把游戲控制器變成一把劍！——任天堂去年推出Wii的已經辦到。該款游戲機驚艷市場的秘訣，在于采用了意法半導體和模擬器件公司的MEMS加速度傳感器，讓游戲控制從以前的“上下左右”變成三維實感操控。如今，這股“更炫更生動”之風在便攜電子市場越刮越勁，廠商們正在利用MEMS加速度傳感器開發更多時尚與人性化的新功能，以吸引終端客戶日漸挑剔的目光。為此，ST，飛思卡爾，美新等知名傳感器提供商在不斷開發新技術，以推出更高性價比的運動傳感器，滿足成本敏感、規模巨大的便攜電子市場需求。

“我們預計MEMS器件下一個主要增長點將是便攜設備。”ST的MEMS業務部主管BenedettoVigna表示。他介紹，其具體應用包括手機、筆記本、數碼相機等便攜設備中的硬盤保護；在手機、GPS、MP4中利用傾斜度的變化實現多種功能界面(游戲，瀏覽地圖、網頁、圖片，圖片或者影像垂直自動校正)以及利用垂直方向加速度變化來實現的計步器功能；在GPS中為實現精確導航而使用的導航推算系統；靜態和動態成像設備中的防抖動功能。

據市場調研公司BourneResearch的數據，隨著越來越多的廠商利用MEMS傳感器來改善產品功能和性能，2010年用于消費電子產品的MEMS傳感器銷售額將突破7.5億美元。

應用前景持續看好

“事實上，我們在10年前已經看好消費電子市場，”美新半導體公司(MEMSIC)的總經理趙陽說，目前的趨勢似乎正在驗證他的這一信心。美新的熱感式MEMS傳感器在2003年即贏得IBM的定單，其產品被應用于ThinkPad筆記本中，用來檢測硬盤的震動。當筆記本意外摔落時，加速度傳感器會在0.1秒內感應到這種震蕩，立即停止硬盤讀寫，從而實現數據保護。隨著硬盤在手機，MP3以及數碼相機中的出現，這類應用已經更為成熟。

目前手機上比較熱的應用是記步功能。比如手機巨頭諾基亞在去年推出號稱“音樂運動手機”的5500借助加速度傳感器，在市場上賺盡眼球。該手機提供的運動模式可記錄用戶跑步和行走時的數據。其“輕拍聽音樂”也是一大賣點：輕拍機身正面屏幕與導航鍵所在的部分兩次，就可以自動開始播放音樂。——通過加速度傳感器，用戶實現了用動作而不是鍵盤來控制菜單，類似應用正在不斷涌現。

“我一直相信，有一天加速度傳感器會成為手機的標準配置。”趙陽評論說。他透露道，美新半導體今年在手持市場收獲頗豐。該公司目前有MXC6202xMP,MXC6202xJV以及MXC602xMT等多款傳感器專門面向手持設備應用，可以實現防震保護、計步器、閃信、動感/晃動游戲、菜單卷軸(通過搖動設備)、空中書寫辨認、圖像自動調整及游戲控制器(傾斜)等功能。

除美新外，今年來諸廠商針對消費電子尤其是便攜式消費電子市場推出MEMS傳感器新品，例如飛思卡爾一口氣推出MMA7360L、MMA7340L和MMA7330L三款MEMS傳感器，擴展其MMA加速度傳感器系列，可滿足從1.5g到16g的消費應用。“根據具體的應用需要，這些器件可以提供全部三個軸的敏感度，并能根據多種應用及功能的要求提供可選敏感度。”飛思卡爾的慣性傳感器市場經理MichelleKelsey介紹道。另一家老牌傳感器廠商博世(BoschSensortecGmbH)亦宣布推出加速度傳感器新品SMB380，該公司首席執行官FrankMelzer表示，“詳細情況還不能透露，但該產品已確定用于手機”。

游戲精確控制是加速度傳感器的另一個強項。在游戲應用中，傳感器被嵌入到游戲控制器之中或者安裝在玩家的身上，以提高人機互動性。Kelsey舉了個例子來說明：在最常見的拳擊游戲中，利用加速度傳感器，拳擊手套的初始定位很容易通過靜態加速度值來確定。當拳擊方向發生移動時，加速度值將高于+/-1g，因此容易識別出手套的移動方向。當拳擊末段出現減速時，就可以確定拳擊的力量。通過分析每個動作的加速度值的特征，可以從動作中提出大量信息。只要傳感器安裝的位置相同，每類拳擊動作的特征模式都能識別出來。“這一切幫助虛擬游戲實現了飛躍。”她強調。

