现在，许多政府预备进一步强制施行相关方案，将侧重点从被迫安全转移到自动安全。在2011年至2020年期间，行将推出一系列新式自动安全体系来防止碰车，其间包含车辆电子安稳操控（ESC）。ESC是对防抱死制动体系（ABS）和牵引力操控体系（TCS）的又一次改进。它的基本功用是在单个车轮上选用差分制动力和削减发动机扭矩的方法，以防止车辆打滑并保证其安稳性。这一自动反响功用经过削减转向过大、过小问题来进步车辆的安稳性，尤其是在车辆严峻侧偏，路面摩擦力小的情况下。ABS体系有必要添加额定的传感器来完结ESP功用，包含方向盘视点传感器、偏航速率传感器和低重力加快度传感器，这些传感器都用来丈量车辆的动态呼应。明显，这为飞思卡尔半导体这样的MEMS传感器制造商发明了新的商机。
商场视角
曩昔这15年里ESC经过本身影响力，在安全范畴做出了巨大贡献。几项世界研讨标明，经过重要数据搜集，ESC大幅下降撞车危险，每年协助挽救了不计其数人的性命［4］。事实上，日本、欧洲和美国的一些轿车制造商已引进该设备，将它作为部分车辆出产线的规范配备，然后大大进步了客户的安全利益。丰田和戴姆勒估量，它能分别将两家轿车的单一车辆事端危险下降35％-42%［5］。NTHSA估量，在2006年这一危险份额或许削减了30％以上，相当于每年削减9600次逝世和252 000次受伤事情。例如，在美国非常盛行的运动型多功用车辆（SUV），因为其重心高，因此在困难的驾驭条件下容易产生翻车或方向盘失掉操控。配备ESC后，这款车型产生翻车的或许性大大削减80％以上［6］。有了这样的安全保证，各国政府强制规则客车有必要装置ESC作为安全设备：截止到2012年，在美国出售的最高吨位为4.5吨的一切新式车辆将有必要配备ESC［7］。欧盟委员会则规则，截止到2014年11月停止，一切新车辆都要装置ESC；其他国家，如巴西、日本和韩国也现已宣告了要在2012年及今后强制选用ESC。2010年ESC在全球的装置份额现已到达35％左右，可是要完结全面施行，依然还有很多作业亟需完结。
上述强制规则将使ESC的需求变得很大，并且据Strategy AnalyTIcs最近发布的音讯显现，在2009至2014年期间，安全体系将是添加最快的运用之一。这主要指包含ESC在内的几大自动体系施行所带来的成果，估量到2014年，ESC体系的施行数量将从现在的2600万上升到4400万个。iSuppli估量，到那时商场上的MEMS加快度计数量将到达4770万，其间独立的双轴低重力传感器占到66％。事实上，这些年来体系要求一直在不断开展和改进，然后可以更好地习惯各种车型（如四轮轿车）和不同气候条件下的路途需求。双轴低重力传感器的运用，则可以经过准确丈量车辆在斜坡上的倾斜度，来集成相似上坡发动和电动驻车制动器（EPB）等新功用。在添加这些功用的一起，又要满意ESC要求的严厉功用，这些要求归纳起来将对加快计提出巨大的应战。
传感器要求
在ESC体系中，各种MEMS传感器一般装置在间隔车辆重心很近的方位，它们的使命是坚持调查轿车底盘的运动。因为添加了偏航率传感器来丈量垂直轴的角加快度，低重力惯性传感器则可以被用来检测车辆的横向加快度，然后向体系供给更多的信息。当车辆开端下滑并失掉操控期间，这个加快度不到1g。因此，该惯性传感器有必要具有极好的灵敏度来感应到非常准确的低重力。这意味着设备输出的噪音等级要求很低，并且零重力加快度在不同温度中的改变小。此外，加快计有必要对有必要对轿车底盘呈现的高频寄生效应具有免疫力。在正常驾驭条件下的几百赫兹到路面冲击形成的几千赫兹规模内，可以发现大频率带宽的低能量信号。为防止损坏传感器呼应，高于1kHz的频率有必要要过滤掉。依据界说，惯性传感器对任何来历的加快度都非常灵敏，因为这一微加工感应元件是根据相对于固定板的质量块运动的。传感器输出信号往往经过电子低通滤波来铲除高频寄生。具有过阻尼功用的传感器，可以消除剩余的高频加快度内容，这在机械方面又供给了一大优点。
飞思卡尔推出的MMA6900Q，是一款能应对上述一切应战的高级XY轴低重力加快计。它供给非常有用的特性和功用，使其能彻底合适ESC体系的需求。该产品规划非常强韧，对寄生轰动的免疫力很强，并且有很宽的全格感测规模（+/ -3，5g），然后保证翻车时ESC运用仍能在+/- 1.7g规模内运转。它还在-40°c 至105°C的整个车辆温度规模内，供给偏移安稳性为+/- 50mg 的低噪音输出。
