L’importanza dei sensori MEMS – Intervista a Andrea Onetti Direttore Generale MEMS Sensors Division @ STMicroelectronics

La sensoristica MEMS si è imposta nel mercato come tecnologia dirompente basata su una combinazione di microelettronica e micromeccanica decisamente affidabile. E' impiegata nei più svariati campi dell'automotive, consumer ed industriale.

E' decisamente una tecnologia rivoluzionaria, capace di fornire design elettronici più performanti non solo dal punto di vista delle dimensioni fisiche, ma anche in termini di costi e consumi energetici. Il mercato ha un vasto portafoglio con una forte concorrenza tra le varie aziende che si contengono lo spettro di leader. STMicroelectronics è il principale fornitore di un mercato dei sensori MEMS sempre più al centro dell'attenzione. Molti analisti stimano una crescita in vari mercati quali quello automotive, industriale e soprattutto il settore IoT e IIoT, e applicazioni a batteria per dispositivi di fascia alta per una navigazione e un posizionamento accurati.

Andrea Onetti di STMicroelectronics ci condurrà in questo settore analizzando le applicazioni e cosa ci si aspetta dal prossimo futuro. Andrea è entrato a far parte di STMicroelectronics come IC designer nel 1990. Successivamente si è trasferito in Product Management ed è diventato Direttore della Divisione dei prodotti Audio. Il mandato di Onetti è stato poi ampliato per includere dispositivi analogici e RF a bassa potenza e nel 2016 è stato nominato Direttore Generale della MEMS Sensors Division di ST che copre l'ampio portafoglio di accelerometri, giroscopi, bussole digitali, moduli inerziali, pressione, umidità, sensori di temperatura e microfoni.

1. ST offre la più ampia gamma di sensori e MEMS che coprono un ampio spettro di applicazioni. Quanto è coinvolto ST nel mercato MEMS?

ST è il principale fornitore di sensori MEMS per i prodotti consumer e mobile e il secondo fornitore di micro-attuatori MEMS. Per avere un'idea, ST ha spedito, cumulaticamente fino al 2016, circa 12 miliardi di sensori MEMS e attuatori (escluso il settore automotive) secondo ABI Research. Offriamo una vasta gamma di dispositivi compatti, a bassa potenza e ad alta precisione che comprendono sensori di movimento (accelerometri, giroscopi, moduli inerziali, stabilizzatori ottici delle immagini, e-compass), sensori ambientali (sensori di pressione) e microfoni MEMS, così come microattuatori sviluppati con diversi partner per l'autofocus piezoelettrico, l'ultrasonici, microspecchi, microfluidici e altoparlanti MEMS. ST serve anche il mercato automotive e industriale con prodotti ad alte prestazioni e alta affidabilità.

2. Parliamo delle loro applicazioni. Quali sono attualmente quelle più diffuse?

ST ha condotto la "consumerizzazione" dei MEMS a metà degli anni 2000, stabilendo la propria leadership con grandi OEM con interfacce utente motion-activated, a partire dalla popolare console Nintendo Wii. Prima, i MEMS erano ingombranti e costosi e soprattutto utilizzati quasi soltanto per applicazioni industriali. Da allora, con successive generazioni di prodotti, ST è diventato il principale fornitore di tecnologie MEMS in tutti i principali sistemi operativi mobile e i nostri dispositivi MEMS sono ampiamente utilizzati anche nel nuovo mercato in espansione relativamente al monitoraggio del corpo, tracking o stabilizzazione ottica delle immagini. Quest'anno siamo anche tornati a giocare con i nostri sensori di ultima generazione integrati all'interno della nuova Nintendo Switch. Oltre al consumer, ST fornisce i propri prodotti MEMS nel settore automotive e industriale. Nell'industria automobilistica, i moduli inerziali MEMS e gli accelerometri a medio g consentono l'assistenza alla navigazione e ai sistemi telematici. Accelerometri ad alta velocità e giroscopi mirano ad azionare l'airbag e controllare le dinamiche di veicolo. Nei sensori per applicazioni telematiche automobilistiche, ST è cresciuto più del 30% di anno in anno con clienti sparsi in tutto il mondo. Un’applicazione telematica su tre in auto, utilizza il movimento rilevato dai MEMS di ST. Nelle applicazioni industriali, i MEMS di ST sono utilizzati principalmente per il monitoraggio del movimento e quello ambientale, favorendo così la tendenza verso fabbriche e luoghi di lavoro più intelligenti, più sicuri e più efficienti.

3. Qual è l'impatto dei sensori MEMS nel mondo IoT e IIoT?

IoT sarà abilitato dalla pervasione di sensori e attuatori ovunque - in ogni sistema, dai più piccoli ai più grandi sistemi. ST fornisce una gamma completa di sensori e attuatori per IoT (Smart Things, Smart Home / City) e IIoT (Industrial IoT, cioè la Smart Factory o Fabbrica intelligente). Oggi solo una piccola porzione dei dati sensoriali che sono utili viene catturata, memorizzata e analizzata e, una parte ancora minore di quella, viene utilizzata per eseguire azioni tramite attuatori: quindi il potenziale per le tecnologie MEMS di ST in IoT / IIoT è immenso. ST ha anche stimolato i design IoT con l'introduzione di SensorTile, il più piccolo modulo multi-sensore al mondo. Combina la nostra tecnologia MEMS con un microcontrollore e un ricetrasmettitore Bluetooth e il nostro potente ecosistema software open per i progettisti al fine di introdurre i loro prodotti sul mercato il più velocemente possibile. SensorTile può essere utilizzato come hub di rilevamento e connettività per lo sviluppo di prodotti indossabili, accessori per il gioco e dispositivi smart-home o IoT.

4. Quale sarà il target per introdurre nuovi prodotti nel mercato MEMS?

La nuova frontiera per lo sviluppo avanzato di MEMS è l’elevata accuratezza - ovviamente con un basso consumo energetico e in piccole dimensioni. Abbiamo bisogno di una grande precisione per consentire applicazioni esigenti come la realtà virtuale, gli occhiali 3D, il gioco AR / VR o la navigazione AR. Navigazione, ovviamente, significa anche la guida autonoma dei veicoli che, nonostante non necessiti di un basso consumo energetico, deve avere alta precisione per realizzare un efficiente posizionamento e controllo del veicolo nel traffico. Oltre alle applicazioni AR / VR e alla guida autonoma, non dimentichiamo il concetto di Industry 4.0, dove l'accuratezza è ancora di grande importanza per il posizionamento e il controllo delle macchine utensili o per una manutenzione predittiva avanzata e il rilevamento precoce del guasto.

5. Qual è il futuro dei materiali e come influenzeranno il design dei sensori MEMS?

La ricerca di ST per i sensori MEMS è sempre stata molto attiva per lo sviluppo e l'adozione di nuovi materiali. Materiali ceramici avanzati, ad esempio, sono già in produzione in alcuni componenti, così come nuovi materiali tipo “hard permalloy” che sono stati (e lo sono tuttora) ampiamente utilizzati in molti sensori. Recentemente, la necessità di affrontare e misurare un numero crescente di variabili ambientali, come l'inquinamento, i composti organici, l'intensità della luce UV, hanno alimentato i nostri sforzi di ricerca verso nuovi materiali, ad esempio nuovi e inusuali semiconduttori in grado di fornire i giusti livelli di sensibilità nei diversi ambienti che ci circondano quali case, città e fabbriche.

Figura 1: Andrea Onetti

 

Una risposta

  1. Roberta Fiorucci Roberta Fiorucci 26 settembre 2017

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