电子发烧友网综合报道 超声波的应用非常广泛，比如在医疗领域，超声波可以用于各种诊断，甚至是清除结石；在工业领域可以用于无损检测、焊接等。其中关键的超声波传感器过去一般是采用压电材料为主，最近英飞凌宣布在开发电容式微机械超声波传感器（CMUT）技术方面取得重大进展。

CMUT是什么？

与依靠材料本身变形的传统压电体材料不同，CMUT是一种通过微加工半导体膜片的偏转来传输和检测超声波的传感器，核心结构由基底和可移动的顶部薄膜组成，两者之间通过绝缘材料和空腔隔开，形成电容结构。

根据同一领域的论文信息，在运行时，CMUT通过施加直流偏置电压使薄膜向基底移动，再叠加交流电压引发振动，产生超声波。接收时，声波引起的薄膜振动会改变电容值，从而生成电信号。CMUT工作频率由薄膜的几何参数（如半径、厚度）决定，可实现从数百kHz到数十MHz的宽频带覆盖。

CMUT的材料多为硅基，部分设计使用石墨烯或金属玻璃薄膜。制造工艺兼容CMOS集成，适合批量生产。

英飞凌表示，借助CMUT技术推出首款高度集成的单芯片解决方案，该方案是基于MEMS的超声波传感器，拥有更小的占板面积以及更强大的性能和更低的功耗，可广泛用于开发新型超声波应用和改进消费电子、汽车工业与医疗技术领域的现有应用。

与单管解决方案相比，英飞凌的MEMS和ASIC集成技术可将本底噪声降低到同等尺寸传统压电陶瓷材料的二十分之一，并将绝对信号增强一千倍。

开拓更多应用领域

据英飞凌介绍，CMUT技术可以应用到从消费电子到医疗设备等多个行业。

英飞凌的CMUT技术可在不使表面变形的情况下，在玻璃甚至金属等任何固体材料下实现固态触控按钮。这为传统的机械按钮提供了更加耐用、可靠的替代品，降低磨损风险，延长设备的整体使用寿命。与可能受湿度和温度等环境因素影响的电容式触控按钮相比，基于CMUT的触控按钮完全与水兼容，并具有高电磁兼容性（EMC）。由于该技术缩小了按钮的尺寸，因此可以集成从智能手机到工业控制面板等各种设备，例如能将触控按钮安装在手机金属框架下或取代汽车门把手，以实现整洁的设计。

在家电领域，在一些需要液位检测的设备中，比如洗衣机、洗碗机、饮水机等，CMUT可以进行连续测量填充液位，相比传统接触式电极避免了被腐蚀的风险。

CMUT技术还可用于开发使用超声波技术的创新医疗设备，例如用于生命体征监测、健康追踪和无创医疗诊断的可穿戴设备。借助CMUT技术，这些设备能进行连续监测和反馈，而非单次测量，因此能够更早地发现潜在的健康问题，并提高患者的治疗效果。由于尺寸小、功耗低，它们非常适用于可穿戴设备和定点照护应用。

文章来自：电子发烧友