兵马未动,粮草先行:运动(惯性)传感器核心技术储备学习
2019-11-29 09:28:56   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

麦姆斯咨询开办《运动(惯性)传感器核心技术培训课程》,从运动传感器产业及应用需求入手,深入讲解MEMS惯性传感器(包括MEMS加速度计和MEMS陀螺仪)及系统特性分析技术,并对有“锦上添花”作用的MEMS高度计(气压传感器),以及运动传感器ASIC技术进行探讨。

秋天潸然而来,课程接踵而至;齐聚微纳园区,共享精彩课堂!由麦姆斯咨询和无锡物联网创新促进中心共同主办,上海传感信息科技有限公司和华强电子网协办的《“见微知著”培训课程:运动(惯性)传感器核心技术》,于2019年11月15日至17日在无锡市传感网国际创新园“创星咖啡”圆满落幕!

“见微知著”培训课程:运动(惯性)传感器核心技术

《“见微知著”培训课程:运动(惯性)传感器核心技术》师生合影留念

近年来,随着MEMS技术的诞生,运动(惯性)传感器开始进入“小尺寸、低成本、高集成度、高可靠性、多功能、智能化”的新时代。MEMS厂商如果要把握新的市场机遇,则需掌握整个运动(惯性)传感器系统的研发和制造。为此,麦姆斯咨询特开办《“见微知著”培训课程:运动(惯性)传感器核心技术》,从运动传感器产业及应用需求入手,深入讲解MEMS惯性传感器(包括MEMS加速度计和MEMS陀螺仪)及系统特性分析技术,并对有“锦上添花”作用的MEMS高度计(气压传感器),以及运动传感器ASIC技术进行探讨,为运动传感器产业链上下游企业的技术储备做好服务工作。

此次课程吸引了五湖四海的众多学员汇聚一堂,共同交流学习。台上讲师侃侃而谈,台下学员津津有味,下面请跟随我们的镜头,一起领略课堂的魅力,共享这场知识盛宴吧!

培训现场图:学员们认真聆听讲师授课

培训现场图:学员们认真聆听讲师授课

豪华师资阵容,解析技术要点,攀登知识高峰!

11月15日上午,本次培训的第一讲由TDK-InvenSense中国区运动传感器产品的市场总监周宏继为大家讲述《运动传感器产业及应用综述》。周宏继老师从MEMS运动传感器的基本概念出发,通过动画的形式向大家展示了加速度计、陀螺仪以及磁力计等的工作原理,令讲解更加直观。随后,又结合市场报告的数据,对目前消费类MEMS运动传感器的产业现状及发展趋势做了详细讲解。周宏继老师提到,过去运动传感器面临的主要挑战是尺寸的缩小和功耗的降低,而现在面临的挑战则是全面的传感器解决方案以及如何以最低功耗实现数据融合。在对MEMS运动传感器性能参数的讲解中,周宏继老师也是面面俱到:零偏、输出噪声、标度因子、量程、分辨率、带宽、功耗……一一详解,同时周宏继老师也说到,没有完美的传感器,只有根据应用、系统、需求、优先级以及预算等综合下来相对完美的传感器。课程最后,周宏继老师以实际产品为例,分享观点“运动传感器在物联网领域机遇巨大,现在各项技术已为物联网做好准备,未来在庞大的物联网市场,运动传感器将无处不在”!

TDK-InvenSense中国区运动传感器产品市场总监周宏继的授课风采

TDK-InvenSense中国区运动传感器产品市场总监周宏继的授课风采

11月15日下午,来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究员焦继伟为大家讲解了《MEMS惯性传感器技术及产业分析》。课程开始,焦继伟老师以“‘万亿传感器’的AIoT时代,MEMS为王”以及“‘万物皆运动,控制靠感知’,惯性传感器地位依旧”两句话概括了目前的市场大趋势,从而引出此次培训的主题——MEMS惯性传感器。随后分别对MEMS潮流引领者——加速度计,以及惯性传感器中另一不可或缺的器件——陀螺仪的设计约束及其注意点进行了细致讲解,并结合多款产品,对两者的制造和封装工艺等加以详细说明,同时也提到,目前消费类市场对MEMS器件最大要求是降低成本,而封装技术是重要途径之一。课程最后,焦继伟老师总结了目前惯性传感器市场的国内外状况,说到我国在惯性传感器研究领域还处于“四缺”阶段(缺供给、缺技术、缺龙头、缺人才),但随着国家对传感器行业发展扶持力度加大,惯性传感器市场的发展速度也在加快,未来消费类应用、工业级以及军工级应用的市场会急剧扩大,我们要做到差异化竞争、力抢价值高地,机会将会留给有准备的企业和人才!

