多维科技简介

薛松生博士

TMR磁传感器产业

公司产品

TMR磁传感器简介

磁传感产业园

多维科技简介

江苏多维科技有限公司（MultiDimension Technology CO., LTD ）是一家创新型的高科技公司，由十位欧美留学归国博士创办，专业提供基于先进的第四代磁传感技术——隧道磁电阻（TMR）的磁性感应芯片及其相关的应用解决方案，该芯片可用于医疗、物联网、新能源、消费电子、工业控制、汽车电子、航空航天等领域。

公司成立于2010年5月，总部位于江苏省张家港市保税区，并在美国加州、中国上海等地设有分公司，注册资本为3亿人民币，项目总投资5亿人民币。多维科技拥有最先进的磁传感芯片的制造设备，拥有多项自主知识产权和核心技术，并不断地完善和扩展所涉及的核心技术和知识产权。

公司主要成员拥有丰富的磁性传感芯片及传感器产业经验，将矢志不渝地把多维发展成为世界最大、产品性能最优、供货质量稳定的磁传感芯片供应商作为企业发展的目标，服务于磁性传感器行业，并计划在企业设立国家级的研发中心，建立传感器产业园，发挥产业集聚效应，为社会创造更大的价值。

薛松生博士

薛松生是中科院博士，先后在拉瓦尔大学和卡内基-梅隆大学学习和研究，曾任霍尼韦尔公司特殊材料部亚太区技术总监、希捷公司磁头部门执行总监、奥普林通讯公司生产总监，拥有丰富的半导体磁存储行业的技术研发、生产制造和高层管理经验。

2002年至2007年，作为美国希捷科技记录磁头部的生产执行总监，在专业技术上，薛松生博士启动并成功把新的钉扎层引入到磁性读出磁头，每年为公司节约1亿美金；启动并成功制备记录密度超过300Gb / In的记录磁头，这个密度是当时市场上的HDD产品记录密度的两倍以上；启动并成功为希捷所有产品导入TMR技术，实现了器件灵敏度400%的提高；负责下一代磁性读头写头的开发，TMR大规模生产(年产2亿只以上)。在生产管理方面，薛松生博士主持和参与了希捷国际人力资源、财政预算、人才培养、远景规划等具体事务，并负责先进研发团队的运行。

2007年至2010年，薛松生博士任美国霍尼韦尔国际公司特殊材料部的亚洲技术总监，在树脂及化学制品（工程塑料，薄膜，光纤）、氟化物产品（泡沫材料，制冷剂，溶剂）、专业化学制品、专业添加剂、专业薄膜、专业光纤、电子材料（电子聚合物，热界面材料）、催化剂、吸附剂和航空材料等领域中提供技术服务、开发应用领域，并支持新产品的导入。

2010年5月，薛松生博士组建由十位欧美留学归国博士组成的研发、管理团队，创立了江苏多维科技有限公司，并出任董事长兼首席执行官。

目前，薛松生博士已入选第七批“千人计划”，获得2011年“江苏省高层次双创人才引进计划人才”、2011年“姑苏创业精英”、2010年“姑苏创新创业领军人才”、2010年“张家港市领军人才”、2011年“张家港保税区十佳创业人才” 等称号。

TMR磁传感器产业

我国是世界公认的生产大国，但从综合意义上考虑，并不能称为世界创造强国，为改变这种现状，我国不断引进创新人才，发展企业的核心技术。

江苏多维科技有限公司董事长薛松生博士应国家发展的需要，为了打破国外磁传感器芯片的垄断现象，不断引进世界先进的磁性芯片技术，致力于我国TMR薄膜磁阻传感器芯片的自主研发和生产。

由于磁性芯片在整个产业链中处于上游，技术难度大，利润率高，故而国外垄断现象较为严重。在世界范围内，磁传感器芯片及其次级产品的年产值超过千亿元人民币，并以8%的年增长速度增长。2009年，中国磁性传感器芯片的市场交易额为30亿元人民币，并以每年超过35%的增长率增长。

薛松生博士从事的TMR薄膜磁阻传感器项目的建设，将会改变国内磁传感器芯片完全依赖进口的局面，填补国内高端磁传感器芯片产业的空白。该TMR薄膜磁阻传感器主要用于助听器、特殊磁头、电子罗盘、旋转磁性编码器、磁栅尺、高精度低成本智能电表、电流互感器、水表、煤气表、翻盖和滑盖手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、各类电子智能玩具开关、水表和高速流量计、高温传感器、模拟量传感器、角度传感器、高精度游戏机控制器、磁电隔离器、固态继电器、微电流检测、高精度电流检测（PA）、医学生物监测及成像系统、智能微机电系统等。薛松生博士的TMR薄膜磁阻传感器项目，将会对中国磁传感器产业链的发展产生较大影响。

