6月10日,，在南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會(huì)《汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新協(xié)作論壇》上，華東光電集成器件研究所副所長(zhǎng)展明浩帶來主題為《MEMS傳感器發(fā)展現(xiàn)狀及在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用》的報(bào)道。

　　華東光電集成器件研究所副所長(zhǎng)展明浩

　　我的介紹分為四個(gè)方面：傳感器簡(jiǎn)介；MEMS傳感器發(fā)展以及現(xiàn)狀；MEMS傳感器在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用；本單位MEMS傳感器的產(chǎn)業(yè)情況。

　　一,、傳感器簡(jiǎn)介：分為傳感器概念、傳感器發(fā)展歷程和MEMS傳感器概念,。

　　傳感器概念,。通俗講就是檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息,，并能將感受到的信息轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,，包括轉(zhuǎn)換元件、條理電路,、敏感元件,。

　　從17世紀(jì)發(fā)展溫度計(jì)開始發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：結(jié)構(gòu)型傳感器、固體型傳感器,、MEMS傳感器,，它是兼容的MEMS技術(shù)。隨著集成電路工藝的不斷完善,，傳感器工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)微型化和集成化,、智能化。

　　MEMS傳感器：采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器,。特點(diǎn)是體積小,、重量輕、成本低,、功耗低,、可靠性高、適于批量化,，易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn),。IC和MEMS結(jié)合新型的傳感器。右圖可以看到以前的傳感器是機(jī)械加工的方法,，現(xiàn)在用集成電路技術(shù),，光刻、刻蝕等技術(shù)發(fā)展MEMS傳感器,。

　　二,、MEMS傳感器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

　　發(fā)展里程碑,。第一個(gè)是MEMS壓力傳感器誕生—體硅各向異性化學(xué)腐蝕工藝,。1970年Waggener提出電化學(xué)自停止腐蝕技術(shù)，獲得精確控制KOH腐蝕體硅的工藝,，所以體硅工藝在這一年誕生了,。IBM實(shí)驗(yàn)室的Kurt  Peterson利用電化學(xué)自停止腐蝕技術(shù)制作了硅基壓力傳感器,，1974年，壓力傳感器最早成功的MEMS商業(yè)化產(chǎn)品,。

　　第二個(gè)是MEMS慣性傳感器誕生—平面犧牲層工藝,。1988年Berkley利用犧牲層工藝制作了首個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；1989年制作了平面橫向靜電驅(qū)動(dòng)器,；1992年Draper實(shí)驗(yàn)室報(bào)道了首款微機(jī)陀螺,；1993年ADI加速度計(jì)量產(chǎn)CMOS-MEMS工藝。

　　第三個(gè)是光MEMS器件—平面犧牲層工藝,。1987年德州儀器發(fā)布DLP芯片問世,；1997年實(shí)現(xiàn)民用化。

　　第四個(gè)是深硅刻蝕工藝—1994年,。德國BOSCH公司發(fā)明DRIE技術(shù),，便于形成高深寬比、高垂直度結(jié)構(gòu),，顛覆未來MEMS工藝技術(shù)的發(fā)展方向,。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來MEMS技術(shù)以超高速創(chuàng)新發(fā)展誕生了很多新型傳感器。這是慣性,、光MEMS,、生物治療MEMS、射頻MEMS等等,。

　　三,、MEMS五傳感器在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用

　　國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦等11部委聯(lián)合印發(fā)的智能汽車行業(yè)發(fā)展頂層設(shè)計(jì)和國家級(jí)戰(zhàn)略,。

　　MEMS傳感器在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中的應(yīng)用—這是中國智能車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路線圖,，從L1級(jí)到L4級(jí)，L5級(jí),，到2025年實(shí)現(xiàn)L4,，L5級(jí)的無人駕駛。

　　無人駕駛發(fā)展路線,。未來的自動(dòng)駕駛聯(lián)合自主化和網(wǎng)聯(lián)化形式,，兩種技術(shù)互為補(bǔ)充形成自動(dòng)駕駛的能力。這是無人駕駛交叉多技術(shù),、產(chǎn)業(yè)融合技術(shù),。

　　感知是智能駕駛的前提。外界環(huán)境的高靈敏度感知技術(shù)是汽車自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)之一,，它是通過安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車和周邊的傳感器及網(wǎng)絡(luò),，實(shí)時(shí)識(shí)別。所以自動(dòng)駕駛汽車都布滿了傳感器,。

　　IMU在無人駕駛中扮演重要角色,。

　　慣性測(cè)量單元,。是所有定位系統(tǒng)中最關(guān)鍵的傳感器之一，測(cè)量運(yùn)動(dòng),、加速度和旋轉(zhuǎn)速度的基本物理量,，而且不受天氣和其他環(huán)境的影響，不受任何干擾,。IMU和相關(guān)數(shù)據(jù)融合也是自動(dòng)駕駛很關(guān)鍵的部分,。

　　四、本單位MEMS傳感器的產(chǎn)業(yè)情況

　　華東光電集成器件研究所是中國高端芯片聯(lián)盟成員單位,，是中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)單位,，是國家集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成員單位，也是國家發(fā)改委批復(fù)的微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,。

　　我們具有一條6英寸MEMS體谷SOI工藝平臺(tái),，包含硅硅鍵合、高深寬筆SOI結(jié)構(gòu)刻蝕釋放,、高深寬比TSV刻蝕與填充,，也列了一些產(chǎn)品。

　　平臺(tái)情況,。我們有完整的設(shè)計(jì)平臺(tái),，里面有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、ASIC設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì),。

　　MEMS制造平臺(tái)：有SOI體硅工藝體系、TSV工藝體系,、壓軸體硅工藝體系,。一站式給用戶提供定制服務(wù)。

　　這里是我們單位傳感器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的情況,，一是MEMS氣體傳感器用在家用呼吸機(jī),、慣性傳感器用在康復(fù)醫(yī)療，同時(shí)也用在自動(dòng)駕駛汽車上,，還有MEMS紅外傳感器用在額溫槍,，壓力傳感器、超聲換能器,、實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的光微鏡是用在激光雷達(dá)上的,。

　　總結(jié)

　　微機(jī)電系統(tǒng)涉及物理、半導(dǎo)體,、化學(xué),、電子工程、化學(xué),、材料工程,、機(jī)械工程、醫(yī)學(xué),、信息工程及生物工程等多學(xué)科,；

　　隨著新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn),，以MEMS技術(shù)為代表的半導(dǎo)體行業(yè),，將加速進(jìn)入發(fā)展的快車道；

　　MEMS技術(shù)將使傳感器應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生顛覆性變化和更多場(chǎng)景的應(yīng)用,；

　　MEMS技術(shù)在自動(dòng)駕駛等未來領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,，促進(jìn)自動(dòng)駕駛早日走向我們的生活；

　　5G,、自動(dòng)駕駛,、新型智慧城市等國家發(fā)展戰(zhàn)略促進(jìn)下，將進(jìn)一步促進(jìn)MEMS產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈繁榮與發(fā)展,；

　　國內(nèi)MEMS廠家正逐步走向世界舞臺(tái),，在性能、市場(chǎng)空間等方面優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯,。