MEMS气压传感器的无限可能性，从楼层定位到水下探测：兆易创新

随着科学技术的飞速发展，传感器作为获取信息的关键部件，正以前所未有的速度改变着人们的生活和产业格局。MEMS 气动传感器，更具高精度、低功耗、超小优点，广泛渗透到智能产品、工业制造等诸多领域，市场规模不断扩大。

在慕尼黑上海电子展上，兆易创新(N5) 馆 701 展台)展示了基础 GDY1122 具有防水高精度气压传感器方案， 10ATM 防水性能优异，适用于严格环境下的精确压力测量。凭借强大的R&D实力，兆易创新建立了丰富而差异化的产品。 MEMS 全面覆盖不同市场需求的气压传感器产品组合。公司不断推进技术创新，建设完善 Sensor 通过实施“技术平台矩阵” 3 高 1 低 1 优秀的“战略”，不断突破技术瓶颈，推动产业发展趋势。

气压感知新的力量

MEMS 由于其高精度、低功耗、超小型化的显著优点，气压传感器深度融入现代生活的各种场景。室内环境中，MEMS 在摩天大楼中，气压传感器便成为地板定位的隐形标尺，能捕捉到极细的大气压差，获得米级高度识别。三维定位领域，MEMS 气压传感器和 GPS、传感器矩阵由陀螺仪组成，有效地弥补了传统定位技术的垂直盲点。就运动健康监测而言，MEMS 同时，气压传感器也具有独特的实用价值。登山者攀爬时，手腕上佩戴的智能设备可以利用其功能悄悄化身为气压监测仪，提前预测高原反应的风险；游泳者佩戴的智能手环也可以借助传感器构建水下安全预警系统。

根据日本、美国等国家的规定，手机必须具备定位人的高度功能，以应对紧急情况下的救援， MEMS 压力传感器已经成为手机的必需品。而且，这种设备正在逐渐下沉到更多的产品中，甚至包括一些儿童手表。

在 MEMS 在气动传感器领域，兆易创新有限公司拥有一套清晰而具有前瞻性的产品组合。通用气压计 作为手机市场的主力产品，GDY1121已经顺利完成， E911 检测。对于防水型气压计产品，兆易创新的商品图谱上也有许多差异化产品。其中，GDY1122 已经在世界知名厂商的产品中成功实现量产，展现出优秀的市场竞争力，该产品具有水下作用 100 大米深层防水能力。GDY1124 对于中低档穿戴设备市场，支持水下穿戴设备 50 米防水。两个芯片的核心功能是一致的，GDY1124 推出，旨在为对成本更敏感、对防水要求更低的客户提供更具成本效益的解决方案。这些产品方案可以充分满足不同客户和应用场景的多样化需求，无论是在高端市场追求终极性能，还是在低端市场注重成本效率。

从节能先锋到防水强者

兆易创新已大规模生产的两款产品，充分展示了它们的存在 MEMS 领域创新能力。其中，GDY1121 以卓越的能效性能脱颖而出， 1Hz 采样率下功耗仅为 3.5 μ A，典型的工作方式电流较低 154 μ A，均低于行业平均水平，可称为微型传感器的节能标杆。该产品配备了精确的压力捕捉技术，绝对精确 ± 0.5hPa，相对精度 ± 0.06hPa，RMS 噪声低至 0.1Pa，结合 24bit 高精度 ADC，可以实现亚帕斯卡级数据分析能力，满足严格环境下的测量要求。

内置智能数据管理架构 576 字节大空间 FIFO，对灵活中断功能的支持，并直接导出校正后的压力值，省去外部 MCU 在算法处理阶段，系统的复杂性和开发进度明显降低，并创建一个即插即用的传感解决方案。另外，GDY1121 集成高灵敏度温度传感器，已成功应用于三防手机等高可靠性场景， 48 小时稳定性测试(误差＜5.6Pa），对其全天候稳定性能进行验证。

