传感器教程之一 mems压力传感器原理
MEMS光纤压力传感器检测电路系统设计分析
MEMS光纤压力传感器检测电路系统设计分析MEMS光纤压力传感器是一种基于光纤传感技术和MEMS技术相结合的新型传感器。
它通过对光纤的应变进行监测和测量，实现压力信号的获取和传输。
光纤压力传感器具有体积小、重量轻、精度高、响应速度快等优点，在工业、医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
本文对MEMS光纤压力传感器的检测电路系统进行了设计和分析。
一、MEMS光纤压力传感器的工作原理MEMS光纤压力传感器由光纤传感元件和光电检测电路组成。
光纤传感元件一端固定，另一端则与受力物体相连。
当受力物体受到外界压力作用时，光纤被应变，导致传感元件长度发生微小变化，从而改变光纤传输的光功率。
光电检测电路通过检测光功率的变化来获得压力信号。
二、MEMS光纤压力传感器的检测电路系统设计要点1. 光纤传感元件的选用：光纤传感元件的选择应考虑其灵敏度、稳定性、线性度等因素。
一般而言，采用光纤光栅或光纤光学腔等结构较为常见。
2. 光电检测电路的设计：光电检测电路的设计需要考虑光电二极管的工作点选择、放大电路的设计等因素。
由于传感器的输出光功率较小，因此需要采用高灵敏度的光电二极管，并通过放大电路将微小的光功率变化放大到适合A/D转换的电压范围。
3. 温度补偿电路的设计：光纤传感元件的灵敏度和稳定性受到温度的影响较大，因此需要设计温度补偿电路来抵消温度引起的误差。
一种常见的方法是采用温度传感器测量环境温度，并通过微处理器进行温度补偿。
三、MEMS光纤压力传感器的检测电路系统设计分析1. 光纤传感元件的设计分析：光纤传感元件的设计需要考虑其应变灵敏度和机械结构的可靠性。
光纤光栅可以通过周期性的折射率调制来实现对光纤传输的调控，具有灵敏度高、线性度好的优点，适用于高精度的压力测量。
光纤光学腔则通过改变光纤的长度来改变光纤的传输特性，具有响应速度快的优点，适用于需要快速响应的场合。
MEMS光纤压力传感器的检测电路系统设计需要综合考虑光纤传感元件的选用、光电检测电路的设计和温度补偿电路的设计等因素。
mems压阻式传感器工作原理
mems压阻式传感器工作原理
Mems压阻式传感器是一种基于微机电系统(Microelectromechanical Systems, MEMS)技术制造的压力传感器，通过测量薄膜电阻的变化来检测压力的变化。
工作原理如下：
1. 薄膜制备：在压阻式传感器的芯片上制备一层薄膜，通常使用硅材料制成。
2. 压力感应：当外部施加压力到传感器上时，薄膜会发生变形，变形程度与压力的大小成正比。
3. 电阻变化：薄膜上有一系列的电阻，这些电阻会随着薄膜的变形而发生改变。
通常，薄膜上的电阻布局为一系列细长电阻条，形成一个电桥电路。
4. 电桥电路：电桥电路是由两个电阻共享电流的分压电路。
薄膜上的电阻条为电桥电路提供输入电阻。
当薄膜发生变形时，电桥的电阻比例会发生变化，从而改变了电桥的电压输出。
5. 信号处理：电桥的电压输出信号经过相关的放大和滤波电路进行处理，并转换成数字信号。
6. 压力测量：通过测量电桥输出信号的变化，可以判断外部压力的大小和变化。
Mems压阻式传感器因其小型化、高精度和低功耗等特点，在压力、重力、加速度等方面的测量中得到广泛应用。
MEMS压力传感器
MEMS压力传感器姓名：唐军杰学号： 09511027班级： _09511__目录引言 (1)一、压力传感器的发展历程 (2)二、MEMS微压力传感器原理 (3)1.硅压阻式压力传感器 (3)2.硅电容式压力传感器 (4)三、MEMS微压力传感器的种类与应用范围 (5)四、MEMS微压力传感器的发展前景 (7)参考文献 (8)内容提要在整个传感器家族中，压力传感器是应用最广泛的产品之一，每年世界性的压力传感器的专利就有上百项。
微压力传感器作为微型传感器中的一种，在近几年得到了快速广泛的应用。
本文详细介绍了MEMS压力传感器的原理与应用。
［关键词］：MEMS压力传感器微型传感器微电子机械系统引言MEMS（Micro Electromechanical System，即微电子机械系统）是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。
它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
