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工业4.0时代,ST MEMS在工业市场大显身手

2018-09-12 16:24:46   来源:单片机与嵌入式系统应用   浏览: 439 次

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  伴随着数字时代、互联网时代,到移动时代,再到近年来的云时代、IoT时代的变迁,MEMS的应用空间愈加宽广,并在移动时代迎来了第一个黄金发展阶段。随着智能手机走进千家万户,MEMS(尤其是消费类MEMS)便在智能手机中获得了极其广泛的应用。如今,MEMS又迎来了一个新的黄金发展阶段,也就是第四次工业革命—工业4.0。

  意法半导体(ST)MEMS传感器已经拥有20年的历史,到今年累计出货共140亿片,不仅在消费类市场获得巨大的成功,而且从消费类市场到车用市场,再到工业市场,每一步都走得十分扎实。近日,ST MEMS 传感器产品部消费类MEMS事业部总监Simone Ferri详细介绍了ST MEMS在工业市场的发展现状,以及如何在工业4.0时代创造新的辉煌。

  ST MEMS 传感器产品部消费类MEMS事业部总监Simone Ferri

  ST抓住工业4.0机遇,发力工业MEMS市场

  目前,MCU在工业领域的主控地位越来越重要,传感器作为辅助大脑的感知单元,与“大脑”MCU结合得越来越紧密,各种数据都需要传感器去采集,并上传到MCU。传感器的设计主要包括三个方面:一是MEMS微机电的设计,二是ASIC数据电路的设计,三是芯片的封装。ST的理念是针对不同市场和应用,打造满足不同需求的传感器。

  不同于消费类市场和车用市场,工业市场看重的是更长的使用寿命以及更高的可靠度和准确度。ST在工业MEMS中加了针对工业市场的特有设计,比如:在ASIC中加入了针对工业领域经常用的通信协议;为了延长使用寿命、提高可靠度,引进了汽车里面经常用到的陶瓷封装,同时保留了成本较低的LGA封装。值得一提的是,ST所有工业级传感器都向客户保证不低于10年的供货周期。

  ST在工业4.0时代扮演了比较关键的角色,在整个工业4.0系统架构里,ST是作为一个能提供多种产品和解决方案的半导体供应商存在的。除了有丰富多种多样的传感器以外,ST还有作为主控制器的MCU,以及作为数据连接关键器件的连接器件。MCU、传感器以及连接器件,就形成了微小的子系统,通过把相应的半导体器件提供给做MEMS模块或者MEMS产品的提供商,就能够将芯片做成传感器节点,放在工业4.0网络的各个节点处。系统集成商采集这些节点的数据,收集到云端,在服务器端进行大数据分析,最后应用到不同的市场中,比如机器人、汽车及能源、农业等等与消费电子完全不一样的市场。

  ST工业MEMS产品阵容将持续壮大

  ST在消费类市场和车用市场拥有大量的成功经验,这为其向工业市场延伸打下了坚实的基础。ST将先进的技术带到工业领域,虽然不同的工业设备对精度、功耗、可靠度这三个指标有不同的要求,但ST能够将这三个指标在各个器件上做到很好的平衡。

  在工业设备制造、运输、安装和使用的过程中,ST MEMS都有具体的应用。例如,在工业设备运输的过程中,可以使用ST传感器检测撞击、振动、温度、湿度等等。在安装过程中,有些机器设备需要确保水平安装或以一定的角度安装,确保使用环境符合工业设备的安装要求,这些都可以由ST传感器检测实现。在工业设备使用的过程中,ST传感器同样可以用来侦测设备的使用状态以及使用寿命等。

  ST工业 MSMS拥有强大的产品阵容:工业陀螺仪I3G4250D对环境的温度变化稳定性非常高;加速器和陀螺仪二合一的6轴惯性测量单元ISM330DLC,广泛应用在机器人、机械手臂等工业领域;IIS2DH是第一颗工业级的加速器,尺寸小,功耗低,可以广泛用在工业各个领域;加速度和磁力计二合一的ISM303DAC,可以应用于判断,比如国内有一些智能城市的项目开始使用智能井盖,智能井盖中的磁力计可以检测该井盖有没有被非法移动。

  IIS3DHHC是几个月前刚刚发布的用来测量角度或者倾角的高精准度测斜仪,可以广泛地应用在路桥、隧道以及建筑设计中。在隧道里,它可以用来监测某个管道的倾斜角度以及检测某些设备的振动,有助于道路安全和建筑安全。在建筑设计中,它可用于重型叉车中,在搬运比较重的货物时监测叉车前面叉的角度,如果超过安全范围,及时报警。

  ST的传感器在既有的设备和新设计的设备里如何安置呢?在既有的设备里,由于设备本身的种种限制,传感器大多只能放在特定的位置上,基于既有的系统架构,通过无线传输的方式上传传感器检测到的数据。而对于新的设备,自然有更大的空间来设计传感器,比如选择更容易检测到振动的位置以及工业领域比较流行的IO-Link工业通信协议,使传感器数据通过系统总线上传到系统。

  ST拥有满足市场需求的强大产品阵容,未来还将在工业领域推出更多新品,比如,在运动传感器方面,包括高精度6轴惯导、高精度倾角计、低功耗加速度计,以及超低功耗、高准确度、低噪声的用来检测振动的振动计。针对不同客户、不同市场的需求量身打造定制化的传感器,是ST坚持不懈的追求。


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