新創公司Menlo Microsystems宣佈其MEMS開關在廣泛的物聯網(IoT)應用中取得了進展。Menlo是通用電氣(GE)的衍生公司,其MEMS開關晶片已經用於GE醫療系統,未來還可作為功率致動器和繼電器用於各種工業物聯網(Industrial IoT)應用,以及行動系統中的射頻(RF)開關。

Menlo早在2014年就發表了這款靜電開關,它採用新型金屬合金在玻璃基板上濺鍍形成接觸樑,並在電流作用下接觸閘極形成完整觸點。相較於採用一種獨特專用製程為許多垂直市場開發的固態開關與產品,這種靜電MEMS開關明顯能降低功耗。

20180208_Menlo_NT31P1 Menlo MEMS開關採用金屬合金在玻璃基板上濺鍍形成接觸樑,並透過電流接觸閘極形成觸點,能明顯降低功耗

該MEMS開關具有低功耗的優點,使其得以因應大電流的開關任務。此外,它並不像傳統的電源開關或繼電器一樣發熱,因而不必採用大型且昂貴的散熱片。

目前,這款開關在GE的小型研究廠進行製造。Menlo預計將在2018年中期於瑞典Silex Microsystems的商用MEMS晶圓廠量產。

Menlo執行長Russ Garcia表示,「我們目前最大的挑戰是在商用晶圓廠落實該技術,並使其通過驗證。」

而該元件的最大機會就在於取代目前各種繼電器與電源開關中所使用的電磁、機電和固態元件。Menlo預計,在未來的幾個月,將針對工業自動化、機器人以及家庭與建築物自動化等領域推出採用其MEMS開關晶片的各種參考設計。

Garcia說,諸如Nest智慧恆溫器等物聯網裝置的最大問題之一在於如何有效地開啟或關閉像暖通空調(HVAC)等耗電系統,而這正是Menlo開關的優勢所在,它能在幾乎不耗電的情況下運作。他說:「在電源開關的尺寸和功耗方面,我們的MEMS開關可實現更高1到2個數量級的效率。」

20180208_Menlo_NT31P2 Menlo宣稱其開關的尺寸與功耗等性能大幅超越現有的開關與繼電器 (來源:Menlo Micro)

該設計源於GE公司在MEMS開關領域的12年研究成果。「他們發現MEMS的可靠性問題在於材料,因而為MEMS開關的接觸樑和觸點開發了獨特的合金,以及新穎的玻璃基板,能夠可靠地處理數十億次千瓦(kW)級的電源開關。」

GE的醫療部門將最先使用這款晶片,以取代其目前用於核磁共振成像(MRI)系統的PIM二極體陣列。該公司預計這款MEMS開關能為每套MRI系統節省高達10,000美元的成本。Garcia說:「目前,他們需要為每台採用PIN二極體的機器配置5位博士的人力進行調整,而採用Menlo MEMS開關後,就能對這些系統進行自動化編程了。」

儘管GE率先在其MRI系統中導入該晶片,Menlo也已經和其他MRI製造商洽談有關這款晶片的未來應用了。他強調,「GE希望該業務能有助於打造Menlo成為新的策略元件供應商。」

Menlo還看好這款晶片在RF開關的應用前景。該晶片目前已經設計於軍事無線電,能以更低10倍的功耗提供更高10倍的功率輸出,並預計在今秋出貨。

此外,該新創公司期望將技術授權給為智慧型手機製造RF開關的供應商,例如Peregrine、Qorvo與Skyworks等。針對這項技術授權,Garcia解釋,「我並不想做15美分的低成本開關。目前,我們也已經從多家廠商的第一階段授權評估中獲得NRE費用了。」

Menlo在一年前即已從康寧(Corning)、GE Ventures和美高森美(Microsemi)等投資方集資了2,250萬美元,期望能在2019年中以前在多個市場機會中實現獲利。Garcia強調,「我的目標是不必再次集資,因為我們的利潤很高,特別是在新廠投產後,這些開關的價格將會有20-100美元的平均銷售價(ASP)。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Startup Tunes MEMS Switch for IoT,by Rick Merritt)