MEMS微压力传感器可以用类似集成电路的设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单、易用和智能化。
传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形，由机械量弹性变形到电量转换输出，因此它不可能如MEMS微压力传感器那样，像集成电路那么微小，而且成本也远远高于MEMS微压力传感器。
相对于传统的机械量传感器，MEMS微压力传感器的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，相对于传统“机械”制造技术，其性价比大幅度提高。
MEMS微压力传感器一、压力传感器的发展历程现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志，而半导体传感器的发展可以分为四个阶段：（1）发明阶段（1945 - 1960 年）：这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。
压力传感器原理
压力传感器原理压力传感器是一种广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗领域等的传感器设备。
它能够测量被测对象所受压力的大小，并将其转化为电信号输出，以便进行后续的处理与分析。
本文将介绍压力传感器的原理及其工作过程。
一、压力传感器基本构成一般而言，压力传感器由以下几个基本组成部分构成：1. 压力感应元件：用来感受被测压力的变化，并将其转化为有效的信号。
常见的压力感应元件有压阻型、电容型、微电子机械系统(MEMS)型等。
2. 信号调理电路：负责将感应元件输出的模拟信号进行放大、滤波、线性化等处理，并将其转化为标准电信号输出，如电压或电流信号。
3. 电路板与接口：用来连接压力感应元件和信号调理电路，以及与外部仪器设备的连接。
4. 外壳与保护层：起到保护内部元件和电路的作用，同时还能耐受环境的恶劣条件。
二、压力传感器工作原理压力传感器的工作原理根据不同的压力感应元件有所不同。
下面将以压阻型压力传感器为例来介绍其工作原理。
压阻型压力传感器基于材料的压阻效应，利用金属或半导体的电阻值随受力而发生变化的特性进行测量。
其工作原理包括以下几个关键步骤：1. 压阻材料感应压力：压阻材料（如硅、薄膜等）在受到外界压力作用时会发生微小的形变，从而改变材料内的电阻值。
这种变化是基于材料的良好弹性特性而实现的。
2. 电桥电路配置：压阻型压力传感器通常采用四个电阻构成的电桥电路配置。
其中两个电阻均为压阻材料制成的感应电阻，在受到力的作用下，它们的阻值发生变化。
3. 桥臂电流和电压变化：在电桥电路中加入恒定的电流，形成电桥。
当压阻元件受到压力作用时，其电阻值发生变化，导致电桥两个相邻臂之间的电压差发生变化。
4. 输出信号测量：通过测量电桥两个相邻臂之间的电压差，即可得到压力传感器的输出信号。
这一信号经过信号调理电路的处理，最终转化为标准的电信号输出。
总之，压力传感器通过测量材料的阻值变化，来感应并测量被测对象所受压力的大小。
通过电桥电路的配置和输出信号的处理，准确地将压力转化为电信号输出，以供后续的控制、监测和分析应用。
mems压力传感器 应用场景
题目：MEMS压力传感器的应用场景一、MEMS压力传感器的原理和特点MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）压力传感器是一种微型压力传感器，由微机械制造技术和集成电路技术相结合而成。
它的原理是利用微型机械结构感应外部压力变化，通过微小的电阻、电容变化来转换成电信号输出。
MEMS压力传感器具有体积小、重量轻、功耗低、频率响应快、精度高、价格低等特点。
二、MEMS压力传感器在汽车领域的应用1. 轮胎压力检测系统现代汽车配备了TPMS（Tire Pressure Monitoring System）系统，通过安装在车轮上的MEMS压力传感器，实时监测轮胎的气压，一旦轮胎气压异常，系统会发出警报提醒驾驶员。
这不仅提高了行车安全，还减少了燃油消耗和轮胎磨损。
2. 发动机控制系统发动机的进气歧管、油路系统、涡轮增压器等部件的压力都需要精确控制，MEMS压力传感器可以实时监测这些压力数据，为发动机控制系统提供精准的参数，提高了发动机的燃烧效率和动力输出。
