MEMS傳感技術是一種革命性的技術，它結合了微電子制造技術和微機械加工制造技術，用于制造微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源等，形成了一個集成的微型機電系統(tǒng)。這種技術不僅在材料、工作原理、制作工藝等方面與傳統(tǒng)傳感器有顯著區(qū)別，而且其應用領域廣泛，包括醫(yī)療、航空、航天、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控、軍事等幾乎人們所接觸到的所有領域。

MEMS傳感器的核心在于其敏感材料的特殊效應，通過微機械加工技術，可以制造出感受壓力、溫度、磁場、加速度等各種參數的穩(wěn)定結構器件，實現對各種相關參數的感知、測試和轉換。

本白皮書主要以MEMS傳感技術為主題，對相關技術進展進行梳理和總結。

首先，對傳感器定義和歷史進行介紹，對MEMS傳感的發(fā)展過程進行梳理，分析MEMS傳感技術已經經歷了三次熱潮。

其次，對MEMS傳感技術進行分類，分別為MEMS靜電傳感技術、熱敏傳感技術、壓阻傳感技術、壓電傳感技術、生物傳感技術和其它傳感技術。

然后對MEMS傳感技術進行詳細介紹，包括：MEMS靜電傳感技術，通過技術應用介紹慣性傳感器和電容式壓力傳感器的原理和器件，消費類產品如博世的BMI260和車規(guī)級的村田SCHA634都是典型的6軸慣導；MEMS熱敏傳感技術，介紹典型的微熱板氣體傳感器SGP40和熱電陣列堆HTPA32x32d和流量傳感器D6F；MEMS壓阻傳感技術，典型應用在壓阻式壓力傳感器，介紹了First Sensor的IL系列，壓力傳感器中的電路會通過電極連接到壓阻元件，形成一個惠斯通電橋電路；MEMS壓電傳感技術，介紹了村田基于陶瓷基底的熱補償濾波器和高通的ultraSAW濾波器技術；MEMS生物傳感技術，介紹了兩電極體系(工作電極和對電極)和三電極體系(工作電極、對電極和參比電極) 兩種結構；MEMS其它傳感技術，包括MEMS濕度傳感技術，MEMS超聲波傳感技術、MEMS磁阻傳感技術、MEMS光纖技術和新型MEMS技術。

最后，對MEMS傳感技術進行總結和展望。

1.  越來越智能，可以充當邊緣設備

更高的計算能力和檢測來自多個離散傳感元件的信號的能力(智能傳感器)，可以直接處理信號，傳感器成為邊緣 設備，將AI融入，立即做出決策，減少數據被盜的風險；‍

單個設備中搭載的傳感器數量逐漸增加，同時為了提升信號識別與收集的效果和器件的集成化程度，傳感器之間開始實現融合與協(xié)同。

2. 更加節(jié)能/無源化

通過減小外形尺寸、提高信噪比，使傳感器更加節(jié)能；

物聯(lián)網時代需要用到無線MEMS傳感器，無線傳感模塊與能量收集技術結合使MEMS傳感器實現無源化。

3. 軟傳感器和虛擬傳感器

安裝物理傳感器不切實際或成本高昂(例如，在復雜或危險的環(huán)境中)，替代解決方案包括軟傳感器和虛擬傳感器。

4. 先進工藝、封裝、微型化，尺寸和成本持續(xù)下降

三維（3D）集成（包括大熱的Chiplet），如MEMS后道工藝、集成電路芯片/單芯片SoC片上系統(tǒng)的三維堆疊；

改進封裝結構計縮小器件尺寸，也同步縮小芯片的尺寸，MEMS將逐步向NEMS（納機電系統(tǒng)）轉變；

埋入式軟件/算法、邊緣智能和異質異構集成技術。

5. 材料技術創(chuàng)新

材料革命，如采用氮化鋁、鋯鈦酸鉛等壓電新材料來提升MEMS器件的功能、增強靈敏度，和降低能耗。

6. 傳感器融合（尤其是自動駕駛）

自動駕駛的三個關鍵傳感器包括LiDAR（激光雷達）、雷達（毫米波、超聲波等）和3D相機。

7. 生物傳感器（用于醫(yī)療健康）

生物元件與被測分析物相互作用，換能器將生物反應轉化為電信號。

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