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无处不在的MEMS技术，正在潜移默化地革新人们的生活。
从一副小小的TWS耳机，到商场和餐厅里随处可见的服务机器人，甚至到路上行驶的智能汽车，都是MEMS传感器的应用覆盖之处。
据市场调查公司Yole Développement统计，2018年全球MEMS市场达116亿美元（约801.78亿人民币），预计到2024年将以8.2%的年复合增长率（CAGR）持续增长。其中，消费类应用将占MEMS市场的60%，汽车应用为20%，其余20%包括电信、医疗、工业和航空等应用。
ADI（亚德诺半导体）作为全球领先的模拟芯片巨头，从1990年就开始涉及MEMS开关技术研究，并在1993年生产出了第一只MEMS加速度计。如今30多年过去，凭借在MEMS传感器领域的深厚技术积累，早已构建了完善的MEMS产品线，包括惯性MEMS器件、MEMS麦克风、MEMS时钟、MEMS滤波器、MEMS开关等等。
在近日的ADI MEMS 2022新品媒体交流会上，ADI亚太区微机电产品线总监赵延辉重点向大家分享了ADI在MEMS惯性器件领域的新进展。
他谈道，MEMS惯性器件除了做加速度和转动以外，还有三大类衍生需求：
一是倾斜角监测（Tilt），主要用于检测高压电线杆、基站或者边坡是否有地基沉降、微小位移变化等，在防灾减灾领域有着重要作用；二是冲击（Shock），例如当智能电动车发生碰撞，它可以及时感应并对车内电池进行保护；三是振动监测（Vibration），这是近几年比较火的条件检测CBM，主要面向智能制造或数字化工厂，通过红外、震动、温度等传感器来监测各种机器设备的精度和健康状态，从而实现预测性维护。
对ADI来说，2022年的关键词之一是“超越自我”。赵延辉提到，2012年ADI发布了超低噪声加速度计ADXL362，在市场收获了很好的反馈，“至今能与ADXL362功耗相当的产品少之又少”，他说。
基于此，今年ADI一口气发布了三款加速度计新产品：
ADI的ADXL367与ADXL362相关性能对比
值得一提的是，在今年底至明年初期间，ADI将发布一系列IMU产品，集成了最新的加速度计和陀螺内核。
Q：10年前有一些厂商会说“不做MEMS就会被淘汰”，ADI作为第一个把MEMS做到商用的公司，如何看待这个观点？
赵延辉：ADI确实是最早开始做MEMS技术的公司，包含现在非常火的SIP概念，也就是system in packet。早在1987年，ADI开始做MEMS时就已经采用了SIP架构，像我们的IMU产品实际上也是一种SIP的概念，里面集成了很多，相当于提供一个模块给到用户。
很多MEMS技术确实代表了比较前沿的技术发展，如果没有良好的技术储备，做MEMS是比较吃力的，包含良率控制等。比如我们做消费类产品时，可能国内一个客户的月出货量就达250万片，这对probe、final test等都提出了非常高的要求。
因此，一个新晋厂商要不就像ADI一样能做垂直整合，要不就有很好的合作伙伴，否则会非常具有挑战，投资周期也非常长。
Q：MEMS作为一个微机电系统，整体市场并没有模拟芯片的量那么大，加速度计占比约10%，同时MEMS传感器的成本也在不断下降，而且一种器件是一种工艺。ADI如何看待MEMS的整体市场以及未来趋势？
赵延辉：针对市场容量，我有一个粗略的数据，无论是陀螺还是加速度计，还是集成IMU的产品，它们的单个市场体量据公开资料都是超过10亿美金的。
ADI是怎么做这块的？ADI一直是个比较喜欢做前沿技术的公司，我们是第一个做汽车安全气囊传感器的。曾经有统计数据显示，在全球采用了ADI sensor安全气囊的汽车中，由于安全气囊的弹出解救人命，一天可以解救8条人命。