三、MEMS压力传感器在医疗设备中的应用1. 人体生理参数监测MEMS压力传感器可以应用于血压仪、呼吸机、体重秤等医疗设备中，通过实时监测人体的生理参数，帮助医生对患者进行及时的诊断和治疗。
2. 医用气体输送控制医院的氧气、氮气输送系统中需要对气体压力进行严格控制，MEMS压力传感器可以实现对医用气体压力的实时监测和控制，提高了输气系统的安全性和稳定性。
四、MEMS压力传感器在工业自动化领域的应用1. 液体、气体压力监测在工业生产中，液体、气体的压力监测是非常重要的，可以通过安装在管道、容器中的MEMS压力传感器实时监测液体、气体的压力情况，实现对生产过程的自动化控制。
2. 液位检测MEMS压力传感器还可以应用于液位检测，通过测量液体的压力来判断液位的高低，广泛应用于石油化工、水处理、食品加工等工业领域。
五、MEMS压力传感器在航天航空领域的应用1. 飞机气压控制在飞机上，需要对飞机的气压进行实时监测和控制，以保障飞机飞行安全。
MEMS压力传感器
压力传感器工作方式：
• 在多年的研究中出现了多种不同工作方式的MEMS压力传感器，包括电容
式、压阻式、谐振式等多种工作方式。
• 压阻式结构存在工艺复杂、温度特性差等缺点。 • 电容式器件除了具有低温度系数、零静态功耗等优势，还具有灵敏度高、
线性度好、后续处理电路易于设计等优点。
电容式压力传感器工作原理：
非接触式
接触式
C A d
球冠状MEMS压力传感器：
球冠状面积计算：
S
/2
2 rR d
/2 2 R2 cos d
0
2 R2
/2
cos
d
2
R2 (1 sin )
2
RH
0
S 2 R(H h)
C 0i dS 2 0i R(H h)
sd
d
2）在摻杂层上利用化学气相淀积，覆盖一层 0. 1μm厚度的 SiO2层。
3）将SiO2层与下极板接触，利用键合工艺形成密封腔。 4）利用重掺杂自停止腐蚀方法，去除上极板未掺杂的硅衬 底。
谢谢大家！
4）经缓冲氢氟酸腐蚀剂（BHF）腐蚀去除硅片上的SiO2并经清 洗，在硅表面进行硼重掺杂，形成下电极的层。
5）用干氧氧化法形成SiO2 层，其厚度为2μm，用以保护下电极。
复合膜上极板制备工艺：
1）准备一块双面抛光的<100>晶向N型硅 片，经过标准的清 洗工艺并烘干，对其进行硼重掺杂，形成一层厚度为0.5 pm的 P+ +掺杂层。
胎压监测的MEMS压力传感器
ห้องสมุดไป่ตู้录/
01 研究的意义 02 工作方式 03 电容式压力传感器工作原理 04 工艺
MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术
MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）压力传感器是一种利用微加工技术制造的微小化压力传感器。
它的结构与工作原理主要有晶体硅薄膜结构、电容式结构和热敏电阻式结构。
一、晶体硅薄膜结构是MEMS压力传感器最常见的结构形式之一、其基本结构包括压阻结构、桥电路和信号处理电路。
压阻结构由压敏电阻、硅晶片、基座和开孔组成。
通过外加压力使压敏电阻发生应变，进而改变电阻值，检测到的变化通过桥电路产生电压信号，经信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
二、电容式结构是另一种常见的MEMS压力传感器结构形式。
其基本结构包括电容器和悬梁。
电容器由两个金属电极和介电层构成，当外界施加压力时，悬梁固定端会发生微小变形，从而改变电容值，进而检测到的变化通过信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
三、热敏电阻式结构是一种利用热调制技术实现压力测量的MEMS压力传感器结构形式。
其基本结构是热敏电阻和温度传感器。
通过加热热敏电阻，使其温度升高，从而产生温度随压力变化的换算电阻变化。
测量到的电阻变化通过温度传感器转换为电压信号，经信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
在工业自动化领域，MEMS压力传感器可以应用于液压系统、气动系统、流量控制、压缩机等设备中，用于监测和控制压力。
在汽车电子领域，MEMS压力传感器可以应用于汽车发动机管理系统、车身悬挂系统、刹车系统等，用于精确测量和控制各个系统的压力。
在医疗器械领域，MEMS压力传感器可以应用于血压监测、呼吸机、心脏起搏器等设备中，用于精确测量患者的生理压力。
