Micro-PNT項目的研究成果可以應用于多種未來作戰環境中，包括從單兵導航到無人機、無人潛航器和導彈的導航、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應用范圍，降低時鐘和慣性傳感器的長期漂移，開發可以提供位置、方向和時間信息的超小系統。微尺度上的集成技術是Micro-PNT的重要研究內容，為了實現Micro-PNT系統的集成和微型化，就必須采用微系統集成與互聯工藝。

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

TSV技術是針對多層芯片層間互聯要求，制備TSV通孔并實現金屬化，獲得的金屬化通孔可實現層間信號的低損耗傳輸。通過制備金屬化TSV通孔以實現結構層信號連接輸出，采用3D垂直集成技術，可獲得高集成度，提升性能。由于TSV技術能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片間互聯線最短、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中最引人矚目的一種技術。

WLP技術：直接在晶圓上進行器件的封裝和測試，切割后，實現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技術可以有效顯效芯片尺寸，節約芯片封裝成本；滿足系統對微型化傳感器、電路單元的迫切需求。

IPD技術：在硅基片上進行慣性微系統所需的電阻、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性能的優勢。無論是減小整個產品的尺寸與重量，還是在現有的產品體積內增加功能，集成無源元件技術都能發揮很大的作用。

5、結論

綜上所述，未來MEMS慣性傳感器的發展主要有四個方向：

1） 高精度

導航、自動駕駛和個人穿戴設備等對慣性傳感器的精度需求逐漸提高，精細化測量需求和智能化的發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現設備便攜性，滿足分布式應用要求。微型化是未來智能傳感設備的發展趨勢，是實現萬物互聯的基礎。

3）高集成度

無論是慣性測量單元還是慣性微系統都是為了提高器件的集成度，進而實現在更小的體積內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）適應性強

隨著MEMS慣性傳感器的應用范圍越來越廣泛，工作環境也會越來越復雜，例如：高溫、高壓、大慣量和高沖擊等，適應復雜環境能夠進一步拓寬MEMS慣性傳感器的應用范圍。

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、中國電子科技集團公司第十三研究所 2、河北美泰電子科技有限公司