深度拆解：三大厂最新九轴IMU内部构造揭密.doc

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1、深度拆解：三大厂最新九轴IMU内部构造揭密　　针对市场前三大供应商的组合式MEMS感测器产品拆解分析显示，厂商们各自采取不同的路线来打造自家的竞争性产品。我们所拆解的晶片是三款在2013年推出的九轴惯性感测器元件（IMU），包括BoschSensortec的BMX055、意法半导体（ST）的LSM9DS0以及InvenSense的MPU-9250；这三款产品价格相近，但采用的技术却大不相同。　　组合式感测元件因为具备整合性优势、且其中各项感测器功能的平均价格也下降，而成为市场当红产品；市场研究机构YoleDevelop

2、ment估计，组合式感测器市场规模将由2013年的4.46亿美元，在2018年增加至19.7亿美元，年成长率则由21%提升至66%。　　市场对于六轴IMU与六轴电子罗盘（e-compass）元件组合式感测器解决方案的接受速度非常快，我们所拆解研究的九轴感测器无疑是更具创新概念的后继者；组合式感测器在消费性电子产品中已经成为主流，也可见到在汽车内的应用，而智慧型手机预期仍然是接下来几年组合式感测器市场的主要应用推手。　　在2013年，提供给大量订购客户的部分IMU单价已低于1美元；我们拆解的九轴感测器价格虽然相对较高，不

3、过一旦大量生产，厂商们也会面临价格压力。三种元件的电路板占位面积皆不同，从ST的4x4mm（16mm2），到InvenSense的3x3mm（9mm2）；ST与Bosch采用LGA封装，InvenSensey则为QFN封装。　　　　来自三家不同供应商的组合式MEMS感测器尺寸、内部结构都大不相同　　移除了封装外壳之后则发现，三款元件的内部结构也大不相同；举例来说，ST与Bosch的元件都内含5颗裸晶，InvenSense的元件则是只有两颗裸晶──包括一颗六轴加速度计/陀螺仪，以及一颗三轴磁力计。　　每家厂商可用的晶片面

4、积也不相同，ST是19mm2，Bosch是14mm2，InvenSense仅有8mm2。而要结合越多裸晶就需要更多的打线（wirebondings）来连结；ST的IMU元件采用了76条打线，InvenSense的元件则只采用了25条打线。　　　　ST九轴感测器内部解析　　ST的组合式感测器元件在一颗MEMS单晶片上结合六轴陀螺仪/加速度计，使得此六轴功能的尺寸比先前采用两颗裸晶的方案缩小了30%以上。该款元件采用玻璃介质接合（Glass？Frit？Bonding）；但ST也会采用金-金热压接合（gold-goldthe

5、rmo-compression）来密封部分MEMS裸晶，以免除密封框（sealingframe）的采用并缩小晶片面积。　　　　ST的LSM9DS0九轴IMU内部之加速度计/陀螺仪电路（