Tại sao gia tốc kế (và các thiết bị MEMS khác) hiếm khi được tích hợp vào các thành phần?

9

Với cách mọi thứ đang diễn ra, ngày càng nhiều chức năng chuyển sang một con chip duy nhất mỗi năm. Tuy nhiên, một thứ dường như vẫn hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi điều này là các thiết bị MEMS như gia tốc kế và con quay hồi chuyển.

Mặc dù có nhiều lớp thiết bị thực tế đòi hỏi gia tốc kế, việc tích hợp MEMS vào chip dường như rất hiếm khi xảy ra, ngoại trừ một số ngoại lệ đắt tiền (và yếu) của ST và Bosch. Tôi giả sử lý do là kỹ thuật.

Đặc biệt tôi quan tâm đến các câu hỏi sau:

Điều gì làm cho chúng rất hiếm?
Sự khác biệt quá trình có ảnh hưởng đến điều này?
Làm thế nào để các thành phần tồn tại phá vỡ những vấn đề này?

— Azsgy
nguồn

2

Ngoài các lý do về quy trình / chi phí được đề cập dưới đây, tôi muốn nói thêm rằng có lẽ bạn không muốn SoC tích hợp điều này. Vì lý do tương tự mà các nhà sản xuất có nhiều biến thể của gia tốc kế trong danh mục của họ: họ có thông số kỹ thuật / độ chính xác / giá / vv khác nhau ... và bạn muốn có thể chọn loại phù hợp với nhu cầu của mình. Có một cái sai được tích hợp trong chip không phục vụ cho bất kỳ mục đích nào ngoại trừ làm cho nó đắt hơn.

— mờ

2

Thậm chí đôi khi họ không tích hợp chip MEMS vào các chip MEMS khác. Một số loại cảm biến bạn đề cập có một số xúc xắc được kết nối với nhau trong một gói.

— Spehro Pefhany

Bạn có nghĩa là IMU, các chip được tích hợp thông qua liên kết chết. Không phải ai cũng có khả năng đó. Đắt tiền là một thuật ngữ tương đối, tôi nghĩ rằng chúng rẻ chỉ 7 đô la. Nếu bạn nghĩ rằng bạn có thể tích hợp gia tốc kế, từ kế và con quay hồi chuyển trên PCB (sẽ có kích thước lớn hơn) hãy cho tôi biết. Hãy ghi nhớ một vài năm trước IMU lớn hơn và đắt hơn nhiều

— Điện áp tăng đột biến vào

9

Nếu bạn có nghĩa là câu hỏi của bạn là "tại sao chúng ta không tích hợp chúng vào SOC đầy đủ", thì tôi sợ rằng tôi không thực sự trả lời câu hỏi của bạn dưới đây. Khác:

Ngoài các lý do đã được đưa ra ở đây là họ không chỉ yêu cầu các bước bổ sung, mà còn thỏa hiệp về các bước. Nói cách khác, phần MEMS của bạn sẽ không tốt bằng (hoặc rẻ tiền) khi được tích hợp với CMOS so với phần được thực hiện với một quy trình riêng biệt. CMOS cũng sẽ không tốt bằng quy trình CMOS chuyên dụng (ví dụ: các bước làm nóng phần MEMS của bạn sẽ ảnh hưởng đến cấu hình doping của thiết bị CMOS. Nhiều bước cắt như khắc plasma, DRIE, v.v., sử dụng các trường lớn và có thể gây ra sạc cho các thiết bị hư hỏng). Tuy nhiên, nó đã được thực hiện: lấy ví dụ này từ các cảm biến áp suất ( nguồn ) Melexis MLX90807 / MLX90808 .

Bởi vì điều này, thường rẻ hơn khi chỉ sử dụng các quy trình khác nhau và kết nối trong gói. Dưới đây là một ví dụ fro mCube ( nguồn ). Bạn có thể thấy hai người chết trong hình trên cùng bên trái. Theo nguồn tin, khuôn trên cùng được kết nối với phần dưới cùng với xuyên-silicon-vias.

Một ví dụ trong đó dây liên kết được sử dụng để kết nối nhiều khuôn ( nguồn ):

— Joren Vaes
nguồn

8

Lý do tương tự tại sao bạn không tìm thấy bộ nhớ DRAM bên trong các bộ điều khiển: các bước quy trình để làm cho chúng quá khác biệt so với quy trình CMOS tiêu chuẩn.

Ngay cả việc thêm một cái gì đó như OTP vào thiết bị cũng có thể có nghĩa là thêm 4 hoặc 5 bước xử lý khiến chip đắt hơn.

Tôi không biết liệu EEPROM chỉ có hiệu quả về chi phí hay nếu họ thêm những thứ này bởi vì nếu không thì chúng không thể cạnh tranh với các bộ điều khiển vi mô có chúng.

— Oldfart
nguồn

2

Không có nhu cầu cho họ.
Có, quy trình khác nhau. MEMS sử dụng các bước quy trình như DRIE và khắc ướt không cần thiết cho các IC thông thường. Bao gồm các bước này là (cực kỳ) tốn kém.
Các thành phần hiện tại không khắc phục được vấn đề này, chúng tập trung vào việc trở thành các thành phần có đủ nhu cầu (hy vọng) bù đắp cho sự tăng giá gây ra do có các bước quy trình bổ sung.

— DonFusili
nguồn

Tôi nghĩ rằng điểm đầu tiên là một mâu thuẫn với hai thứ hai. Vấn đề dường như là chi phí xử lý chi phí, không phải nhu cầu.

— Azsgy

1

Chà, vốn dĩ chúng được liên kết thông qua cung và cầu. Bao gồm các quá trình là tốn kém. Trong các trường hợp rất cụ thể, bạn có thể giành lại khoản đầu tư khi có các bước đắt tiền này. Những trường hợp này được xác định bởi có bao nhiêu nhu cầu. Trong một thị trường tiêu dùng, nhu cầu sẽ quyết định sản phẩm nào được đưa vào thị trường đó. IC là một thị trường chủ yếu là người tiêu dùng.

— DonFusili

0

Bởi vì gia tốc kế và con quay cần một khối lượng quán tính, khối lượng càng cao thì độ nhạy của cảm biến càng cao. Khối lượng cao hơn, kích thước cao hơn. Bao gồm vào một con chip làm tăng chi phí nhiều hơn bất kỳ thiết bị ngoại vi nào khác.

— Dorian
nguồn