中心議題：

• 加速度計的類型
• 陀螺儀的類型
• 製造工藝與封裝

解決方案：

• 利用標準CMOS工藝生產MEMS產品
• 將MEMS機械結構與信號電路分開   

微機電運動傳感器（MEMS Motion Sensor）技術主要應用於汽車電子領域，但是憑借Wii和iPhone的熱賣，該技術一舉在消費電子市場也闖出了一片天地。

據市場研究機構The Information Network調查，2008年全球MEMS應用市場增長率達到了11%，市場規模約78億美元，其中MEMS在消費電子應用比例接近50%，整體市場規模將近35億美元。該機構預測，到2012年，全球MEMS應用市場規模將達154億美元
，其中MEMS消費性電子應用規模更可增長到71億美元。

另一家市場研究機構iSuppli也指出
，手機將是MEMS技術下一個最具潛力的應用市場，增長幅度預計可超過汽車傳感領域和電腦周邊
，到2012年，MEMS在手機領域的應用規模更可一舉達到8.669億美元，出貨量可達2.009億顆。

MEMS市場的研究權威Yole Development更認為
，2012年MEMS在手機應用的整體市場規模有機會上看25億美元。

當然，要將MEMS運動傳感器技術真正導入消費電子應用，也並非一件容易的事情，首要任務就是克服價格與技術成熟度的問題。不過
，有Wii和iPhone熱賣在前
，市場和主要芯片供應商一致看好該項技術的成長潛力。

MEMS運動傳感器技術概述

MEMS運動傳感器囊括多種傳感器技術。用來測量物體加速度的傳感器叫做加速度傳感器（加速度計）
；用來測量物體角速度的傳感器叫做角速度傳感器（陀螺儀）；也有將二者相結合的慣性測量單元（IMU；Inertial Measurement Unit）。另外，還有測量高度變化的氣壓計，以及感測絕對方向的電子羅盤。

目前由於價格因素
，市麵上出售的運動傳感器大都是加速度計。據iSuppli調查顯示，2008年加速度計的出貨量較2007年增長了將近2倍，預計2009年的出貨增長率可望達到40%左右。

而陀螺儀的研發雖然早於加速度計，但是因為設計結構較為複雜，單價始終偏高，在市場上的普及程度反而不如加速度計。據iSuppli調查顯示，陀螺儀至少要到2010nianzhihou，caihuiyoubijiaomingxiandeshichangxuqiuchuxian。buguo
，tuoluoyideyongturengranhenguang。ersuizhezhizaoyuzhenghejishudejinbuyijishichangxuqiudezengjia
，jijiasudujiyutuoluoyiyuyishendeIMU芯片，未來必將成為運動傳感器真正的王者。
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加速度計的類型

加速度計的類型主要有四種：壓阻式、電容式
、壓電式和熱對流式。

壓阻式：jiegoujiandan，shixianjiaoweirongyi，tebieshiheyonglaiceliangdipinjiasuduyingyong。buguo，zheleichuanganqidedianzuzhiyisuiwendubianhuaerchanshenglingweipiaoyijilingmindupiaoyi，xuyaojinxingbuchang。

電容式：由(you)於(yu)利(li)用(yong)電(dian)容(rong)效(xiao)應(ying)
，因(yin)此(ci)分(fen)辨(bian)率(lv)相(xiang)當(dang)高(gao)，也(ye)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)及(ji)量(liang)測(ce)範(fan)圍(wei)
，其(qi)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)短(duan)，適(shi)合(he)高(gao)頻(pin)的(de)加(jia)速(su)度(du)應(ying)用(yong)。而(er)且(qie)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，能(neng)夠(gou)在(zai)高(gao)溫(wen)、高壓、qiangfushejiqiangcichangdengeliedehuanjingzhonggongzuo，yenengnaishoujidachongji
，shiyongfanweijiguang。tongshiyouyudianrongshiweifeijiechushiliangce，suoyishiyongshoumingkeyihenchang。lingwai
，dianrongshijishunenggoutongguohuishoukongzhilairangjiasudujidezhendongjiegouweichizaixianxingcaozuoquyu，citexingyouzhuyugaishanchuanganqidelingmindu，yenengtishengqiwendingxing。buguo，dianrongshijiasudujicaishuzhuangjiegou
，zaishengchanshejijuyouxiangdangnandu，bingburongyizhangwo。

壓電式：雖然也能做到回授控製的要求，而且具有體積小、響應速度快、位移量小和消耗功率低等特色，但由於矽半導體並非壓電材料

，而一般的壓電工藝不兼容於IC標準工藝，因此在商業化上仍有許多困難需要克服。

熱對流式：liyongyigejiaredezhongqipaozaijiasuduyingxiangxiadeyundonglaitancejiasudu。gaifangshiyinweicaiyongrechuandaoyuanli，qijiegouzhongbingmeiyoukedongbufen
，suoyibuhuichuxianzhanlian、顆粒等問題，而且能承受50000gyishangdejudachongji
，yejuyoudichengbenyoushi。buguo，taduihuanjingwendudebianhuagengweimingan
，xiangyingpinlvyewufataikuai
，yeyougonghaopiangaodexianzhi。ciwai，cileichuanganqizhinengzuodaoerzhoudegancenengli