这之后我们又开始进入消费类市场，大家都知道摇杆游戏，我们也是第一家把MEMS从汽车做到消费类领域里去的公司。现在汽车和消费类依然是MEMS最大的两块市场。
但从市场上看，MEMS价格确实在持续下滑。ADI是怎么活下来的呢？当很多人都能做的时候，我们并不是不做了，很多东西就算我们不想做了，客户也不答应，尤其是汽车客户说用我们的产品很多年，持续成本优化该做还得做，哪块成本搞不下来不想做了，我们可以一起想办法。因为对汽车客户来说，他们对可靠性的要求是非常高的。
所以，我们在汽车和消费类里有一些坚定的支持者，保证了我们在汽车、消费类领域里部分份额。
与此同时，我们也持续在做技术的创新突破。比如2012年的最低功耗加速度计，我们在消费类市场得到了非常好的回 ；2017年发布的非常低噪声的产品，发布至今我们的年复合增长率均超过50%，而且我们的低噪声产品能做到25μg，并保证器件10年指标飘移在一定范围内，功耗还非常低。
这时候你会发现，即使有一些边坡监测，对长期可靠性和功耗都有非常严格的要求，无论是什么样的国家或是行业项目，它很难找到合适的产品，基本上可能考虑的都是ADI的产品。
ADI会做技术上别人解决不了的东西。比如说能够满足高温和低温的MEMS，上天我们有-55度的MEMS，入地我们有175度的MEMS，其他厂商很少有这样的东西。
因此在当下的一些市场里，我们还是有非常好的市场份额，客户一旦做这个场景首先想到的就是ADI，实际上我们主要还是以技术为导向。
现在整个市场规模还是可以的，但MEMS的投入非常大，每一个工艺节点的投入稍微有一点点变化，可能都会对产品最终的性能带来很大的影响，所以一般还是大公司做MEMS多一些。
Q：ADI实现MEMS产品的功耗降低或是性能提升，除了设计、材料革新以及先进封装，还主要通过哪些方式？
赵延辉：基本上所有的这些我们都是同步推进的。比如说低功耗、低噪声，不光是机械部分，机械部分可能看起来跟电、功耗没有什么太大关系，但到底要以多大的力去推它？推得大了产生的位移和信号大了，功耗就上去了；推得小了，运动得小了，产生的信号幅度就很小。
所以，它真的是一种交叉学科，在设计之初就有物理学和电子学，也就是说ASIC还有mechanical sensor都有很高要求，具体给什么信号？要怎么动？你再回过来，我进行闭环的控制。这是在设计上的。
在工艺上，我们确实有很多的考量，包含我们到底用wire bonding还是用metal bonding。这个有很多种技术说法。再有就是我们在设计时，怎么样去隔离一些外部应力，因为MEMS对各种各样的力都很敏感，温度有热应力，吸湿、吸潮我们可能有PCB板或是里面的一些结构变化，你怎么样做一些保护？
包括封装，我们做175度的高温器件，芯片拿过来一看都非常闪耀，都是纯金的，就是在封装上也要考量。比如说很多工业应用场景，我们都考虑陶瓷封装，为什么你看到很多消费类产品就是一个小黑块，它可以卖得很便宜，但里面看起来功能很强大，在材料生产工艺上的差别也非常大。比如说塑料可能是液化，一冷却自动成型，它外封装的成本可能是两三分钱。
但不好的地方是，吸湿、吸潮、温度变化都有应力的传导。工业级的可能是单独陶瓷封装给它扣上去，这样外部的应力传导不进去，但可能陶瓷封装的成本就要两三美金。
所以说无论是材料、封装、wire bonding，各种各样的工艺节点上我们都有考量，如果要考虑长期稳定性特别好的，需要选择采用什么样的设计，什么样的封装；如果考虑消费类的成本上要有优势的，要采用什么样的工艺、什么样的设计；确实各个节点都要有考虑到。
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