Micro-PNT項(xiàng)目的研究成果可以應(yīng)用于多種未來作戰(zhàn)環(huán)境中，包括從單兵導(dǎo)航到無人機(jī)、無人潛航器和導(dǎo)彈的導(dǎo)航、指引和控制（NGC） 。通過Micro-PNT的研究，美軍希望提升慣性傳感器的動態(tài)應(yīng)用范圍，降低時鐘和慣性傳感器的長期漂移，開發(fā)可以提供位置、方向和時間信息的超小系統(tǒng)。微尺度上的集成技術(shù)是Micro-PNT的重要研究內(nèi)容，為了實(shí)現(xiàn)Micro-PNT系統(tǒng)的集成和微型化，就必須采用微系統(tǒng)集成與互聯(lián)工藝。

慣性微系統(tǒng)集成與互聯(lián)工藝主要涉及硅通孔（Through Silicon Via，TSV）技術(shù)、晶圓級封裝（Wafer Level Packaging，WLP）技術(shù)和無源集成器件（Integrated Passive Devices，IPD）技術(shù)。

TSV技術(shù)是針對多層芯片層間互聯(lián)要求，制備TSV通孔并實(shí)現(xiàn)金屬化，獲得的金屬化通孔可實(shí)現(xiàn)層間信號的低損耗傳輸。通過制備金屬化TSV通孔以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層信號連接輸出，采用3D垂直集成技術(shù)，可獲得高集成度，提升性能。由于TSV技術(shù)能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片間互聯(lián)線最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能，成為目前電子封裝技術(shù)中最引人矚目的一種技術(shù)。

WLP技術(shù)：直接在晶圓上進(jìn)行器件的封裝和測試，切割后，實(shí)現(xiàn)具備完整功能的芯片單元，且無需額外的塑料封裝和陶瓷封裝外殼。采用WLP技術(shù)可以有效顯效芯片尺寸，節(jié)約芯片封裝成本；滿足系統(tǒng)對微型化傳感器、電路單元的迫切需求。

IPD技術(shù)：在硅基片上進(jìn)行慣性微系統(tǒng)所需的電阻、電容、電感等無源元件的集成，減少分立元件，具有小型化和提高系統(tǒng)性能的優(yōu)勢。無論是減小整個產(chǎn)品的尺寸與重量，還是在現(xiàn)有的產(chǎn)品體積內(nèi)增加功能，集成無源元件技術(shù)都能發(fā)揮很大的作用。

5、結(jié)論

綜上所述，未來MEMS慣性傳感器的發(fā)展主要有四個方向：

1） 高精度

導(dǎo)航、自動駕駛和個人穿戴設(shè)備等對慣性傳感器的精度需求逐漸提高，精細(xì)化測量需求和智能化的發(fā)展也對傳感器的精度提出了越來越高的要求。

2）微型化

器件的微型化可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備便攜性，滿足分布式應(yīng)用要求。微型化是未來智能傳感設(shè)備的發(fā)展趨勢，是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)。

3）高集成度

無論是慣性測量單元還是慣性微系統(tǒng)都是為了提高器件的集成度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在更小的體積內(nèi)具備更多的測量功能，滿足裝備小體積、低功耗、多功能的需求。

4）適應(yīng)性強(qiáng)

隨著MEMS慣性傳感器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，工作環(huán)境也會越來越復(fù)雜，例如：高溫、高壓、大慣量和高沖擊等，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境能夠進(jìn)一步拓寬MEMS慣性傳感器的應(yīng)用范圍。

作者：卞玉民1， 胡英杰2， 李博1，徐淑靜1，楊擁軍1

作者單位：1、中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所 2、河北美泰電子科技有限公司