據麥姆斯咨詢報道，CEA-Leti近日發布了全球首款工作頻率達到50kHz的MEMS & NEMS(簡稱：M&NEMS，中文名稱：微納機電系統)陀螺儀，超越了在惡劣環境下工作的常規MEMS(微機電系統)陀螺儀振動頻率。

法國CEA Leti科學家通過與米蘭理工大學(Politecnico di Milano)研究人員合作，開發出了這款可以在汽車、工業以及航空等惡劣環境下工作的高性能M&NEMS陀螺儀。這一突破性研究成果證實，這種高性能陀螺儀即使處于高頻系統振動中也能探測極微小的旋轉運動。

如今，慣性傳感器已經滲透至我們日常生活之中，同時還需要滿足不斷提高的微型化、成本、性能和魯棒性要求。對于某些汽車、工業和軍事應用，陀螺儀必須能夠在強烈的持續振動環境中檢測到每小時1°的旋轉運動變化(注：地球自轉的角速度大約是每小時15°)。

低功耗MEMS陀螺儀憑借體積小、功耗低等優勢在各個領域得到廣泛應用：它們可以監測設備的位置、滾動、俯仰和偏航，從而實現精確的控制;在汽車應用中，集成MEMS陀螺儀的電子穩定控制(ESC)系統可以提高車輛的穩定性;它們還可以用于無人駕駛系統的航位推算;此外，將它們集成在智能手機中可以監測設備的旋轉運動(實現手勢識別功能)，在GPS不可用時，可助力實現室內導航和混合現實(MR)等應用。

這些MEMS陀螺儀通常在給定的諧振頻率下工作，寄生機械振動很少超過40kHz。目前還沒有一種高性能MEMS陀螺儀的諧振頻率遠大于20kHz，即高于寄生振動的頻帶。當諧振頻率接近環境振動的頻率時，機械干擾會使測量結果失真。通過與米蘭理工大學合作，CEA Leti科學家開發出了一款工作頻率達到50kHz的M&NEMS陀螺儀(基于NEMS傳感技術的MEMS陀螺儀)，比傳統MEMS陀螺儀的性能高出兩倍以上，甚至超過了汽車、工業和航空等惡劣環境常見的振動頻率。

CEA Leti科學家在論文中稱：“盡管很多應用要求MEMS陀螺儀能夠提高對20kHz以上振動的魯棒性，但是由于頻率提高會導致MEMS陀螺儀的性能惡化，因此，目前最先進MEMS陀螺儀的工作頻率仍在該數值的附近。我們的這項研究證明，基于NEMS傳感技術的MEMS陀螺儀可以在具有更高的工作頻率，考慮到芯片面積和功耗等因素，它們在噪聲、穩定性和寄生模態等方面具有卓越的性能。”

CEA-Leti的MEMS業務開發經理、高級專家Philippe Robert評價稱：“為了在不降低傳感器性能的前提下提高MEMS陀螺儀的工作頻率，我們用超靈敏壓阻納米應變計取代了常規MEMS陀螺儀的電容檢測。這款芯片面積僅為1.5平方毫米的新型高頻陀螺儀已經申請了多項專利，在偏壓、噪聲、線性度等方面都超越了目前的最先進水平。”

米蘭理工大學電子、信息技術和生物工程系MEMS和微型傳感器實驗室負責人Giacomo Langfelder說：“過去15年來，我一直在研究多種MEMS技術，可以肯定的是，M&NEMS技術優勢在未來的一些應用中非常突出。”

這些新型MEMS器件在CEA-Leti的硅基試驗線生產，并與大多數MEMS代工廠的工藝兼容。它們的制造基于CEA-Leti的M&NEMS技術平臺，根據需要，這款MEMS陀螺儀可以與3軸MEMS加速度計和/或高性能MEMS壓力傳感器一起集成在單顆芯片上。