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MEMS Executive Congress Europe

MEMS und IoT: Eine große Chance für Europa

23. März 2015, 14:46 Uhr | Heinz Arnold

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Herausforderung Low Power

Dr. Simone Severi, R&D-Teamlieder von IMEC, beschäfigt sich mit Sensoren für den Medical- und Healthcare-Markt, der am Anfang seiner Entwicklung steht. Was ist erforderlich, um die Sensoren in diesen Markt zu bringen? Auch er nennt die Stichworte Miniaturisierung, etwa durch Kombination MEMS/CMOS, die Reduzierung der Test- und Packaging-Kosten und die Entwicklung von SiP. Zudem fordert er, dass die Kosten für Packaging und Test sinken müssen. Um CMOS mit MEMS zu kombinieren, arbeitet das IMEC an Low-Temperature-Fusion-Bonding.

In Zukunft verspricht sich Dr. Severi viel von der heterogenen Integration mit Mikrofluidtechnik und Photonik. Auch hierfür wäre es wichtig, die TSV-Technik weiter zu entwickeln. Genauso wie bei Smart Phones kommt es auch für Healthcare/Mediacal darauf an, dass die Sensoren möglichst wenig Leistung aufnehmen. Als Beispiel nennt er einen Drucksensor mit Antenne, der für die Implantation direkt ins Auge konzipiert ist. Heute nimmt ein solcher Sensor 50 µW auf, »15 µW wären künftig möglich«, so Severi. Das Low-Power-Beispiel greift Tim Sax, CTO von Quicklogic, gerne auf und überschlägt mal kurz, was denn tragbare Geräte an Leistung aufnehmen. Ein Smart Phone kommt auf rund 3000 µW und muss einmal am Tag geladen werden.

Für Consumer-Wearables dürfte die Leistungsaufnahme 500 µW nicht übersteigen, eine 110-mAh-Batterie würde also einen Monat lang arbeiten. Für den Einsatz in Unternehmen wären 80 µW erforderlich, die Lebensdauer der Batterie läge dann bei sechs bis neun Monaten. Schaut man sich einen Sensorknoten an, dann schlägt Bluetooth mit 12 µW zu Buche, die Power-Management mit 20 µW. 48 µW blieben dann für den Sensor, die Rechenleistung und weitere Funktionen wie das Display übrig. »Das ist nicht viel! Wenn wir hier also nur von den MEMS-Sensoren reden, dann reden wir von der Nase. Wir brauchen aber den ganzen Hund dahinter!«, so Tim Sax. Und der Hund in diesem Bild besteht ja nicht nur aus den Sensorknoten, die die Daten liefern, daran schließt sich die Datenanalyse an, und deren Ergebnisse müssen wieder zu den Firmen kommen, damit sie reagieren können. »Jemand muss das ganze System bauen und betreiben und auch dafür bezahlen«, so seine Schlussfolgerung.

Wie der Sensor-Einsatz in der industriellen Umgebung aussehen kann, darauf ging Sean Clay ein, VPGM von Honeywell Industrial Safety Sensors. Er stellte den »vernetzten Mitarbeiter« vor. »MEMS haben heute einen starken Fokus auf den Consumer-Markt. »Aber die Consumer sind acht Stunden am Tag auch Mitarbeiter!«, so Clay. Ein vernetzter Mitarbeiter kann die Rolle eines Sensor-Hubs und Kommunikations-Gateways einnehmen. »Wir müssen die MEMS in die Industrie bringen und die kommerzielle Expertise über Kooperationen in der Industrie herstellen«, so Sean Clay. Ein gutes Beispiel ist ein vernetzter Feuerwehrmann, der genau weiß, wo im Gebäude er sich gerade aufhält, dessen Kollegen außerhalb des Gebäudes wissen, wo er gerade ist, und die ihn vor Gefahren warnen können. Umgekehrt kann er vor Ort die neusten Informationen sammeln und weitergeben. »Die Sicherheit und die Produktivität für die Connected Industry zu verbessern – darin muss das Ziel der Hersteller von MEMS liegen«, so Clays Fazit.