在消费电子领域，MEMS压力传感器可以应用于智能手机、平板电脑、手表等设备中，用于实现触摸屏、步数计、海拔计等功能。
总之，MEMS压力传感器以其微小化、高精度、低成本的特点，广泛应用于各个行业和领域，提供了可靠的压力测量和控制解决方案。
基于MEMS技术的压力传感器研究
基于MEMS技术的压力传感器研究一、引言基于MEMS技术的压力传感器是一种新型的传感器，它可以实现对于各种物质的精确压力检测。
它具有灵敏度高、体积小、功耗低等优点，在医疗、工业、环保等领域有着广泛的应用。
本文将会对于基于MEMS技术的压力传感器进行详细的研究。
二、压力传感器基本原理压力传感器最主要的原理为色散理论，该理论是基于嘉当效应。
嘉当效应是指当物质受到外力作用时，其表面会产生位移，由此产生引力或者斥力，使得该物质在位移方向产生扭曲变形，使压电晶体上的电荷变化。
根据嘉当效应，可以设计一种实现对于物体压力检测的传感器，即压力传感器。
三、传感器结构与工作原理基于MEMS技术的压力传感器通常由压电陶瓷材料制成，其结构主要包括探头、绕线和外壳。
探头通常是由压电陶瓷材料制成，且其形状为圆柱型或长方形，绕线则通常包裹在探头上，用于传输信号，外壳则主要用于保护传感器。
当物体产生压力时，探头受到外力作用会发生弯曲，由此产生电荷变化，绕在探头上的绕线会将变化的电荷信号传输到信号处理芯片中，最终将该信号转化为数字信号输出。
四、传感器精度的提高在实际应用中，传感器精度对于检测结果的准确性有着至关重要的作用。
因此，在设计基于MEMS技术的压力传感器时，需要尽可能提高传感器的精度。
传感器精度的提高通常通过增加传感器探头的灵敏度来实现，可以通过压电陶瓷材料的优化设计，降低传感器探头自重以及采用更高精度的信号处理芯片等方式来提升灵敏度。
五、传感器的应用领域基于MEMS技术的压力传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低等优点，因此在医疗、工业、环保等领域都有着广泛的应用。
在医疗领域中，压力传感器可以实现对于生理参数的监测，如血压、脉搏等；在工业领域中，压力传感器可以实现对于各种工业系统的压力监测，如气体管道、压缩空气系统等；在环保领域中，压力传感器可以实现对于工业废气和水的压力监测。
六、传感器的发展趋势基于MEMS技术的压力传感器已经成为了当前压力检测技术中的主要发展方向。
压电MEMS传感器介绍及原理解析
压电MEMS传感器介绍及原理解析一、压电效应及压电材料1、压电效应压电材料是指受到压力作用在其两端面会出现电荷的一大类单晶或多晶的固体材料，它是进行能量转换和信号传递的重要载体。
最早报道材料具有压电特性的是法国物理学家居里兄弟，1880年他们发现把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成正比，并将其成为压电效应。
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应两种。
某些介电体在机械力作用下发生形变，使介电体内正负电荷中心发生相对位移而极化，以致两端表面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与应力成比例。
这种由“压力”产生“电”的现象称为正压电效应。
反之，如果将具有压电效应的介电体置于外电场中，电场使介质内部正负电荷位移，导致介质产生形变。
这种由“电”产生“机械变形”的现象称为逆压电效应。
2、压电材料（1）压电单晶压电单晶是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。
这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。
如石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。
压电单晶材料的生长方法包括水热法、提拉法、坩埚下降法和泡生法等。
（2）压电陶瓷压电陶瓷则泛指压电多晶体，是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体，具有压电性的陶瓷称压电陶瓷。
压电陶瓷材料具有良好的耐潮湿、耐磨和耐高温性能，硬度较高，物理和化学性能稳定。
压电陶瓷材料包括钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等。
（3）压电薄膜压电薄膜材料是原子或原子团经过或溅射的方法沉积在衬底上而形成的，其结构可以是费静态、多晶甚至是单晶。