江苏多维科技有限公司的目标是从产业链前端的核心技术开始，将国际先进的TMR磁性芯片技术应用于磁传感器领域，成为世界上第一个大规模生产高性能、低成本、低功耗的TMR磁传感器的企业，引领、主导磁传感器行业，并且在企业设立国家级的研发中心，建立磁传感产业园，发挥产业集聚效应，为当地打造上千亿元的高新技术传感器产业。

基于磁传感器在能源、汽车、生物医疗、机械与工业控制、航空航天等领域有着广泛的应用和巨大的市场，所以我国不断加强对磁性材料和磁性传感器相关产业的支持。薛松生博士及其团队将牢牢抓住这一良好时机，用TMR薄膜磁阻传感器芯片打造“十二五”期间的一个全新经济增长点。

公司产品

江苏多维科技有限公司将在TMR磁传感器产业化的道路上围绕新型的TMR磁传感器芯片，建立世界一流的磁传感器产业集群，推动新型的TMR磁传感器的发展与应用，为我国建设世界先进水平的物联网提供性能优越的高端磁传感器，并为新能源、汽车电子、先进制造业、消费电子、军工和航空航天等领域提供强有力的技术支持和解决方案。

TMR芯片技术的开发应用可有效解决我国物联网（智能电网、智能交通、智能家居安防）、消费电子、汽车及工业化制造及其一些特殊应用领域等对磁阻传感器微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的要求，实现了低成本、低功耗、高集成度、高响应频率和高灵敏度。项目的产业化打破了国外对高端传感器芯片技术的垄断，缩短了我国磁传感器与国际前沿技术的差距，将引领和主导我国磁传感器芯片行业的技术发展。

江苏多维科技有限公司的产品主要包括TMR线性传感器、TMR开关传感器、TMR角度传感器和TMR电流传感器等8款产品。

1、江苏多维科技有限公司全球同步推出世界上首批高精度TMR线性磁场传感器

新型TMR 传感器动态范围大、性能卓越、功耗更低，广泛适用于多种工业类和消费类传感器应用

加利福尼亚州圣何塞和中国张家港市2011年12月14日电/美通社亚洲/ 精通隧道磁阻(TMR) 技术的磁传感器领先供应商 江苏多维科技有限公司(MultiDimension Technology Co., Ltd., MDT)日前成功推出同属一个系列的三种线性磁场传感器，型号分别为MMLD47F、MMLP57F 以及MMLP57H。这些磁场传感器产品在世界范围内率先实现了反映磁传感器关键设计性能的诸项优异指标，包括+/-70 Oe 的宽广动态范围、低于0.1%满量程磁场范围的超低磁滞性、高达6 mV/V/Oe 的高灵敏度，以及低至5微瓦的功耗。这些性能指标是以前的任何一种磁场传感器都未曾达到的。这些产品的设计广泛适用于多种工作环境下的工业类和消费类应用，包括磁场、电流和位置传感。

“MDT 全新的TMR 线性传感器为要求大动态范围、高精度测量、高灵敏度、低功耗的应用提供了最佳选择。在自身强大的专利技术组合和先进的制造设施的支持下，我们完全能够将这些关键优势实现于单个传感器的设计之中。这种优势组合是前所未有的，同时也是包括各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR) 或霍尔效应的现有磁传感器技术所不能实现的。MDT 是第一个将TMR 技术的优势全面推向商业传感器市场的批量制造商，江苏多维科技有限公司董事长兼首席执行官薛松生博士表示，“凭借自身拥有的全球最先进的TMR 技术专业知识、批量生产能力、应用设计和技术支持，我们相信，MDT将为磁传感器行业带来开创性机遇，并推动整个行业的增长，而这些机遇正是当今的市场所缺少的。”

MMLD47F/MMLP57F/MMLP57H 传感器采用6mm x 5mm x 1.7mm SOP8 封装，以及较小的3mm x 3mm x 0.75mm DFN8封装用于空间受限的设计。这些产品表现出低于0.1%满量程的超低磁滞性，同时可在高达+/-70 Oe 的宽磁场范围内工作，并且在-40到125摄氏度区间展现出优秀的温度稳定性。设计的磁场灵敏度为3-6 mV/V/Oe，在1伏特电压供电时的典型电流消耗为5-12.5微安。

