なぜ加速度計(および他のMEMSデバイス)がコンポーネントに統合されることがほとんどないのですか?


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物事の方向性によって、毎年1つのチップにますます多くの機能が移行します。ただし、これにまったく触れられていないように見えるのは、加速度計やジャイロなどのMEMSデバイスです。

多くのデバイスクラスが実際に加速度計を必要としていますが、STとボッシュによるいくつかの高価な(そして弱い)外れ値を除いて、MEMSをチップに統合することは驚くほどまれに見えます。理由は技術的なものだと思います。

特に、次の質問に興味があります。

  1. 何がそんなに珍しいのですか?
  2. プロセスの違いはこれに影響を与えますか?
  3. 存在するコンポーネントはどのようにこれらの問題を回避しますか?

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プロセスに加えて、/コストの理由は、私はあなたがおそらくないことを追加したい、下記たいのSoCは、これを統合します。メーカーがカタログに加速度計の複数のバリアントを持っているのと同じ理由で、それらは異なる仕様/精度/価格/その他を持っています...そして、あなたはあなたのニーズに合うものを選択できるようにしたいです。間違ったものをチップに統合しても、それをより高価にする以外の目的には役立ちません。
2018

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彼らは時々MEMSチップを他のMEMSチップに統合しません。あなたが言及するセンサーのタイプのいくつかは、1つのパッケージ内に多数の相互接続されたダイスを持っています。
Spehro Pefhany

IMUのことですが、チップはダイボンディングによって統合されています。誰もがその能力を持っているわけではありません。高価というのは相対的な言葉ですが、たった7ドルと安いと思います。加速度計、磁力計、ジャイロをPCBに統合できると考えている場合(これはサイズが大きくなります)、お知らせください。数年前、IMUはより大きく、はるかに高価であったことを覚えておいてください
Voltage Spike

回答:


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「なぜ完全なSOCに統合しないのか」という質問の場合は、以下の質問には実際には回答しません。そうしないと:

ここですでに述べた理由に加えて、追加の手順が必要なだけでなく、手順の妥協も必要です。つまり、MEMSパーツは、別のプロセスで作成した場合よりも、CMOSと統合した場合ほど良くはありません(または安価です)。CMOSも専用のCMOSプロセスほど良くありません(たとえば、MEMSパーツの加熱ステップは、CMOSデバイスのドーピングプロファイルに影響を与えます。プラズマエッチング、DRIEなどの多くの切断ステップは、大きなフィールドを使用し、デバイスを損傷するための充電)。ただし、それは行われています。MelexisMLX90807 / MLX90808圧力センサー(ソース)からこの例を取り上げます。

ダイグラフィック

このため、さまざまなプロセスを使用してパッケージ内で接続する方が安くなることがよくあります。以下は、mCube(source)の例です。左上の写真で2つのダイが見えます。ソースによれば、上部ダイはシリコン貫通ビアで下部ダイに接続されています。

ボンドワイヤで接続されたダイ

ボンドワイヤーを使用して複数のダイ(ソース)を相互接続する例:

ここに画像の説明を入力してください


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コントローラ内にDRAMメモリが見つからないのと同じ理由:これらを作成するプロセスステップは、標準のCMOSプロセスとはあまりにも異なります。

デバイスにOTPのようなものを追加したとしても、追加の4または5プロセスステップを意味し、チップのコストが高くなります。

EEPROMがコスト効率に優れているのか、それともこれらを追加しているのかはわかりません。


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  1. それらの需要はありません。

  2. はい、プロセスは異なります。MEMSは、DRIEやウ​​ェットエッチングなど、通常のICには不要なプロセスステップを使用します。これらのステップを含めると、(非常に)コストがかかります。

  3. 既存のコンポーネントはこの問題を回避していません。追加のプロセスステップによる価格の上昇を(うまくいけば)相殺するために十分な需要があるコンポーネントであることを重視しています。


1点目は2点目との矛盾だと思います。問題は、コストプロセスコストであり、需要ではないようです。
Azsgy

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まあ、それらは本質的に需要と供給を介してリンクされています。プロセスを含めることは高価です。非常に特殊なケースでは、これらの高価な手順を行うことで投資を取り戻すことができます。これらのケースは、どれだけの需要があるかによって決まります。消費者主導の市場では、需要によって、その市場に投入される製品が決まります。ICは主に消費者主導の市場です。
DonFusili

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加速度計とジャイロは慣性質量を必要とするため、質量が大きいほどセンサーの感度が高くなります。質量が大きいほど、寸法が高くなります。チップに組み込むと、他の周辺機器よりもコストが増加します。

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