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MEMS傳感器推動工業(yè)智能化 ST助力關鍵應用

2020/11/10
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日前,ST 公司總裁兼首席執(zhí)行官 Jean-Marc Chery 在評論該公司今年第三季度業(yè)績時表示,公司凈營收環(huán)比提高了 27.8%,比最高預期高 690 個基點。這份財報顯示該公司今年第三季度凈營收 26.7 億美元,毛利率 36.0%,營業(yè)利潤率 12.3%,凈利潤 2.42 億美元。ST 的整個第三季度市場環(huán)境明顯好于預期,而增長動力主要來自汽車、個人電子產(chǎn)品MCU。

財報中,關于 MEMS 傳感器的業(yè)務描述顯示出這家全球頭部供應商的傳感器業(yè)務勢頭強勁——雖然與去年同期相比,汽車產(chǎn)品、影像芯片和功率分立器件收入有所下降,但是微控制器、射頻通信、MEMS 和模擬器件銷售收入增長抵消了部分降幅。

ST 不久前參加了慕尼黑華南電子展,在接受<與非網(wǎng)>的專訪時,ST MEMS 傳感器亞太區(qū)市場經(jīng)理息志強詳細介紹了該公司在 MEMS 傳感器方面的產(chǎn)品技術(shù)和應用。從產(chǎn)品線看,ST 的 MEMS 傳感器主要包括加速度計、陀螺儀、地磁、氣壓計,以及溫濕度相關的環(huán)境傳感器。除了傳感器,ST 還有一類產(chǎn)品是 MEMS 微執(zhí)行器,這類產(chǎn)品早在 2000 年就用于打印機的噴墨打印頭,用于控制分辨率和灰度。

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圖:ST MEMS 傳感器亞太區(qū)市場經(jīng)理息志強

目前,ST 的傳感器業(yè)務在全球有 3 萬多家客戶,全球每兩部手機、每兩部車載導航儀和每兩顆 DRAM 中,就有一顆 ST 的 MEMS,其在工業(yè)水壓和環(huán)境壓力傳感器市場也居于領先地位。就中國市場而言,ST 傳感器業(yè)務集中在消費類,工業(yè)和汽車領域,后兩者市場正在快速增長,動力來自于智能工業(yè)和新能源車。

無疑,工業(yè)智能化需要更多的傳感器。息志強表示,ST 正在加大對工業(yè)領域投入,“沒有傳感器對設備進行感知的話,就沒辦法實現(xiàn)閉環(huán)控制,控制精度會受限?!毕⒅緩娬f,“工業(yè)類應用分類很雜,其中振動檢測是一個主要應用。大型工業(yè)設備中有很多電機,傳統(tǒng)上,要靠人工進行停機巡檢來保障運行穩(wěn)定,這個成本很高,如果使用 MEMS 傳感設備去通過感應震動來分辨設備運行狀態(tài),就可以實現(xiàn)預診斷,減少人工和停產(chǎn)成本?!?/p>

息志強提到的預診斷是工業(yè)智能化的一個典型特征。在工業(yè) 4.0 中,設備的維護將從預防性轉(zhuǎn)變?yōu)轭A見性,預測維護(PDM)是工業(yè) 4.0 的關鍵資產(chǎn),需要通過傳感器進行監(jiān)視保持設備在適當條件下工作。據(jù)埃森哲分析,預測維護將減少 12%的定期修理,減少維修費用 30%,減少 50%機器停機時間和 70%的崩潰。

在預測維護中,傳感器發(fā)揮著重要的作用,ST 提供的 MEMS 加速度計和麥克風是振動測量的關鍵傳感器。這一應用中,MEMS 傳感器性能將直接影響測量結(jié)果。例如,在加速度計性能上,高信號帶寬頻率響應與濾波可以精確的捕捉不同的缺陷 / 磨損帶來的震動頻率,低噪聲可以識別早期的缺陷和磨損,高工作溫度范圍可以使傳感器與被監(jiān)測設備的工作條件相匹配,多軸(3 軸)則允許監(jiān)測更多的缺陷 / 磨損(不平衡,失調(diào),軸承等),數(shù)字輸出能更好滿足復雜性、成本和可靠性的要求。