压电薄膜制备的器件不需要使用价格昂贵的压电单晶，只要在衬底上沉积一层很薄的压电材料，因而具有经济和省料的特点。
而且制备薄膜过程中按照一定取向来沉积薄膜，不需要进行极化定向和切割等工艺。
另外，利用压电薄膜制备的器件应用范围广泛、制作简单、成本低廉，同时其能量转换效率高，还能与半导体工艺集成，符合压电器件微型化和集成化的趋势。
压电MEMS传感器介绍及原理解析
压电MEMS传感器介绍及原理解析当外界施加压力或作用力到传感器上时，压电材料会发生形变，导致材料内部电荷分布发生改变。
这种电荷分布的变化可以通过连接在传感器上的电极来测量。
根据电荷量的变化，可以推导出传感器受到的压力、力量或其他机械量。
压电MEMS传感器的尺寸通常很小，可以制作成微型芯片。
这种微小尺寸的设计使得传感器可以在各种应用中得到广泛应用，例如汽车安全、医疗器械、工业自动化等。
此外，压电MEMS传感器还具有高灵敏度、高频响应和低功耗的优点。
原理解析：1.压电效应：压电效应是指一些材料在受到机械应力时会产生电荷分布的现象。
这些材料被称为压电材料，常见的包括压电陶瓷和压电聚合物。
当压力施加到压电材料上时，材料内的晶格结构发生变化，导致正负电荷分布不均衡，从而产生电势差。
2.压电材料选择：传感器的灵敏度和性能与选择的压电材料密切相关。
铅锆钛酸钡（PZT）是最常见的压电陶瓷材料，具有良好的压电性能和稳定性。
而压电聚合物材料则具有更高的柔韧性和可塑性，适用于柔性传感器的应用。
3.微结构设计：传感器的微结构常常采用悬臂梁、柱状结构或薄膜结构等形式。
这些微结构用于将外界施加的压力或力量转换为压电材料的变形。
设计合理的微结构能够增加传感器的敏感度和响应速度。
4.电极连接和信号测量：为了测量传感器中电荷分布的变化，需要将电极与压电材料连接起来。
一般情况下，电极通过金属线缆连接到传感器芯片的外部电路中。
在外部电路中，电荷的变化可以转化为电压或电流信号，进而进行放大、滤波和处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传感器教程之一：图解MEMS压力传感器原理与应用
星期五, 06/05/2009 - 12:56 — 颜工
MEMS（Micro Electromechanical System，即微电子机械系统）是指集微型传感器、执行器以及
信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS压力传感器可以用类
似集成电路的设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程
控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单、易用和智能化。
传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形，由机械量弹性变形到电量转换输出，因此它不
可能如MEMS压力传感器那样，像集成电路那么微小，而且成本也远远高于MEMS压力传感器。相
对于传统的机械量传感器，MEMS压力传感器的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，相对于传统“机
械”制造技术，其性价比大幅度提高。
MEMS压力传感器原理
目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的
微机械电子传感器。
硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有
较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为
零，几乎不耗电。其电原理如图1所示。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本如图2。
MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高
精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力
这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01-0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所