2、江苏多维科技推出用于智能流量计的TMR 磁开关传感器

采用TMR 技术的新型磁开关传感器为智能流量计和高端工业类应用提供更长的电池寿命和可靠的高速测量

美国加州圣何塞和中国江苏张家港2012年1月17日电/美通社亚洲/ --江苏多维科技有限公司 (MultiDimension Technology Co., Ltd. - MDT) 宣布推出世界上第一款TMR 磁开关传感器，用于电池供电的智能流量计，包括水表、热量表和气体流量计。

这种新型磁开关传感器由多维科技的TMR 技术（隧道磁阻）支持，是包括接近开关、速度传感器和位置传感器的多种高性能工业类应用的最佳选择。TMR 技术在磁盘驱动器行业中已经被证实是一种高性能、经济有效、低功耗、且具有高可靠性的技术。MDT 是第一个在其多个产品系列中提供TMR 技术所有优势的批量供应商。这些产品系列包括TMR 磁开关传感器、TMR 磁场传感器和TMR磁角度传感器。

多维科技董事长兼首席执行官薛松生博士表示：“MDT 的新型TMR 磁开关传感器为智能流量计带来快速的测量、更长的电池寿命以及持续可靠的运行。我们全心致力于将TMR 技术的优势带到磁传感器市场，并通过推出产品和解决方案帮助我们的客户取得成功。”

MMS103H 和MMS105H 磁开关传感器具有高达100kHz 的频率响应，而电源电流可低至5微安。区别于必须采用间歇供电或休眠模式来减少功耗的同类产品，MDT 的磁开关传感器可以在持续运行状态下实现低功耗。

重要特点：

˙具有CMOS 数字锁存输出的双极型TMR 磁开关传感器

˙工作点和释放点分别为+/-30 高斯(MMS103H) 和+/-50 高斯(MMS105H)

˙频率响应高达100kHz的高速磁场测量

˙在3V电压供电时低至5微安的功耗

˙持续运行以保证可靠测量

˙在-40到125摄氏度区间展现出优秀的温度稳定性

˙TMR磁传感器和信号处理ASIC 集成于小型的SOT-23 或TO-92 封装

薛博士称，MDT 的TMR 技术涵盖了AMR（各向异性磁阻）、GMR（巨磁阻）、霍尔效应和干簧管等现有磁传感器技术的主要优点，并克服了这些技术的重要局限性。因此，MDT 的TMR 磁传感器将高频响、低功耗、高灵敏度、宽测量间隙、耐用性与持久性独特地结合于一身。

3、多维科技推出两款磁敏角度传感器

江苏多维科技有限公司(简称MDT)宣布推出两款TMR(隧道磁阻)磁敏角度传感器，可广泛用于各类工业传感器应用，包括旋转编码器、速度传感器、非接触式电位器以及用于直流无刷电机(BLDC)的旋转位置控制器。

MMA253F/MMA153FTMR磁敏角度传感器在设计时利用了MDT独创的TMR传感器技术和知识产权，可进行360度全方位测量，其输出信号振幅高且稳定，测量间距的公差也较大。MDT的TMR磁敏角度传感器降低了信号处理电路的复杂性。

多维科技董事长兼首席执行官薛松生博士表示：“我们全心致力于为客户提供TMR传感器的各项技术优势，并以多种服务方式最大限度地满足客户需求。除了供应TMR磁传感器芯片之外，我们还可以按需提供完整的系统解决方案。我们可以为大批量订购的客户量身定制TMR传感器晶圆，并与客户自有的ASIC(专用集成电路)技术实现集成。”

MDT新推出的TMR磁敏角度传感器功率低、精度高且输出信号稳定，从而降低了旋转编码器的整体系统成本。它们可方便地与模拟或数字电路相集成。

薛博士称，MDT新推出的TMR磁敏角度传感器功率低、精度高且输出信号稳定，从而降低了旋转编码器的整体系统成本。它们可方便地与模拟或数字电路相集成。

MDT的TMR传感器技术结合了AMR(各向异性磁阻)、GMR(巨磁阻)和霍尔效应(HallEffect)等现有磁传感器技术的主要优点，同时克服了上述技术的局限性，包括信号灵敏度低(霍尔、AMR和GMR)和复杂的360度测量设计(AMR)。

主要特征360度测量和双轴SINE/COSINE输出(MMA253F)单轴180度测量(MMA153F)输出信号高于供电电压的90%，无需放大耗电量非常低，在1伏电压下，电流仅为7微安高精度(角度误差为1度)和高分辨率(定制电路的分辨率可达12位)测量间距的允许公差范围较大，支持更加灵活的多种实现方案小型LGA8和SOP8封装

MMA253F/MMA153FTMR磁传感器可立即提供样品。用户还能获得评估工具包MMA253F-EVL，对MMA253F传感器的电磁特性进行评估。MMA253F-EVL工具包提供LCD显示器、USB接口以及适用于绝对式或增量式旋转编码器的12位数字输出。

