硅麥MEMS傳感器在電子煙行業應用有跡可循|一文看懂硅嘜集成咪頭剖析結構

蘋果公司率先將EC麥克風升級為MEMS麥克風，這一舉措推動了整個手機產業的升級。在過去，手機行業普遍使用的是EC工藝的微型麥克風，面臨著產能和一致性方面的挑戰，與電子霧化產業面臨的問題相似。然而，自iPhone 5起，蘋果公司采用了突破性的MEMS麥克風技術，極大地提高了iPhone的產能和拾音品質。在蘋果的引領下，整個手機產業經歷了快速升級，如今，MEMS麥克風已成為手機產業的標配。在手機產業升級過程中，各大品牌手機廣泛應用了MEMS麥克風技術，包括蘋果、華為、三星等公司都在其高端旗艦產品中選擇了應用MEMS麥克風。從某種程度上講，在數碼產品領域，如手機和藍牙耳機領域，MEMS麥克風已完全取代了EC麥克風，這代表著產品的升級和科技的迭代。

而今天，在電子煙領域，目前采用的傳感器利用駐極體電容（Electret Capacitance）EC傳感器。EC傳感器內部由兩塊金屬板構成的電容器，在氣流經過時會引起導電薄膜的變形，從而引發等效電容的變化。當變化量達到閾值時，觸發開關信號被檢測到。然而，EC傳感器的安裝只能采用人工焊接，嚴重限制了其產能提升的可能性。其次，EC傳感器的一致性較差，性能不穩定，會影響消費者的使用體驗。此外，EC傳感器的供應難以保持穩定，導致人力調配和產能排布等方面出現一系列變量。盡管EC器件體積小，但它對電子霧化產業的發展造成了嚴重的限制。

Hotchip華芯邦的MEMS氣流傳感器芯片采用半導體工藝，工作狀態更加穩定，開啟壓力更集中。當它不吸煙時，能進入省電模式，靜態電流小于7μA。但是如果吸煙時，發熱絲會工作，電流可超過3A，可以驅動1.2Ω電阻的發熱絲。此外，它還具有發熱絲短路保護功能，即當發熱絲阻值小于0.45Ω時也會自動保護。產品采用專用集成電路，不會出現死機等問題。同時，它還具備多種保護功能，如長時間吸煙保護（10秒）、過溫保護和欠壓保護等。此外，它還具備單顆LED多種模式顯示功能，在電路啟動、吸煙時間、電壓檢測以及各種保護功能中都有可區別的LED指示。

下圖為深圳華芯邦科技自主研發生產的專用于電子煙的MEMS傳感器結構圖示：

MEMS傳感器和EC傳感器都使用電容技術來監測吸煙動作，但它們之間的區別在于，MEMS采用微電子工藝進行加工和測試，與半導體類似。相較于EC傳感器，MEMS傳感器體積更小，節省設備空間。其次，MEMS傳感器的半導體加工工藝能夠確保更高的一致性和良好的生產效率。最后，由于能夠承受高溫的流水線回流焊接，因此不需要人工焊接，可以實現自動化流水線作業和表面貼裝，從而提高產能。

任何產品的迭代過程可以分為探索期、成長期、成熟期和突破期。目前，大多數電子煙關于MEMS傳感器的成品工廠從最初的抗拒逐漸向試用靠攏。深圳華芯邦集團、孔科微電子KOOM等領先的公司在MEMS傳感器領域及周邊電子煙PCBA方案板、電子煙電池電芯一體等已經付出了多年的努力和耕耘。我們堅信，電子煙硅麥傳感器的應用將逐漸取代傳統駐極體麥，快速發展并最終實現技術突破和產品性能的巨大提升！創新不易，***也面臨許多困難，但我們相信，沒有任何力量可以阻止科技的進步！

尤其是在全球芯片供應緊缺的背景下，通過使用自主研發的MEMS氣流傳感器進入電子煙市場，無疑進一步加強了電子煙行業供應鏈的安全性，也推動了智能制造的升級。帶來創新性的產品解決方案的同時，同樣為電子煙產業的升級提供了推動力。

審核編輯 黃宇