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MEMS新技术促成意想不到的应用
YolePR | 2017-11-13 14:20:19    阅读:466   发布文章

新的传感器技术以及更聪明有效地整合情报资讯的方法,持续地在不断变化的MEMS产业中创造意想不到的多样机会。

 

传感器需具备情境意识

即将于SEMI | MSIG MEMS & Sensors ExecutiveCongress大会上进行专题演说的英特尔Intel预期计算实验室(AnticipatoryComputing Lab)负责人Ramon Nachman表示:“若想要数位助理能真正发挥便利生活的效果,搭载具有情绪解读功能的特定传感器是必须的。我们正试图透过更深入地了解使用者的需求以改变我们协助人们的方式。到目前为止,尝试主动协助的数位助理还不能充分达到便利的效果,因为他们对情境的理解能力相当有限。”



其中一项问题是现存为其他应用所设计的传感器并不能有效的量测这些应用所需的关键讯息。Nachman举例点出目前市场所面临的一些问题:例如由于瞳孔扩张与警惕性和注意力相关,因此试图侦测瞳孔扩张,然而传统的相机或影像传感器却是为了拍摄高品质的图像而设计的;或者是试图想要透过手机识别背景中发生的情况,但多数的手机会设计为自动滤除背景噪音。Nachman说:“如果能有针对传感器的API,开发人员可以透过设定让它们进行特别的任务,将对发展非常有帮助。随着创新周期的快速发展和机器学习的出现,传感器的变化速度还不足以跟上。”


传统MEMS传感器仍然有众多发展机会

人们可能认为MEMS传感器技术的发展将会趋缓,但事实证明还有很多创新机会。也会在SEMI |MEMS & Sensors Industry Group (MSIG)活动中发表的英飞凌传感器部门负责人RolandHelm表示:“您认为世界不需要更好的压力传感器 - 迄今已经开发出的压力传感器已经足以满足使用需求。但事实证明,与雷达或其他3D传感器结合,并使用更智能的算法或机器学习的更高性能的压力传感器或麦克风,开启了一系列意想不到的新应用。我们从来没有想过的事情其实是可能实现的。“

他指出新一代的超灵敏电容式压力传感器和麦克风,例如带有第二个背板的电容式传感器和麦克风,这些传感器和麦克风可以推动电容式感应的物理效应,从而实现新的使用案例。结合其他传感器和优化的软件,更好的压力传感器能协助稳定飞行中无人机的高度,或感测门或手机盖的开启或阖上,或检测室内人数已进行电力能源控管。新一代麦克风系统使语音控制设备能够适当地区分声音来自哪里,以及谁在说话。

石墨烯生物传感器的成功量产实现药物开发应用的可能

奈米医学诊断(Nanomedical Diagnostics)和MEMS代工厂商Rogue Valley Microdevices运用石墨烯在6英寸矽晶片上生产作为独特药物开发平台的商用生物传感器。石墨烯的电导率、高表面积和独特的生物相容性能够实现与现有技术相比,更广泛的检测范围,和更复杂样品的兼容性。包括美国疾病防治中心CDC,斯坦福Stanford大学,约翰霍普金斯Johns Hopkins大学,默克Merck药厂在内的组织都投身于研究使用该工具。Nanomedical旨在明年推出高通量(throughput)版本。


该公司开发了一种将CVD石墨烯转移到矽的高效系统,并与MEMS代工厂合作开发用于图案化单原子层膜的光刻和蚀刻制程。另一位主讲者,纳米医学诊断Nanomedical Diagnostics公司副总裁MitchellLerner指出:“我们需要一个愿意与非常规材料合作的MEMS代工厂。目前我们已经可维持超过200万个晶体管的营运,我们已经达到了提高产量所需的量。”这种石墨烯制造技术也可能应用于如光电检测、磁传感器和热控制集成电路等的其他应用。 



生物医学传感器市场的新兴契机

即将在活动中提供最新生物医学商机动态更新的Yole Développement分析师Sébastien Clerc表示,现值33亿美元的生物医学MEMS和微流体市场在未来几年内将有望能有重大规模的成长。根据Yole 2016年出版的市场报告,BioMEMS市场在过去四年中的年均增长幅度达到16%,但随着市场以从原先特殊利基市场装置转移到高需求量的产品,厂商们预估将可看到市场需求有显著的增加。消费者健康和健身传感器的质量和复杂度显著提高,代表着它们正逐渐接近医疗等级的性能表现,连带开辟了一个用于监测心脏病等慢性疾病的,具实质规模的市场。


随着分子诊断技术成熟,从简单的血液检测中也可以快速测试癌细胞,连带的,对于微流体现场即时随身照护装置的需求也可能在未来中期跃升至每年十亿单位。Clerc表示:“很多公司都在关注这一部分,而且它非常有可能是一个很大的市场,有望在未来对患者进行年度筛查,以在早期发现癌症。微流体技术的挑战是找出如何整合和制造芯片与化学药剂,特别是在样本准备阶段,目前仍然是非常具有挑战性的。”每一个不同的测试都需要准备不同的样本以及反应过程流程,尽管应该在研发过程的初期就先开始思考大量生产的可能,以避免昂贵和耗时的重新设计步骤,开发检测化学品并开始设计试验卡匣的学校和初创公司通常不具备设计批量生产系统的专业知识。




本文译自Paula DoeSEMI所撰写之MEMS& Sensors Executive Congress Preview: A Commodity Business? NewTechnologies Enabling Unexpected Applications一文



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