作为 GDY1121 GDY1122加厚型 支持 10ATM 防水等级，远远领先于同类产品。其封装尺寸为 2.7x2.7x1.7mm，绝对压力精度 ± 0.5hPa，相对精度 ± 0.06hPa，ADC 精度达 24bit。防水等级高达 适合严格环境的10ATM。

GDY1122 另一个优点是优秀的防水封装技术。采用陶瓷封装，提高温度稳定性和抗应力。在关键防水胶方面，传统产品表面多采用透明胶。如果直接暴露在阳光下，会造成精度误差，GDY1122 然后进行了技术创新，可以在太阳直射下保持数据稳定。

推力测试是模拟机械推力(如轻压、挤压)在安装或使用中被模拟传感器，验证微机械结构的抗变形能力的经典测试，可以模拟可穿戴设备中气压计需要承受的日常压力。GDY1122 该测试结果显示封装强度超强 3500g 规格(实测达 能满足严格环境要求的4000~5000g。

MEMS 传感器所面临的技术瓶颈主要集中在设备对应力和温度敏感性高等方面。最终测量数据的绝对精度受到很大影响，因为产品在实际应用中会受到自身测量压力、环境温度和外界压力的共同作用。为了保证产品的性能，赵一创新在R&D期间对产品的外观封装进行了严格细致的验证，最大限度地减少了外部因素对产品的影响。

展望今年，兆易创新还将重点推出高级气压传感器产品，不仅具有精确的气压测量功能，而且集成了先进的水深测量能力。该产品的气压检测范围覆盖 300 至 1250hPa，相当于标准的大气压力范围； 300 至 支持水下4000hPa 30 精确检测大米深度。该产品将主要应用于高端市场，为追求极致性能的客户提供理想的解决方案。

打造 Sensor 技术平台矩阵

赵一创新的目标是深化传感器、信号链、算法和解决方案，成为整个生态的重要推动者。围绕这一目标，赵一创新正在 Sensor 建立了业务范围 4 一个技术平台：分别是电容技术平台，光谱技术平台，MEMS 各种平台紧密相连，技术平台、算法和解决方案，可以为不同行业提供多样化、高性能的传感器产品和解决方案。

电容器技术平台：运用高精度，以自容、互容检测技术为核心， ADC 和高信噪比 AFE、信号链，完成电容变化的精确测量和信号处理。移动电话，PC、通过检测电容变化来识别指纹特征或感知触摸操作，平板指纹验证和大、中、小尺寸触摸方案起着关键作用。

光谱技术平台：聚焦光电相关技术，包括高性能光电 pixel 设计，可以准确感知光信号；光学镜头和微镜头设计，可以增强光的传输和聚焦；光谱 color filter 设计，完成不同光谱的选择和处理。结合高精度 ADC 和高信噪比 AFE、信号链，可以有效地将光信号转换成精确的电信号并进行处理，可以用来检查光电生理指标等场景。

MEMS 技术平台：基于 MEMS 利用先进的工艺平台和高精度的技术开发传感器 ADC、高信噪比 AFE、信号链，保证传感器的高精度和稳定性。该产品广泛应用于地板高度检查、辅助定位、手机高度位置导航、智能手表 / 手环运动检测等领域。

平台的算法和解决方案：高性能算法，如高性能、小面积指纹算法、心率算法等内嵌指纹算法，是根据不同的传感器和应用领域开发的。还为各行业提供定制的应用解决方案，将传感器数据与实际应用需求相结合，提高产品的实用性和功能性，满足多应用领域的需求。

通过" 3 高 1 低 1 “优秀”战略(" 3 高度“指高集成、高精度、高灵敏度；” 1 低“指低功耗；” 1 “优秀”是指开发性能优异的算法和行业应用解决方案)，赵一创新正在推进。 MEMS 采用小型化集成设计，结合多维感知和数据处理，传感器技术创新，依托精密技术和智能算法，在复杂环境下实现稳定测量和高灵敏度；创新低功耗结构显著节能降耗，支持移动终端长期监控；通过预设算法、标准化校正和场景化方案，构建全链技术生态，加快产品落地。

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