STMicroelectronics Technodays : MEMS, gravure 20 nm, ST-Ericsson...

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STMicro MEMS logo proNous l'avons évoqué à plusieurs reprises dans nos colonnes : les capteurs MEMS ( Micro ElectroMechanical Systems ) ont participé à la révolution des interfaces tactiles sur les smartphones et autres produits mobiles et STMicroelectronics a été parmi les premiers à profiter de cette opportunité en produisant en masse les différents capteurs désormais couramment présents dans les téléphones portables et appelés à jouer des rôles variés dans l'ensemble des gadgets électroniques.

Les MEMS sont de minuscules composants combinant une partie mécanique, souvent constituée de deux éléments glissant l'un sur l'autre et dont les variations de capacitance produites par ce mouvement sont analysées par un composant numérique, qui envoie directement les informations à un microcontrôleur, sans intermédiaires.

Chez ST, la partie mécanique des MEMS est produite en Europe, à Milan, tandis que le composant numérique provient de Crolles ( Grenoble ). L'assemblage des éléments et les tests se font sur un site à Malte, après quoi les MEMS doivent passer par une phase de calibrage.


Plusieurs grandes familles
Ce sont des éléments relativement simples à l'origine, fiables et peu gourmands en énergie mais que l'on peut complexifier en ajoutant, sur les nouvelles générations de capteurs, des fonctionnalités supplémentaires comme la reconnaissance de mouvement, grâce à des " patterns " de mouvements ( des enchaînements qui caractérisent un type de mouvement comme une chute, un déplacement latéral, etc ) que des éditeurs tiers peuvent fournir via des librairies de reconnaissance de mouvement.

Les capteurs MEMS les plus fréquents peuvent aller de l'accéléromètre ( mesure de mouvement linéaire ) au gyroscope ( mesure de mouvement angulaire ), avec différents niveaux de sensibilité et la possibilité de combiner les signaux des deux types.

On peut également trouver des boussoles électroniques, qui sont en fait des combinaisons d'accéléromètre et de magnétomètre, avec un système de compensation pour éviter les interférences de champs magnétiques autres que le champ magnétique terrestre.

Les capteurs de pression sont aussi des capteurs MEMS et sont constitués d'une membrane de 1 µm d'épaisseur surmontant une cavité faite dans le silicium, de 10 µm de profondeur. Un élément piezoélectrique mesure la variation de pression sur la membrane avec une sensibilité de 0,065 bar ( soit une différence d'altitude de 80 cm ), en attendant la prochaine génération ( d'ici cet été ), capable de distinguer une variation de pression équivalant à une hauteur de 25 cm.


Le MEMS peut être microphone

On trouve également des microphones MEMS qui ont l'avantage par rapport à des systèmes classiques d'être très miniaturisés et de consommer très peu d'énergie, tout en offrant une excellente qualité sonore et la possibilité de déterminer l'origine directionnelle du son.

Cette dernière caractéristique, associée à une bonne sensibilité, permet de proposer des systèmes à deux micros utilisés pour l'annulation du bruit ambiant. Ces cinq types d'applications ( accéléromètre, gyroscope, capteur de pression, microphone et magnétomètre ) constituent le coeur de l'offre de ST pour conquérir le marché des MEMS destinés aux produits grand public, en plus du marché industriel où ils sont déjà déployés.

Les applications potentielles sont innombrables, aussi bien dans la mobilité et les gadgets que dans le sport, le fitness, les jeux, sans compter la santé et le bien-être. A noter que dès à présent, outre les efforts pour miniaturiser et réduire la consommation d'énergie de ces composants, tout en essayant d'augmenter leur " intelligence ", la tendance se porte vers des systèmes multi-capteurs capables de gérer simultanément plusieurs degrés de liberté, créant des interactions encore plus fines.

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