上周,一場主題為“構(gòu)造MEMS傳感器的未來”的研討會在美國加州圣克拉拉市召開,來自MEMS生態(tài)系統(tǒng)的各方代表暢所欲言,談論MEMS的未來發(fā)展方向。會議按兩個主題并列進行,一個是關于消費電子領域的MEMS,另一個是關于醫(yī)療保健和健康領域的MEMS。
在關于消費電子MEMS的主題中,首先發(fā)言的是PNI總裁兼首席執(zhí)行官Becky Oh,他介紹了PNI公司最近推出的1.5-by-1.5-by-0.5毫米芯片的背后歷史。該芯片可以執(zhí)行復雜的傳感器融合功能,代替任何廠商的加速計、陀螺儀、磁力計和高度計,然后把位置信息傳送給應用處理器。該芯片名為“Sentral”,這種機器狀態(tài)芯片在功能方面類似于蘋果最近宣布的用于iPhone 5s的M7傳感器融合芯片,都是把傳感器融合功能從應用處理器卸除,而只消耗應用處理器的1%功率。
在消費MEMS方面,其它重點發(fā)言人還包括博通高級項目經(jīng)理Steve Malkos,介紹了一種創(chuàng)新性的傳感器融合算法,可以通過把GPS信息與加速計、陀螺儀、磁力計和高度計的航位推算功能相結(jié)合,用于確定位置信息。它被稱為混合通用位置應用(HULA),使用Kalman過濾器來補償單個傳感器的誤差,比如GPS信號受阻或者影響磁力計讀數(shù)的雜散磁場,從而獲得更加精確的位置信息。

博通的HULA,使用Kalman過濾器來補償單個傳感器的誤差,從而獲得更加精確的位置信息(下右),這些信息可以用一個磁力計(上右)或一個陀螺儀(下左)來獲得。(來源:博通)
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“博通2006年以來一直在研究HULA,” Malkos在會議上表示,“現(xiàn)在,甚至在城市峽谷中也能提供優(yōu)異的精度,城市中的高樓經(jīng)常阻斷GPS信號?!?
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第二頁:滿足未來需求:從“傳感器融合”走向“數(shù)據(jù)融合”
第三頁:MEMS在醫(yī)療領域的下一個應用前沿是……
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滿足未來需求:從“傳感器融合”走向“數(shù)據(jù)融合”
在“數(shù)據(jù)融合——MEMS應用的基石”會場,Movea Inc.的客戶解決方案架構(gòu)師Tim Kelliher認為,為滿足未來的需求,我們需要從“傳感器融合”走向“數(shù)據(jù)融合”,因為現(xiàn)在智能手機可以使用不同類型的數(shù)據(jù),可以使其能夠提前預見你的需求,比如,當你坐在影院里面時自動關掉你的手機鈴聲。
在一個名為“MEMS與傳感器,通向主流之旅”的會場,飛兆半導體MEMS與傳感器解決方案副總裁Janusz Bryzek預測,不遠的將來,將有數(shù)萬億個傳感器布署在全球各地,需要1.3億個8英寸ASIC晶圓和2.6億個8英寸MEMS晶圓,總計需要3億平米的硅基板。Bryzek追溯了MEMS傳感器的發(fā)展歷史,從1950年代一直到今天,預言MEMS市場的增長速度將繼續(xù)快于總體半導體產(chǎn)業(yè)(參見下圖),并呼吁夢想者和他們一起設想傳感器發(fā)展的路線圖——類似于國際半導體技術路線圖。這將是“萬億傳感器峰會”(2013年10月23-25日,美國加州斯坦福)的目標之一,Janusz Bryzek擔任該會議的主席。

MEMS芯片市場(綠色)增長略快于總體半導體市場(藍色),2023年出貨量將達到萬億大關。(來源:Janusz Bryzek,飛兆半導體)
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在一個題為“MEMS傳感器將在可穿戴產(chǎn)品及我們使用的一切物品中無處不在,創(chuàng)造一個更加完全、更加方便和更加高效的新世界”的主旨發(fā)言中,意法半導體模擬、MEMS傳感器執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Benedetto Vigna把繁榮發(fā)展的消費MEMS市場與快速增長的醫(yī)療保健和健康MEMS市場聯(lián)系在了一起。Vigna追溯了人機界面的歷史,從鍵盤到鼠標,直到當今利用動作感應MEMS傳感器來控制機器,比如任天堂的Wii。由于這些成果,目前各種新型人機界面選擇急劇增多,促使觸摸、手勢、語音和圖像識別在消費產(chǎn)品中日益流行?,F(xiàn)在消費者的興趣已被點燃,向采用同樣MEMS傳感器的可穿戴產(chǎn)品的過渡正在進行之中,比如Fitbit和Nike Fuelband,這些產(chǎn)品通過追蹤人們的活動水平來督促健身。
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第三頁:MEMS在醫(yī)療領域的下一個應用前沿是……
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MEMS在醫(yī)療領域的下一個應用前沿是……
醫(yī)用MEMS是最新的領域,美國食品及藥物管理局(FDA)已批準十幾種基于MEMS的健康監(jiān)控設備,比如Preventice公司的BodyGuardian遠程監(jiān)控系統(tǒng),它把一個膠帶直接貼在人體上,然后隨時把心電圖、心率、呼吸率和活動水平通過無線方式發(fā)送給醫(yī)療人員,從而幫助老年人安享晚年,病人更早地安全離開醫(yī)院,從而減輕醫(yī)院人滿為患的問題。
“我們的目標是讓病人把醫(yī)院帶回家,” Preventice的高級營銷副總裁Michael Emerson在報告中表示,主題是“MEMS在診斷與治療中的應用”?!巴ㄟ^使用可穿戴設備和相關設備用于診斷、治療和康復計劃管理,我們能夠改善病人參與、降低成本和提供更好的病人看護?!?
據(jù)A.M. Fitzgerald & Associates LLC創(chuàng)始人Alissa Fitzgerald表示,MEMS在醫(yī)療保健領域的下一個應用前沿是可植入傳感器。她的公司已向幾十家客戶提供關于整個MEMS器件技術開發(fā)周期的建議,從商業(yè)和IP策略,到初始設計、原型生產(chǎn)和代工轉(zhuǎn)移。
Fitzgerald表示:“MEMS將改變醫(yī)療保健和健康的未來,它能更加精確地感測人體生理狀況,從而實現(xiàn)更好的診斷與更有效的治療?!?
在其題為“MEMS整合到醫(yī)療解決方案所面臨的挑戰(zhàn)”的報告中,她討論了生物不相容性挑戰(zhàn):硅芯片必須封裝起來,防止人體被芯片尖銳的邊角劃傷,同時需要防止芯片內(nèi)部被體液所腐蝕。她介紹了當今最先進的可植入MEMS器件,包括Debiotech公司與意法半導體合作開發(fā)的胰島素注射泵,可以自動向監(jiān)控糖尿病患者并釋放胰島素;CardioMEMS正在開發(fā)的可植入血壓監(jiān)測計。
在最后一場“MEMS傳感器在醫(yī)療保健與健康領域的未來” 會議中,Replenish的MEMS制程工程師Blake Axelrod介紹了一種迄今最大膽的可植入MEMS器件:可以植入到眼內(nèi)的一種微流體泵,可以在需要時精確地釋出幾納升的藥物,可以持續(xù)工作九個月才需要重新裝藥。

Replenish公司的可植入微流體泵可以安置在眼內(nèi),可以在需要時精確地釋出幾納升的藥物,可以持續(xù)工作九個月才需要重新裝藥。(來源:Replenish)
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責編:Quentin