第2节 什么是集成传感器在线视频

刚才我们简单地介绍了一下

传感器的定义

那么什么是集成传感器呢

从广义的讲集成传感器

实际上就是把几个传感器

或者一个传感器与后续的电路

集成在一起的一种

高集成度的一个器件

那么事实上对于不同的研究者

或者研究机构而言

他们所理解的集成传感器

含义上可能会有一些些许的不同

同时由于各种传感器

它的技术发展的水平不完全一样

那么这各类传感器

它的集成度从技术上讲

从工艺上讲

它能够达到的集成度也是不同的

因此在我们这样一个领域上

缺乏一个被大家广泛认同的一个

对集成传感器的定义

在本课程中

我们对集成传感器的论据范围

是指利用微加工或者集成工艺

把一个或者多个传感器

及其信号处理 补偿等电路

集成在同一个芯片

或同一个封装内的传感器模块

作为一个同一个芯片之内

那么我们称之为SoC

或者说

System-on-Chip

如果在同一个封装之内

我们称之为SiP

或者说

System-in-Package

那么 我们为什么需要

集成传感器呢

首先这是我们社会的需求

在我们社会中

无论是我们工业界

我们的日常生活 还是产业界

对各种各样的传感器

它的功能要求越来越高

比如说希望它的体积越来越小

它的性能越来越好

它的成本越来越低 此外

我们有越来越多的应用场合

需要新的传感器来引入

比如说我们的手机

比如说我们的便携设备

里边会集成越来越多的传感器

使得我们这些设备

它的功能会越来越强大

所以说

对于传感器它的历史发展来讲

它将从独立的分立元件

发展到小型化微型化的器件

然后呢再和后续的电路

集成在一起 形成集成的传感器

那么未来呢它和网络集成在一起

形成网络化的传感器

甚至无线的网络化的传感器

所以这就是传感器在现在

以及未来它的一个发展方向

所以说集成传感器是

传感器发展历史上

是一个非常重要的一个阶段

是我们

社会发展的一个需求牵引的

此外集成传感器

是在现代先进制造技术的基础上

产生和发展起来的

这张图是2010年发布的

半导体技术发展路线图

在这张图的纵坐标上

我们可以看到集成电路技术将

继续沿着摩尔定律

将器件做的越来越小

同时从这张图的横坐标

我们可以看到

利用集成电路技术

或者说微纳加工技术

我们还可以制造一些

除了集成电路

以外的其他的一些器件

比如说

我们可以制造一些无源器件

高功率器件 半导体执行器

甚至一些生物芯片等等

而我们的传感器就是其中的

主要的一种器件

如果我们将传感器和集成电路

两者结合起来

就是这张图中间紫色的箭头

我们可以看到

将传感器与集成电路结合起来

而形成SoC

或者SiP

也就是说芯片上系统

或者封装中系统

成为一个具有更高价值的系统

其实就是我们的集成传感器

传感器的集成化也不是唯一的

它有多种的类型

首先可以是多功能的一体化

比如说可以将传感器

及其后续的放大电路运算电路

以及补偿电路集成在一起

形成一个多功能的检测模块

其次呢是可以将同一功能的

多个元器件进行并列化

也就是将同一类型的多个传感器

利用集成工艺

制作在同一个芯片上

比如说 我们的图像传感器

第三还可以将不同类型的传感器

集成在一起

实现一个复合的功能

比如说我们可以将温度 湿度

和气压传感器集中在一个模块中

形成一个多功能的气象敏感单元

通过将传感器进行集成化

它将会产生很多的优点

首先 它的体积可以很小

甚至形成微型化

其次我们有可能获得

更高的传感器的性能

比如说更高的灵敏度

更高的精度

更高的信噪比等等

第三 我们还可以

得到更多的功能

比如说可以多参数检测

或者是多功能的测量

还有传感器经过集成化以后

整个系统的可靠性

将会有很大的提升

此外呢由于多采用了CMOS技术

使得整个系统的功耗

有极大的降低

集成化以后

整个传感器模块的价格

也会有很大的降低

使得其应用领域将更加的广泛