(jiān)Simone Ferri詳細(xì)介紹了ST MEMS在工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及如何在工業(yè)4.0時(shí)代創(chuàng)造新的輝煌。

ST抓住工業(yè)4.0機(jī)遇，發(fā)力工業(yè)MEMS市場(chǎng)

目前，MCU在工業(yè)領(lǐng)域的主控地位越來越重要，傳感器作為輔助大腦的感知單元，與“大腦”MCU結(jié)合得越來越緊密，各種數(shù)據(jù)都需要傳感器去采集，并上傳到MCU。傳感器的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：一是MEMS微機(jī)電的設(shè)計(jì)，二是ASIC數(shù)據(jù)電路的設(shè)計(jì)，三是芯片的封裝。ST的理念是針對(duì)不同市場(chǎng)和應(yīng)用，打造滿足不同需求的傳感器。

不同于消費(fèi)類市場(chǎng)和車用市場(chǎng)，工業(yè)市場(chǎng)看重的是更長(zhǎng)的使用壽命以及更高的可靠度和準(zhǔn)確度。ST在工業(yè)MEMS中加了針對(duì)工業(yè)市場(chǎng)的特有設(shè)計(jì)，比如：在ASIC中加入了針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域經(jīng)常用的通信協(xié)議；為了延長(zhǎng)使用壽命、提高可靠度，引進(jìn)了汽車?yán)锩娼?jīng)常用到的陶瓷封裝，同時(shí)保留了成本較低的LGA封裝。值得一提的是，ST所有工業(yè)級(jí)傳感器都向客戶保證不低于10年的供貨周期。

ST在工業(yè)4.0時(shí)代扮演了比較關(guān)鍵的角色，在整個(gè)工業(yè)4.0系統(tǒng)架構(gòu)里，ST是作為一個(gè)能提供多種產(chǎn)品和解決方案的半導(dǎo)體供應(yīng)商存在的。除了有豐富多種多樣的傳感器以外，ST還有作為主控制器的MCU，以及作為數(shù)據(jù)連接關(guān)鍵器件的連接器件。MCU、傳感器以及連接器件，就形成了微小的子系統(tǒng)，通過把相應(yīng)的半導(dǎo)體器件提供給做MEMS模塊或者M(jìn)EMS產(chǎn)品的提供商，就能夠?qū)⑿酒龀蓚鞲衅鞴?jié)點(diǎn)，放在工業(yè)4.0網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)處。系統(tǒng)集成商采集這些節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，收集到云端，在服務(wù)器端進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，最后應(yīng)用到不同的市場(chǎng)中，比如機(jī)器人、汽車及能源、農(nóng)業(yè)等等與消費(fèi)電子完全不一樣的市場(chǎng)。

ST工業(yè)MEMS產(chǎn)品陣容將持續(xù)壯大

ST在消費(fèi)類市場(chǎng)和車用市場(chǎng)擁有大量的成功經(jīng)驗(yàn)，這為其向工業(yè)市場(chǎng)延伸打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。ST將先進(jìn)的技術(shù)帶到工業(yè)領(lǐng)域，雖然不同的工業(yè)設(shè)備對(duì)精度、功耗、可靠度這三個(gè)指標(biāo)有不同的要求，但ST能夠?qū)⑦@三個(gè)指標(biāo)在各個(gè)器件上做到很好的平衡。

在工業(yè)設(shè)備制造、運(yùn)輸、安裝和使用的過程中，ST MEMS都有具體的應(yīng)用。例如，在工業(yè)設(shè)備運(yùn)輸?shù)倪^程中，可以使用ST傳感器檢測(cè)撞擊、振動(dòng)、溫度、濕度等等。在安裝過程中，有些機(jī)器設(shè)備需要確保水平安裝或以一定的角度安裝，確保使用環(huán)境符合工業(yè)設(shè)備的安裝要求，這些都可以由ST傳感器檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。在工業(yè)設(shè)備使用的過程中，ST傳感器同樣可以用來偵測(cè)設(shè)備的使用狀態(tài)以及使用壽命等。

ST工業(yè) MSMS擁有強(qiáng)大的產(chǎn)品陣容：工業(yè)陀螺儀I3G4250D對(duì)環(huán)境的溫度變化穩(wěn)定性非常高；加速器和陀螺儀二合一的6軸慣性測(cè)量單元ISM330DLC，廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、機(jī)械手臂等工業(yè)領(lǐng)域；IIS2DH是第一顆工業(yè)級(jí)的加速器，尺寸小，功耗低，可以廣泛用在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域；加速度和磁力計(jì)二合一的ISM303DAC，可以應(yīng)用于判斷，比如國(guó)內(nèi)有一些智能城市的項(xiàng)目開始使用智能井蓋，智能井蓋中的磁力計(jì)可以檢測(cè)該井蓋有沒有被非法移動(dòng)。

IIS3DHHC是幾個(gè)月前剛剛發(fā)布的用來測(cè)量角度或者傾角的高精準(zhǔn)度測(cè)斜儀，可以廣泛地應(yīng)用在路橋、隧道以及建筑設(shè)計(jì)中。在隧道里，它可以用來監(jiān)測(cè)某個(gè)管道的傾斜角度以及檢測(cè)某些設(shè)備的振動(dòng)，有助于道路安全和建筑安全。在建筑設(shè)計(jì)中，它可用于重型叉車中，在搬運(yùn)比較重的貨物時(shí)監(jiān)測(cè)叉車前面叉的角度，如果超過安全范圍，及時(shí)報(bào)警。

ST的傳感器在既有的設(shè)備和新設(shè)計(jì)的設(shè)備里如何安置呢？在既有的設(shè)備里，由于設(shè)備本身的種種限制，傳感器大多只能放在特定的位置上，基于既有的系統(tǒng)架構(gòu)，通過無線傳輸?shù)姆绞缴蟼鱾鞲衅鳈z測(cè)到的數(shù)據(jù)。而對(duì)于新的設(shè)備，自然有更大的空間來設(shè)計(jì)傳感器，比如選擇更容易檢測(cè)到振動(dòng)的位置以及工業(yè)領(lǐng)域比較流行的IO-Link工業(yè)通信協(xié)議，使傳感器數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)總線上傳到系統(tǒng)。