示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之
成为一个典型的绝压压力传感器。应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成如图2的电阻应变片电
桥电路。当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，
发生弹性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，电桥输出与
压力成正比的电压信号。图4是封装如集成电路的硅压阻式压力传感器实物照片。
电容式压力传感器利用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力
传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大
小，即△压力=△电容量（图5）。电容式压力传感器实物如图6。
MEMS压力传感器的应用
MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力
传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器（TMAP）、柴油机共轨压力传感器。消费电子如胎压计、
血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压
力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器。工业电子如数字压力表、
数字流量表、工业配料称重等。
典型的MEMS压力传感器管芯（die）结构和电原理如图7所示，左是电原理图，即由电阻应变片组
成的惠斯顿电桥，右为管芯内部结构图。典型的MEMS压力传感器管芯可以用来生产各种压力传感
器产品，如图8所示。MEMS压力传感器管芯可以与仪表放大器和ADC管芯封装在一个封装内
（MCM），使产品设计师很容易使用这个高度集成的产品设计最终产品。
MEMS压力传感器Die的设计、生产、销售链
MEMS压力传感器Die的设计、生产、销售链如图9所示。目前集成电路的4寸圆晶片生产线的大
多数工艺可为MEMS生产所用。但是需要增加双面光刻机、湿法腐蚀台和键合机三项MEMS特有的
工艺设备。压力传感器产品生产厂商需要增加价格不菲的标准压力检测设备。
对于MEMS压力传感器生产厂家来说，开拓汽车电子以及消费电子领域的销售经验和渠道是十分重
要和急需的。特别是汽车电子对MEMS压力传感器的需要量在近几年激增，如捷伸电子的年需求量
约为200-300万个。
MEMS芯片在设计、工艺、生产方面与IC的异同
与传统IC行业注重二维静止的电路设计不同，MEMS以理论力学为基础，结合电路知识设计三维动
态产品。对于在微米尺度进行机械设计会更多地依靠经验，设计开发工具（Ansys）也与传统IC（如
EDA）不同。MEMS加工除了使用大量传统的IC工艺，还需要一些特殊工艺，如双面刻蚀，双面光
刻等。MEMS比较传统IC，工艺简单，光刻步骤少，MEMS生产的一些非标准的特殊工艺，工艺参
数需要按照产品的要求来进行调整。由于需要产品设计、工艺设计和生产三方面的密切配合，IDM
的模式要优于Fabless+Foundry的模式。MEMS对封装技术的要求很高。传统半导体厂商的4〃
生产线正面临淘汰，即使用来生产LDO，其利润也非常低，但是，如果生产MEMS，则可获得较高
的利润。4〃线上的每一个圆晶片可生产合格的MEMS压力传感器Die5-6K个，每个出售后，可获
成本7-10倍的毛利（如图10）。转产MEMS对厂家的工艺要求改动不大，新增辅助设备有限，投
资少、效益高。MEMS芯片与IC芯片整合封装是集成电路技术发展的新趋势，也是传统IC厂商的
新机遇。图11是MEMS在4〃圆晶片生产线上。
4〃生产MEMS压力传感器Die成本估计
4”圆晶片生产线生产MEMS压力传感器Die成本估计如表所示，新增固定成本是指为该项目投入的
人员成本和新设备的折旧（人员：专家1名+MEMS设计师2名+工程师4名+工艺师5名+技工
12名，年成本147万元，新增设备投入650万元，按90%四年折旧计算）；现有4”线成本是指
在5次光刻条件下使用4”线的成本（包括人工、化剂、水电、备件等的均摊成本）；硅片材料成本
是指双抛4寸硅片的价格。