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员焦继伟的授课风采

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员焦继伟的授课风采

11月16日上午,首先由西北工业大学的谢建兵教授为大家带来关于《MEMS惯性传感器设计技术详解:微机械陀螺仪设计》的讲解。在国际和国内重大科研项目中拥有超20篇的论文及多项专利的谢建兵老师,在简单介绍了传统陀螺仪的工作原理后,即进入此次课程的重心:微机械陀螺仪设计!多方面分析了线振动式微机械陀螺仪以及多环谐振式微机械陀螺仪的结构设计原理及其性能参数,对比分析了两者的优缺点,并说到,环形谐振式微机械陀螺仪具有高精度、高环境适应性以及耐冲击等优点。随后在对微机械陀螺仪封装设计的讲解中,谢建兵老师结合自身研究领域,穿插西北工业大学的研究成果,其中包括芯片级高真空封装的样品及后排气高真空封装技术等,为奋战在一线的员工提供了启发和参考。

西北工业大学谢建兵教授的授课风采

西北工业大学谢建兵教授的授课风采

当天上午第二节课《MEMS惯性传感器设计技术详解:MEMS陀螺仪误差分解与抑制》由南京理工大学副研究员赵阳为大家讲解。课程之初,赵阳老师指出目前MEMS陀螺仪误差的评定方法有零偏稳定性和功率谱密度,但零偏稳定性适于确切应用背景下陀螺仪最终性能评定,不适于误差分析与改进优化。在对耦合误差与抑制和电路误差与抑制的讲解中,赵阳老师更是从其基本概念、引起误差的原因以及针对这些原因需要采取的抑制措施等一一进行了详细阐述,同时,针对在抑制过程中会出现的新问题,赵阳老师也分别做了提醒,有待大家进一步去摸索和开拓。接着,赵阳老师又对温度误差与补偿进行了深入讲解,并称温度误差的根本抑制措施是:从设计层面降低耦合及相位差!随后还列举了多个温度补偿案例,分析其中的方法以及优缺点,从而提取可参考的经验。课程最后,赵阳老师总结到MEMS陀螺仪主要的误差项为:白噪声、1/f噪声、正交耦合、同相耦合和相位差,并针对每一项都给出了相应的解决方案,在场的学员纷纷表示收获颇丰!

南京理工大学副研究员赵阳的授课风采

南京理工大学副研究员赵阳的授课风采

11月16日下午,首先由华中科技大学副研究员刘骅锋为大家讲解《高精度MEMS加速度计技术详解》。刘骅锋老师多年从事高精度MEMS惯性传感器的设计、加工及测试等研究工作,课程开始他首先对高精度MEMS加速度计的发展历程做了简短的概述,随后对其工作原理、性能参数以及分类进行了深入讲解,并分别对压阻式、压电式、电容式和谐振式加速度计的特点及其优缺点进行了对比分析,给出根据实际应用选择加速度计的要素。关于MEMS加速度计低噪声的设计方法,刘老师提到可通过降低刚度系数、增加惯性质量和提高品质因数来降低机械热噪声,同时通过降低电路噪声和提高系统增益的方法来降低电学噪声,如此双管齐下,则将有效降低加速度计总噪声。课程最后,刘骅锋老师通过MEMS重力加速度计和微震加速度计的两个应用案例,更直观地向学员们展示了MEMS加速度计的高稳定性和高灵敏度在地球物理研究领域的卓越表现。学员们更是对作为NASA洞察号探测器有效载荷的10-10g级高精度MEMS加速度计兴趣十足,下了课还不忘拿着书本请教老师!

