低功耗微电子机械系统（MEMS）陀螺仪已经完全融入了我们的生活，在控制、监测设备的方位、角运动、位置、旋转和方向等领域有非常重要的应用。在自动驾驶系统、辅助驾驶系统和其他自动化功能越来越普遍的情况下，人们对系统的性能和耐操性要求越来越高，催生出惯性导航系统的亲民化和小型化。

MEMS陀螺仪放大图

        从惯性测量单元的性能角度来考虑，为了达到新的需求，新款陀螺仪需要比市面上现有最好的陀螺仪，在性能上提升两个等级。新款陀螺仪的角随机游走要小于0.01°/√hr，偏置不稳定性还要远低于0.1°/hr，最起码要达到导航级别的性能。

        鉴于市场对高性能和高可靠性陀螺仪的需求，法国原子能委员会电子与信息技术实验室(CEA-LETI)联合米兰理工大学（Politecnico di Milano）成立了一个研究小组，成功研发出了一款能够提供导航级性能、尺寸全球最小的MEMS陀螺仪。该MEMS陀螺仪采用了纳米电阻传感技术，传感器部分仅占1.3 mm²。

导航级MEMS陀螺仪俯视图，伪色图突出显示

        这款MEMS陀螺仪最难能可贵的地方在于，拥有世界上最小的尺寸，却实现了具备最先进技术的性能。

        研究团队为这款MEMS陀螺仪设计了不小于25kHz的谐振频率，以应对传统振动环境，比如，在GPS信号中断时的平台稳定、室内导航、机器人运动精确控制、短期导航等场景。

        综合来看，这款MEMS陀螺仪在尺寸、谐振频率和整体性能方面，已经成为业内最优秀的产品，比如在偏置稳定性、带宽、噪声和量程方面已经取得了同类产品的性能领先，尺寸更是具有绝对优势。不过，研发人员表示，一些技术细节的改进仍在进行当中。

三轴MEMS陀螺仪

        为了降低这款MEMS陀螺仪的成本，研究小组从制造工艺和传感器尺寸方面入手，使其能兼容针对汽车市场标准的MEMS代工厂，特别是真空晶圆级封装。这样一来，在MEMS代工和制造工艺方面，这款MEMS陀螺仪就能够适应“吃粗粮”，制造成本被摊低了。同时，研究小组将三轴陀螺仪协同集成作为继续研究的方向，使三轴都能提供相同的性能。目前，该研究方向的可行性已经被验证。

        这款陀螺仪已经完成了样品生产，可以集成气压传感器和三轴高性能MEMS加速度计。在制造工艺上，这款陀螺仪进行了兼容性设计，可以直接利用现有成熟的生产工艺，因此，预计可以在未来两年进行量产上市。