據(jù)麥姆斯咨詢介紹，慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，IMU）是測量物體三軸姿態(tài)角（或角速率）以及加速度的裝置。通常，IMU內(nèi)部集成3軸陀螺儀和3軸加速度計，以及運動/姿態(tài)算法。如果IMU內(nèi)部集成的傳感器采用MEMS技術(shù)實現(xiàn)，那么可被稱為MEMS IMU。

消費類MEMS IMU主要采用電容檢測原理，電容式MEMS加速度計的模型是一個由彈簧-質(zhì)量塊組成的阻尼系統(tǒng)，以水平方向加速度測量為例，根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律，可得F=-k·x=m·a，那么加速度a=-k·x/m，對于制作完成的加速度計，彈性系數(shù)k和質(zhì)量m是定值，而x可通過測量梳齒或平板電容而間接獲得。類似地，電容式MEMS陀螺儀借助旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的科里奧利力（慣性力）——需增加驅(qū)動信號，通過測量梳齒或平板電容而間接獲得角速度。

消費類MEMS IMU市場預(yù)計將在2026年達(dá)到8.38億美元，2019~2026年期間的復(fù)合年增長率（CAGR）約為5%。該增長的主要驅(qū)動因素是：（1）智能手機和可穿戴設(shè)備集成MEMS IMU比例的提升；（2）越來越多的分立式3軸MEMS加速度計和3軸MEMS陀螺儀將被6軸MEMS IMU取代。本報告針對全球領(lǐng)先廠商的三款消費類MEMS IMU：BMI260（博世傳感器，Bosch Sensortec）、LSM6DSM（意法半導(dǎo)體，STMicroelectronics）和ICM-42688-P（TDK InvenSense）進(jìn)行物理分析，包括器件拆解、芯片剖析及材料分析等，并從器件性能、封裝及芯片等方面進(jìn)行對比分析。最后，我們還檢索并分析了產(chǎn)品的專利情況。

BMI260是針對智能手機應(yīng)用的新一代高性能MEMS慣性測量單元（IMU），集成高性能加速度計，支持可為室內(nèi)SLAM（同步定位與建圖）提供高精度的步數(shù)記錄、運動檢測和精確數(shù)據(jù)。BMI260還可顯著降低功耗，延長智能手機電池續(xù)航時間。低延遲及OIS（光學(xué)圖像穩(wěn)定）和EIS（電子圖像穩(wěn)定）支持，可助力智能手機呈現(xiàn)更清晰的圖像和超流暢的視頻穩(wěn)定性。

LSM6DSM是一款集成3軸加速度計和3軸陀螺儀的iNEMO 6DoF慣性測量單元（IMU），在高性能模式下以0.65 mA電流運行，并支持“始終開啟（always-on）”功能，為消費者提供最佳運動體驗，可用于具有OIS/EIS和AR/VR系統(tǒng)的智能手機。LSM6DSM支持主要的操作系統(tǒng)要求，提供4 KB的真實、虛擬和批處理傳感器，用于動態(tài)數(shù)據(jù)批處理。ASIC芯片采用CMOS技術(shù)開發(fā)，并經(jīng)過優(yōu)化以更好地匹配傳感元件的特性。

ICM-42688-P是一款高性能MotionTracking6軸慣性測量單元——單片集成了3軸陀螺儀和3軸加速度計。它具有2 kB FIFO和2個可編程中斷，支持超低功耗運動喚醒，可最大限度地降低系統(tǒng)功耗；支持高精度外部時鐘輸入，有助于降低系統(tǒng)級靈敏度誤差，改善陀螺儀數(shù)據(jù)的方向測量，降低ODR對溫度和器件間變化的靈敏度；在FIFO中包括業(yè)界首款20位數(shù)據(jù)格式支持，可實現(xiàn)高數(shù)據(jù)分辨率。其他行業(yè)領(lǐng)先的功能包InvenSense片上APEX運動處理引擎（用于手勢識別、活動分類、計步器、可編程數(shù)字濾波器）和嵌入式溫度傳感器。

《消費類MEMS慣性測量單元（IMU）產(chǎn)品對比分析-2022版》報告內(nèi)容主要包括以下三方面：

（1）首先對BMI260、LSM6DSM、ICM-42688-P進(jìn)行封裝拍照及分析，然后分別將三者進(jìn)行物理減薄和化學(xué)去膠，接著取出芯片進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析和材料分析，包括MEMS襯底層、結(jié)構(gòu)層和蓋帽層、晶圓級封裝、真空封裝、ASIC等，并提供MEMS加速度計和陀螺儀三軸感測結(jié)構(gòu)及驅(qū)動梳齒結(jié)構(gòu)的局部特寫及特征尺寸。

BMI260器件剖面分析

LSM6DSM的MEMS芯片分析

ICM-42688-P的MEMS陀螺儀驅(qū)動梳齒結(jié)構(gòu)

（2）將上述三款MEMS IMU進(jìn)行對比分析，雖然三者封裝形式均為14-pin LGA（2.5mm x 3.0mm），但是BMI260和LSM6DSM內(nèi)部為兩顆芯片：MEMS芯片與ASIC芯片堆疊放置，通過引線鍵合方式實現(xiàn)電氣連接；ICM-42688-P內(nèi)部為一顆芯片：CMOS-MEMS集成技術(shù)（MEMS與ASIC晶圓級鍵合），性能占據(jù)優(yōu)勢，但功耗較高。

三款消費類MEMS IMU對比分析：BMI260 vs. LSM6DSM vs. ICM-42688-P（示例）

（3）針對上述三款MEMS IMU的相關(guān)專利進(jìn)行檢索與分析，并提供從專利到產(chǎn)品的映射關(guān)系，有助于其他廠商理解技術(shù)要點及專利保護(hù)范圍，并進(jìn)行侵權(quán)關(guān)聯(lián)性分析，從而可以有效避免侵權(quán)糾紛的發(fā)生。