技能
与大多数飞思卡尔加快计相同，该MMA6900Q设备包含外表微加工电容式传感元件和用于信号调理（转化，放大和过滤）的操控ASIC，均组装在一个QFN6x6毫米的小型塑料封装里。
该器材能完结功用的一个要害元件是它包含经过了验证的高宽比MEMS轿车传感器（HARMEMS）。“高宽比”指的是传感器要害力学特性的宽度，如全体绷簧体系的绷簧部分或可移动和固定电容板之间的空地。该技能是经过将一个25微米厚的SOI层，与DRIE（深反响离子蚀刻）界说的狭隘沟槽组合在一起，然后完结了这一高宽比。HARMEMS绝缘体上硅（SOI）工艺选用多晶硅堆积层（带气桥），组成了MEMS芯片的电气衔接。用DRIE组成MEMS结构后，献身氧化层上形成了聚合气桥（poly air bridge）。之后，再运用守时化学腐蚀来开释MEMS结构。单晶SOI可以更好地操控DRIE工艺，然后使器材在机械功用方面坚持更好的一致性。厚SOI层加强了运动机械元件的刚性和质量，一起扩增了电容。与规范的外表微加工工艺比较，其优势在于灵敏度和噪声功用都有所进步，并且因为它更好地减轻了运用中或许呈现的黏附，然后进步了牢靠性。结合玻璃熔块晶圆接合可完结的比真空密封还高级的封装技術，该传感器在移动时会遇到相当大的空气阻力，然后以低于1kHz的天然截止频率供给过阻尼机械呼应。最终，因为MEMS工艺的高宽比，还可以完结很小的体系容错。电容板越厚，就意味着封装应力随温度改变导致的传感器结构板变形越小。并且，HARMEMS现在现已改进了信噪比，这意味着传感器体系的传感信号增益有所削减。这样传感器、ASIC或封装的毛病就削减了，然后使得产品体系的总毛病数量削减。
在信号调试中，则运用现已过验证的0.25微米模仿混合信号技能，该技能包含精细的模仿模块和高速CMOS逻辑。25000个门控/mm2这样的高密度，答应集成带很多参数微调选项的杂乱数字信号处理模块（DSP）。用于X和Y通道的两个独立的16位Σ-Δ转化器，则供给了传感元件和DSP之间的接口。因为ΣΔ转化带来的较高过采样频率，以及信噪比和动态规模扩展，它们的检测分辨率不断得到改进。在呈现加快度过载后，该器材最长恢复时间为4毫秒。全数字信号调试在施行中运用了桥接的优势，如可编程（过滤器和加快规模）和自动确诊。数据完整性特性改进了体系的失利安全策略，如编程数据数组和SPI指令的接连奇偶性确认，可以在运转中检测潜在的“位翻转”。假如任何一项完整性校验失利，器材会马上发送过错信息，防止将在通讯毛病误解为有用的加快度丈量。该器材的温度和一切要害内部电压都实施接连监测，因此加快度丈量的精度有所进步。一旦电压超越可接受规模或许在温度超越必定阈值时发送了过错音讯，那么该器材就会复位。它供给了11位的无噪音数据输出，下降了对PCB布线的影响感应。此外，它经过供给3.3V或5V的双电源，为体系规划人员带来更多的灵活性。
至于包装，MMA6900Q则选用16引线的6x6x1.98mm QFN封装。契合行业规范的封装，使PCB规划体积变得愈加细巧，并且对寄生频率振荡有更强的免疫力。实际上，第一个封装鼓形式共振频率大约为160kHz（每个FEA成果），这远高于在车内发现的任何潜在寄生频率。
未来开展
飞思卡尔在安全气囊传感器的规划、测验、仿真和出产方面具有13年以上的相关经历，因此可以为全体丈量安全的参议供给牢靠的工艺流程和技能。因为全球选用的各种强制规则导致传感器体积变大，这又带来了新的应战，特别是在体系本钱方面。轿车供货商和轿车制造商将各种安全模块（如安全气囊和ESC）集成起来，意在进行新的体系分区。尽管被迫和自动安全体系的融合会带来一些优点，但它一起也对传感器的特性产生了影响，这些特性要求到达一个新的整合水平。多轴组件是有必要要供给的，它将不同传感元件，如偏航率+低重里或中等重力+低重力传感器集成起来，供给不同的模块配备。飞思卡尔结合其在新技能方面的体系专业技能，活跃开发这些未来解决方案，然后为敷衍这些新的应战做好了充分预备。