，chicunyebidianrongshijiyadianshida。

陀螺儀的類型

陀螺儀的類型主要包括音叉式
、雙質量振動式、半球諧振式、環式及梳狀驅動諧振式等。

這些技術有一個共同點，即它們都是以振動塊而非傳統的旋轉塊（rotating mass）為基礎。主要原因是MEMS技術中難以做出全程旋轉的結構，而使用振動方式並通過科裏奧利效應（Coriolis Effect）的計算
，也同樣能夠獲得角速度變化的測量。在此結構中，振動塊為驅動端，另外還會有感測端，將物理變化量傳送出去。

為了形成諧振的動作，必須采用適當的材料
，包括矽晶
、陶瓷、石英等
，其中以石英的性能最佳（可靠性、靈敏度、抗溫度漂移），但以矽晶的成本最低，且能采用標準的CMOS芯片工藝。

製造工藝與封裝

製造的材料不同，所使用的工藝也不同。利用石英製造的代表廠商，例如日本的Epson Toyocom，該公司以石英（QUARTZ）材料的穩定性
，結合了MEMS製造技術，在2006年推出了“QMEMS”技術。根據該公司對QMEMS的描述就是：通過微加工技術，使水晶材料具備機械
、電子、光學、化學等方麵的特性，並增加高精度
、高穩定附加值的技術。

為wei此ci，工gong程cheng師shi采cai用yong類lei似si於yu生sheng產chan芯xin片pian的de製zhi造zao技ji術shu，但dan使shi用yong光guang罩zhao蝕shi刻ke製zhi造zao時shi，平ping坦tan度du的de要yao求qiu會hui變bian得de更geng加jia嚴yan格ge。此ci外wai，半ban導dao體ti生sheng產chan設she備bei必bi須xu調tiao整zheng成cheng能neng適shi合he處chu理li石shi英ying原yuan料liao，而er非fei原yuan先xian所suo使shi用yong的de矽gui晶jing。首shou先xian，光guang刻ke膠jiao的de薄bo膜mo平ping放fang在zai晶jing圓yuan上shang，在zai晶jing圓yuan上shang有you用yong來lai完wan成cheng元yuan件jian設she計ji的de光guang感gan應ying式shi光guang罩zhao。平ping麵mian光guang罩zhao下xia當dang執zhi行xing紫zi外wai線xian曝pu光guang流liu程cheng後hou
，便bian可ke產chan生sheng出chu曝pu光guang和he未wei曝pu光guang的de區qu域yu，然ran後hou不bu需xu要yao的de區qu域yu可ke藉ji由you化hua學xue洗xi劑ji的de幫bang助zhu來lai蝕shi刻ke掉diao
，留liu所suo需xu的de形xing狀zhuang。最zui後hou，此ci晶jing圓yuan會hui進jin行xing切qie割ge並bing被bei切成小方塊
，所生產出來的MEMS芯片就可以進行封裝了。

但是，為了壓低MEMS運動傳感器的價格，擴大其市場應用範圍，一種利用既有標準CMOS工藝來生產MEMS產品的技術便應運而生。這種名為CMOS-MEMS的技術無需特殊的生產設備，可直接在既有的半導體生產流程上完成MEMS的產品。相較於過去MEMS產品必須先在自有廠房內完成機械結構的生產模式，CMOS-MEMS技術對於量產、係統整合和低價化更有優勢。

不論是加速度計或陀螺儀
，最常見也是最可行的作法都是將MEMSjixiejiegouyufuzexinhaotiaozhengyuceliangdedianlufenkaisheji，zaitongguofengzhuangdefangshizhenghezaiyiqi
，fengzhuangshangkeyicaiquduizhanhuobingpaiqizhongyizhongfangshi。zhuanjiabiaoshi，jixieyudianlushilianggechayixinghendadeyuanjian，yaojiangzhijiehecunzaihendadezhangai，ruguojixieyudianluyidingyaoqiangxingjiehe，namejianghuixishengxingneng。caiyongfenkaishejidefangshi，zaixingnengyuzhiliangshanggengyoubaozhang，yincifenkaishejishizuihaodefangshi。

不過
，晶圓級的整合畢竟能夠提供更優異的元件緊湊度，有助於降低尺寸與量產成本，也能減少額外元件及阻抗損耗，以及封裝、測試上的成本，所以MEMS元件還是會朝向單芯片的方向發展。據了解，目前有些IDM大廠，如ADI
、Infineon等已可做到CMOS-MEMS的單芯片工藝技術。這是因為ADI、Infineon擁有MEMS和電路的所有技術，所以能將其MEMS工藝放在整個生產流程的中段。而像台積電、聯電等台灣的晶圓代工廠，雖然也有CMOS-MEMS工藝，但是都偏向於先做完CMOS的IC電路
，再完成MEMS的結構。