华中科技大学副研究员刘骅锋的授课风采

华中科技大学副研究员刘骅锋的授课风采

当天下午第二节课,由苏州捷研芯电子科技有限公司的副总经理王建国为大家带来《工业级MEMS加速度计及应用:振动传感器》课程的讲解。王建国老师以智能传感器行业现状开篇,说到目前中国传感器的市场巨大,正在保持长期高速增长的趋势,但是中高端传感器80%以上进口,国产化仍存在巨大的市场机会。随后结合捷研芯的产品,向大家阐述了基于MEMS加速度计的振动传感器的设计要点和制造工艺,并分析了振动传感器监测指标及其频谱分析方法。课程最后,王建国老师通过多个案例分析,为大家展示了如何通过振动传感器来解决智能制造行业的痛点之一:设备预见性维护。王建国老师提到,现在传统制造业面临转型,数字化、智能化、设备联网将是趋势,而现在通过技术手段分析和预测设备故障成为可能,未来机器的维护成本可以通过预测性维护来降低,而振动传感器则是旋转类设备状态监测的“听诊器+心电图仪”。

苏州捷研芯电子科技有限公司副总经理王建国的授课风采

苏州捷研芯电子科技有限公司副总经理王建国的授课风采

11月17日上午,首先关于《MEMS高度计/气压传感器技术及产业分析》的课程,由上海路溱微电子技术有限公司首席执行官王志为大家讲解。王志老师以“压力传感器的概念和重要参数讲解”为切入点,通过“爬楼梯”的案例,结合公司产品,为大家展示了如何测量压力相对精度,随着王志老师手里的高度计忽上忽下,屏幕上气压变化的曲线也随之上下跳动,在座的学员个个兴趣盎然!随后,王志老师又分别对压阻式和电容式压力传感器的工作原理及生产工艺流程进行了详细讲解,并以表格形式直观、清晰地对比分析了两者的优缺点。接着,王志老师又分别对MEMS气压传感器的封装、校准和测试方法进行重点讲解,王志老师说到,目前比较常用的校准方法是曲线拟合法,而查表法和分段线性法比较古老,且成本高,现在基本不使用了。课程最后,对于未来气压传感器的发展趋势,王志老师也提出了自己的见解:即小尺寸、低功耗、高精度、防水以及传感器集成!

上海路溱微电子技术有限公司首席执行官王志的授课风采

上海路溱微电子技术有限公司首席执行官王志的授课风采

11月17日上午第二节主题为《MEMS惯性传感器系统特性分析》的课程,由西北工业大学副研究员申强为大家讲解。课程伊始,申强老师即对微机械陀螺仪的当前现状进行了深入分析,如今微机械陀螺仪已成为工业装备、航空器必需的核心器件,但由于技术挑战性强、精度及环境适应性不易提升,成为限制其工程应用的瓶颈,因此开展高Q值微机械陀螺仪系统分析与面向精度设计的研究,是提高陀螺仪性能的必经之路。由此展开了接下来对高Q值陀螺仪零位特性分析、零位热启动特性和振动冲击等环境特性分析的具体讲解。申强老师结合自身研究成果,系统分析了影响陀螺仪精度的作用机理,提出了微机械陀螺仪高精度实现方法,同时与学员们分享了热启动精确量化模型,为提高温度特性提供参考方法,引发学员深思。申强老师课程讲解细致,内容干货满满,打破了理论内容带给学员的枯燥感,为学员们在实际工作中提供了很多值得借鉴的启发!

西北工业大学副研究员申强的授课风采

西北工业大学副研究员申强的授课风采

11月17日下午,由苏州芯仪微电子科技有限公司总经理朱潇挺讲授当天下午第一节课《运动传感器ASIC技术详解》。在音频、传感器接口电路等混合信号集成电路的设计、流片及量产拥有十多年的工作经验的朱潇挺老师,此次课程从典型运动传感器ASIC系统讲解出发,佐以公式和图表,详细阐述了电容式加速度计和电阻式气压传感器ASIC设计中需要重点关注的指标,从而实现最优化的信号输出。课程最后,朱潇挺老师还对运动传感器的设计流程及CMOS制造工艺与学员们进行了深入探讨,对其未来发展及市场趋势输出了自己的理解。朱潇挺老师凭借其多年的产业经验,辅以案例,为学员们授业解惑,其课程资料更是准备充分,对概念剖析精准,令学员们获益良多。