在麥克風應用方面,寬帶寬可以支持麥克風在標準音頻帶寬以及超聲波領域工作,高聲壓過載點(AOP)可以保證在強環(huán)境聲音下的感知能力,模擬和數(shù)字輸出接口則能夠更好地和處理器匹配。

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圖:用于工業(yè)設備監(jiān)測的采用 ST MEMS 傳感器的一個振動測量設備

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圖:一款采用了氣壓計的口罩設計巧妙

智能安裝是工業(yè)傳感應用中的一個主要場景,包括天線指向、智能安裝、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和平臺水準等,而工業(yè)測斜儀是其中主要的設備,其要求傳感器具備高分辨率、高精度、高穩(wěn)定性、低噪聲密度(與角度直接連接)和低功耗特性。

針對這一市場,ST 最新推出了 IIS3DHHC 和 IIS2ICLX 兩款 MEMS 傳感器,并已量產(chǎn)。

從具體應用看,電梯、叉車、起重機、車庫門、傾斜報警、太陽能電池板定位、水準儀等一直是工業(yè)測斜儀的標準應用,實際上,新的應用也有不少。如用于測量結(jié)構(gòu)中加速度、變形的微小變化。包括建筑、基礎設施監(jiān)測,施工期間的結(jié)構(gòu)維護,歷史紀念碑監(jiān)測以及滑坡、海嘯、地震等。

還有一個未來可期的應用,就是 5G 有源天線的測斜儀。有源天線通過智能集成,提高了基站的效率,使運營商能夠顯著增加為其網(wǎng)絡設置的容量和覆蓋目標。息志強表示,5G 基站天線有三面,每一面覆蓋 120 度,并且其傾角也是固定的,如果傾斜或傾角發(fā)生變化(風吹或其他外因影響)的話,會造成信號盲區(qū)。如果采用 IMU(XL+陀螺)來監(jiān)測天線傾斜和旋轉(zhuǎn)檢測,加上步進電機進行電調(diào),就可以實現(xiàn)自主管理。ST 推出的 iNEMO 慣性模塊 ISM330DHCX 就非常適用于這一場景,當然,最終是否規(guī)?;瘧蒙踔脸蔀闃伺?,還需要系統(tǒng)的成本因素。

意法半導體

意法半導體

意法半導體(ST)集團于1987年6月成立,是由意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導體公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics將公司名稱改為意法半導體有限公司。意法半導體是世界最大的半導體公司之一,公司銷售收入在半導體工業(yè)五大高速增長市場之間分布均衡(五大市場占2007年銷售收入的百分比):通信(35%),消費(17%),計算機(16%),汽車(16%),工業(yè)(16%)。 據(jù)最新的工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),意法半導體是全球第五大半導體廠商,在很多市場居世界領先水平。例如,意法半導體是世界第一大專用模擬芯片和電源轉(zhuǎn)換芯片制造商,世界第一大工業(yè)半導體和機頂盒芯片供應商,而且在分立器件、手機相機模塊和車用集成電路領域居世界前列.

意法半導體(ST)集團于1987年6月成立,是由意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導體公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics將公司名稱改為意法半導體有限公司。意法半導體是世界最大的半導體公司之一,公司銷售收入在半導體工業(yè)五大高速增長市場之間分布均衡(五大市場占2007年銷售收入的百分比):通信(35%),消費(17%),計算機(16%),汽車(16%),工業(yè)(16%)。 據(jù)最新的工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),意法半導體是全球第五大半導體廠商,在很多市場居世界領先水平。例如,意法半導體是世界第一大專用模擬芯片和電源轉(zhuǎn)換芯片制造商,世界第一大工業(yè)半導體和機頂盒芯片供應商,而且在分立器件、手機相機模塊和車用集成電路領域居世界前列.收起

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與非網(wǎng)內(nèi)容總監(jiān)。電子科技行業(yè)媒體人,熱衷于觀察產(chǎn)業(yè),沉湎于創(chuàng)新技術(shù)。好奇常駐,樂在其中。