>> 中郵證券-國防軍工行業(yè)高精度MEMS陀螺儀深度之一:原理、工藝與產業(yè)鏈-230818
| 上傳日期: |
2023/8/20 |
大小: |
1450KB |
| 格式: |
pdf 共21頁 |
來源: |
中郵證券 |
| 評級: |
看好 |
作者: |
鮑學博,王煜童 |
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無限制-登錄即可下載 |
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MEMS陀螺儀利用科里奧利力去測量角速度,用MEMS工藝實現,一般采用梳齒電容靜電驅動質量塊振動,角速度帶來質量塊另外一個方向的位移,用電容檢測該位移從而計算出角速度。MEMS陀螺儀基本都是諧振式陀螺儀,主要部件有支撐框架、諧振質量塊及激勵和測量單元,工作模態(tài)分為驅動模態(tài)與檢測模態(tài),兩種模態(tài)的工作狀態(tài)、穩(wěn)定控制及后續(xù)信號處理都需要通過外圍電路來實現,靜電驅動是目前大部分MEMS陀螺儀采用的驅動方法,檢測方式包括電磁檢測、電容檢測、壓電檢測和壓阻檢測等。 零偏穩(wěn)定性是衡量陀螺儀性能的主要核心指標,用來衡量陀螺儀在一個工作周期內,當輸入角速率為零時,陀螺儀輸出值圍繞其均值的離散程度,數值越小表示性能越高。按照該指標不同,陀螺儀又分為消費級、戰(zhàn)術級、導航級、戰(zhàn)略級,當前MEMS陀螺儀可以達到導航級的精度水平。MEMS陀螺儀因其體積小、重量輕、功耗低、成本低等諸多優(yōu)點,在消費電子領域已經獲得了廣泛應用,隨著技術進步,高精度MEMS陀螺儀在工業(yè)、商用航空航天、商用船舶導航以及武器裝備領域的滲透率存在較大提升空間。 由于MEMS傳感器中復雜的極微小型機械系統(tǒng)的存在,MEMS傳感器的芯片設計和工藝研發(fā)必須緊密配合。一方面,制造端已有的工藝路線在很大程度上決定了芯片的設計路線;另一方面,芯片的設計路線又需要對制造端的工藝模塊進行重組和調試。因此,MEMS傳感器的研發(fā)企業(yè)必須同時進行芯片和工藝端的研發(fā)。在MEMS陀螺儀工藝路線上,SOI結構漸漸成為加工MEMS器件的主要技術,ASIC一般采用CMOS工藝;MEMS器件一般采用晶圓級封裝,CMOS、MEMS等器件集成封裝正在向3D集成技術發(fā)展,用較短的垂直互連取代很長的二維互連,從而減低了系統(tǒng)寄生效應和功耗,并達到體積最小化和優(yōu)良電性能的高密度互連目的。 國內MEMS陀螺儀相關廠商包括芯動聯科、美泰科技、深迪半導體、矽??萍嫉取F渲?,芯動聯科主要做高性能產品,典型產品33系列陀螺儀的零偏穩(wěn)定性為0.1°/h,相較于其他廠商,該指標領先1-2個數量級。 風險提示:MEMS陀螺儀性能提升速度趨緩、MEMS陀螺儀行業(yè)競爭加劇、存在其他新技術替代MEMS陀螺儀等。
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