除游戲機外，預計隨著網絡速度的提升，尤其是3G將手機變成便攜產品的“集大成者”時，手機聯網游戲，這一被手機增值服務提供商稱為“短信之后的另一金礦”，會呈現暴速增長態勢，進一步促進制造商們把加速度傳感器放上電路板。毫無疑問，這正是所有加速度傳感器供應商們所期盼的。

價格降低是關鍵

眾所周知，MEMS運動傳感器此前取得成功的主戰場是汽車應用，為何現在才開始走紅消費電子市場？其中最重要的原因是成本問題。降低成本，減小體積和降低功耗，是一度擺在器件供應商面前的挑戰。

對此，ST的Vigna表示：“過去MEMS傳感器被認為像珠寶一樣昂貴。但我們已成功促使它從昂貴而又占空間的封裝向便宜和小型化方向轉變。”為了滿足便攜設備對元器件低功耗、小封裝的要求，ST推出了功耗和成本都被優化的LIS302系列產品。其中，模擬輸出的LIS302ALK可以提供3軸(x，y，z)的加速值。采用5×3×0.9mm塑料封裝，緊湊的設計使其抗撞擊能力可在0.1毫秒內高達10,000g。全程輸出范圍+/-2.0g，適用于功耗極低的低頻振動監測。

數字輸出的LIS302DL與模擬輸出的不同點在于LIS302DL在芯片內部已經將模擬信號轉換為數字信號，這樣使用時就不再需要配額外的A/D轉換芯片。LIS302DL帶有一個標準的SPI/I2C數字接口和兩個獨立的可編程中斷信號的傳感器，這兩個不同的信號使傳感器能同時監測終端設備的"自由墜落"和"高g運動"兩種狀態，通過設定不同的閾值來區別自由墜落和翻滾動作。

Vigna解釋道，在便攜設備中，中斷信號尤其重要，這樣在不使用MEMS應用如計步器的時候，CPU就可以處于睡眠狀態，一旦有加速度發生，LIS302DL可以發出中斷來喚醒CPU，達到降低功耗的目的。“這一特性給客戶在應用設計和配置方面帶了更大的自由空間和靈活性。”他強調。

由于目前仍未解決利用COMS工藝實現MEMS器件的標準化制造，為了將MEMS傳感器與模擬或數字電路集成在一起，SiP成為ST的選擇，該公司的MEMS傳感器采用小型化LGA封裝，進一步降低器件的普及成本。“消費電子需要便宜、可靠、性能正好、久經考驗以及易于擴大產量的MEMS傳感器。”Vigna指出，“這種標準的生產工藝將改善規模經濟。”

關于MEMS加速度傳感器的普及，美新的趙陽有相似觀點，“我們著眼于為不同層次的終端產品提供性價比合適的產品。”他強調。以手機為例，占到市場最大份額的是中低端產品，它們需要大量的低成本器件，“價格便宜，性能夠用才是廠商們的需求。”

美新在MEMS傳感器行業中的特別之處，在于采用了與老牌廠商們不一樣的熱力學原理，采用這種工藝的傳感器芯片中的測量媒質是空氣，被密封在芯片中，芯片中間有一個熱源，當被檢測物體受到外力作用產生運動或加速度的時候，空氣因為慣性的原因，在一瞬間仍然保持靜止，熱源的移動將改變空氣的溫度，密度及壓強，通過對空氣熱力學參數的計算，測量出當前物體的加速度改變。

據悉，由于美新的產品在制造傳感結構的過程中不需要進行特殊的顯微加工工藝，使得產品成本大大降低，“美新公司獨特的感溫設計從根本上降低了加速計的成本，”趙陽強調，“這為我們帶來一個很大的優勢，即可以很自由的控制性能的差異，從而實現成本的差異，達到為不同層次產品提供高性價比方案的目的。”他宣稱，美新的產品是現今市場上價格最低的加速度傳感器產品之一。

目前，美新研發與生產了二十多種型號的加速度計傳感器，目前有5款新產品正在開發中，其中兩款是熱感型加速度傳感器的改良型。“另外三種是全新的產品，原理和熱感型產品完全不同。”趙陽介紹道，這三種新產品已進入Design-win階段，但具體詳情，他表示不便透露。“我們非常看好消費電子應用，”他說，“但不止與此，我們的目標是成為一個可以提供多層次MEMS產品和解決方案的供應商。”