苏州芯仪微电子科技有限公司总经理朱潇挺的授课风采

苏州芯仪微电子科技有限公司总经理朱潇挺的授课风采

11月17日下午,由中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员陈方为大家带来了此次培训的最后一门课程《高精度单芯片多轴MEMS惯性传感器技术详解》。在MEMS惯性传感技术研究方面具有众多前瞻性研发成果的陈方老师,简单介绍了多轴惯性传感器的发展历程后,分别从结构模态设计、集成工艺和接口测控三方面对多轴惯性传感器进行了深入分析并提出解决方案。首先在结构模态设计方面,固态波动陀螺+非谐振加速度计+洛伦兹力磁强计+硅振荡器是实现高精度硅基多轴惯性组合(COMBO)单芯片的有效组合;其次,现有的SOI或体硅键合工艺、外延多晶硅工艺和MIS微创手术工艺都将成为有效的单芯片集成方法;最后,基于幅度调制(AM)和频率调制(FM)原理的数模混合电路技术均可成为实现高精度多轴惯性检测的有效手段。课程讲解过程中,陈方老师还穿插对“MIS微创手术”多轴集成工艺的讲解,并提到此工艺成本低,可与我国现有IC工艺相兼容,优势独特。本次课程,陈方老师还带来了中国科学院上海微系统与信息技术研究所研发的单芯片多轴MEMS惯性传感器,学员们也是兴趣满满,纷纷走到讲台前亲自感受,并在课间聚集起来共享经验。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员陈方的授课风采

中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员陈方的授课风采

理论结合实际,身临现场感受,领略产线风采!

本次培训的另一大特色就是遵循理论结合实践的原则,结合传感网国际创新园的企业资源,精心安排学员进入无锡市计量测试院的惯性实验室进行参观。该实验室目前可以对陀螺仪、加速度计和惯性组件等进行检验检测,是华东地区开展惯性测量项目最齐全的民用检测机构。此次参观过程中,学员近距离观察了该实验室的检测设备,对惯性传感器的测试方法有了更加直观深入的理解。参观结束后也与主讲老师详细交流了实践过程中遇到的问题,寓学于问,更有助于学员们对课程的整体理解。

学员参观惯性实验室

学员参观惯性实验室

真知灼见频现,思想碰撞交融,学习氛围浓郁!

此次培训课程环环相扣、层层递进,系统性、科学性强,通过理论讲解、产品展示、产线参观等方式,有效促进了学员对知识和技能的吸收达到最大化。而在场的学员更是在每个环节都能百分百沉浸其中,在思维的广阔天地里遨游。培训现场反响热烈、掌声不断,无论是现场互动还是疑问解答环节,学员们都积极参与。课后大家更是三五成群地聚在一起讨论,正所谓“理越辩越明”,看着大家争论地热火朝天,麦姆斯咨询的每一位工作人员都心生赞叹,也希望此次培训给学员们带来丰富知识的同时,更能激发大家更多的灵感,获得思想升级!

踊跃发言的学员们+满满的学习笔记

踊跃发言的学员们+满满的学习笔记

为期三天的《“见微知著”培训课程:运动(惯性)传感器核心技术》在学员们如雷般的掌声中圆满落幕!感谢每一位讲师以自身丰富的专业经验及独到的见解为我们带来了一场场智慧励志、干货满满的精彩分享,也感谢从五湖四海奔赴无锡参加培训的学员们!一次学习就是一次充电的机会,相信大家已经携着满满的电能,奔向各自的工作和学习征程。麦姆斯咨询将不忘初心、砥砺前行,继续聆听学员需求,秉承精益求精、不断开拓进取的精神,一如既往地为大家带来更多的精品课程!

麦姆斯咨询2020年“见微知著”培训计划已新鲜出炉,欲知详情?欢迎来电咨询!

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联系人:赵婷婷
电话:18021192087(微信同号)
E-mail:ZHAOTingting@MEMSConsulting.com

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