【導讀】MEMS超聲波換能器芯片PMUT區別于傳統的壓電陶瓷超聲波傳感器，其體積僅為其1/4，功耗也大幅降低，并且MEMS超聲波傳感器不同于光學TOF傳感器，其能夠在強光霧霾天氣中使用，對于明暗，透明物體皆可實現測量。在掃地機器人、工業機器人、駕駛輔助、無人機、玩具避障、閘機門控等眾多場景中具有廣泛的應用前景。
壓電微機械超聲換能器（Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer，PMUT）是一類通過壓電材料的正逆壓電效應使壓電薄膜振動，從而發射或者接收超聲波信號的MEMS器件。當PMUT用于發射超聲波時，它是一個執行器；當PMUT用于接收超聲波時，它是一個傳感器。
在商業化產品中，完全相同的PMUT器件可以承擔兩個相對立的功能，這使得PMUT器件從設計到生產、封裝、測試、系統化的成本得到極大的降低。而MEMS標準工藝批量化生產和晶圓級封裝的大規模應用，使得PMUT非常適合商業化應用。
MEMS超聲波換能器芯片PMUT區別于傳統的壓電陶瓷超聲波傳感器，其體積僅為其1/4，功耗也大幅降低，并且MEMS超聲波傳感器不同于光學TOF傳感器，其能夠在強光霧霾天氣中使用，對于明暗，透明物體皆可實現測量。在掃地機器人、工業機器人、駕駛輔助、無人機、玩具避障、閘機門控等眾多場景中具有廣泛的應用前景。
敏芯股份作為國內屈指可數掌握多品類MEMS芯片設計和制造工藝能力企業，可提供高端定制化的基于PMUT的TOF模組。通過基于SOI晶圓的半導體加工工藝制造，實現底電極/壓電層/頂電極的三明治結構用作驅動和接收構件，發送升壓后的脈沖串來驅動此器件在諧振頻率工作，通過計時發出脈沖和回收脈沖的時間差，來計算與障礙物的距離。
同時，敏芯股份提供了基于PMUT的TOF測距模組的驅動和控制電路，可減少開發者的開發難度，加快開發進程。
常見應用
車載系統：
測距離是超聲器件的重要應用，高頻超聲波抗干擾能力強，傳播距離遠，非常適合測距應用?，F有的安裝于汽車上的倒車雷達，一般就是前后各四顆，但是這四顆倒車雷達普遍有體積大、成本高的缺點。而PMUT的封裝后尺寸都不會超過10mm，設想一種場景，如果使用PMUT陣列來做距離檢測，小尺寸高密度的排布，不僅可以做到在不超過現有倒車雷達成本的條件下全車無盲區檢測，甚至可以完整建立環繞全車的超聲成像以輔助智能駕駛系統。
掃地機器人：
避障檢測就是以超聲傳感器和紅外光電傳感器相結合來完成的。因成本問題，主流掃地機器人的超聲雷達數量都在個位數。因此，掃地機器人的避障檢測和尋跡問題依然突出，被卡住、錯誤判斷等都是超聲雷達檢測精度不夠高造成的。
PMUT在掃地機器人上的商業化應用是一個非常有價值的切入點，其低成本和小體積、高精度的優點可以滿足掃地機器人這類需要進一步提高檢測分辨率的應用場景。
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