组合传感器是MEMS集成新方向
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MEMS产业正向多传感器集成方向前进,形成三大类组合传感器,体积更小、重量更轻、功能集成度更高的组合MEMS传感器是发展方向。
密闭封装(ClosedPackage)组合传感器是简单且发展较为成熟的,主要是惯性传感器,如多轴加速度计、陀螺仪和磁力计,21世纪初,美新(MEMSIC)和意法半导体(ST)最先将加速度计推到手机中,使得惯性组合传感器成为最成熟、最常用的集成器件。对于加速度计和陀螺仪,集成是在硅片上实现的,并通过系统级封装(SiP)将专用集成电路(ASIC)和磁力计集成在一起。
开放腔体(OpenCavity)组合传感器需要与外界联通以感知环境信息。例如,压力传感器可以和湿度传感器、气体传感器集成,这些传感器的集成主要采用系统级封装,因为大部分传感器采用不同的制造工艺,在单片硅晶圆上的集成成本过高。
第三类是光学窗口(Open-eyed)组合传感器,摄像头(图像传感器)是手机中最昂贵的传感器模组,手机中逐渐形成两个光学窗口组合传感器,包括前置和后置的图像传感器,也将集成现有的光学传感器,如接近传感器、环境光传感器和3D景深传感器等。
三种MEMS组合封装方式

根据HIS的数据,组合传感器市场在2011年之后占比逐步上升,预计到2017年一半的MEMS产品是组合形式。惯性传感器的价值已经严重下滑,从分立传感器转向组合传感器,三轴分立传感器,甚至六轴组合传感器的价格已经非常低了,集成三轴陀螺仪,三轴加速传感器,三轴磁感应传感器的九轴惯性传感器将有明显优势。
2006-2012组合MEMS产品VS分立MEMS产品销售趋势(单位:百万美元)

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