TMR磁传感器简介

磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。在现有技术中，有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其他参数，例如采用霍尔（Hall）元件，各向异性磁电阻（Anisotropic Magnetoresistance, AMR）元件或巨磁电阻（Giant Magnetoresistance, GMR）元件为敏感元件的磁传感器。

以霍尔元件为敏感元件的磁传感器通常使用聚磁环结构来放大磁场，提高霍尔输出灵敏度，从而增加了传感器的体积和重量，同时霍尔元件具有功耗大，线性度差的缺陷。AMR元件虽然其灵敏度比霍尔元件高很多，但是其线性范围窄，同时以AMR为敏感元件的磁传感器需要设置set/reset线圈对其进行预设-复位操作，造成其制造工艺的复杂，线圈结构的设置在增加尺寸的同时也增加了功耗。以GMR元件为敏感元件的磁传感器较之霍尔电流传感器有更高的灵敏度，但是其线性范围偏低。

TMR（Tunnel Magnetoresistance）元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器，其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，比之前所发现并实际应用的AMR元件和GMR元件具有更大的电阻变化率。我们通常也用磁隧道结（Magnetic Tunnel Junction, MTJ）来代指TMR元件，MTJ元件相对于霍尔元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更好的线性度，不需要额外的聚磁环结构；相对于AMR元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更宽的线性范围，不需要额外的set/reset线圈结构；相对于GMR元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更宽的线性范围。

表1是霍尔元件、AMR元件、GMR元件以及TMR元件的技术参数对比，可以更清楚直观的看到各种技术的优劣：

表1：磁传感技术参数对比

　功耗
(mA)　尺寸
(mm)　灵敏度
(mV/V/Oe)　工作范围
(Oe)　分辨率
(mOe)　温度特性
(℃)

Hall　5 - 20　1×1　0.05　1 - 1000　500　<150

AMR　1 - 10　1×1　1　0.001 - 10　0.1　<150

GMR　1 - 10　2×2　3　0.1 - 30　2　<150

TMR　0.001 – 0.01　0.5×0.5　20　0.001 - 200　0.1　<200

图1是一个MTJ元件的结构原理图。MTJ元件由钉扎层（Pinning Layer）、隧道势垒层（Tunnel Barrier）、自由层（Free Layer）构成。钉扎层由铁磁层（被钉扎层, Pinned Layer）和反铁磁层（AFM Layer）构成，铁磁层和反铁磁层之间的交换耦合作用决定了铁磁层的磁矩方向；隧道势垒层通常由MgO或Al2O3构成，位于铁磁层的上部。铁磁层位于隧道势垒层的上部。如图所示的箭头分别代表被钉扎层和自由层的磁矩方向。被钉扎层的磁矩在一定大小的磁场作用下是相对固定的，自由层的磁矩相对于被钉扎层的磁矩是相对自由且可旋转的，随外场的变化而发生翻转。各薄膜层的典型厚度为0.1 nm到100 nm之间。图2是MTJ元件的透射电镜（Transmission Electron Microscope, TEM）图。

底电极层（Bottom Conducting Layer）和顶电极层（Top Conducting Layer）直接与相关的反铁磁层和自由层电接触。电极层通常采用非磁性导电材料，能够携带电流输入欧姆计，欧姆计适用于已知的穿过整个隧道结的电流，并对电流（或电压）进行测量。通常情况下，隧道势垒层提供了器件的大多数电阻，约为1000欧姆，而所有导体的阻值约为10欧姆。底电极层位于绝缘基片（Insulating Layer）上方，绝缘基片要比底电极层要宽，且位于其他材料构成的底基片（Body Substrate）的上方。底基片的材料通常是硅、石英、耐热玻璃、GaAs、AlTiC或者是能够于晶圆集成的任何其他材料。硅由于其易于加工为集成电路（尽管磁性传感器不总是需要这种电路）成为最好的选择。

图3所示的是在理想情况下的MTJ元件的响应曲线。在理想状态下，磁电阻R随外场H的变化是完美的线性关系，同时没有磁滞（在实际情况下，磁电阻的响应曲线随外场变化具有滞后的现象，我们称之为磁滞。磁电阻的响应曲线为一个回路，通常作为应用的磁电阻材料的磁滞很小，在实际使用中可以看做一个完美的线性曲线）。在现实应用的传感器领域，由于磁传感设计的制约以及材料的缺陷，这条曲线会更弯曲。本发明涉及了传感器的设计、结构以及能够生产实施的工序，该传感器具有卓越的工作感应，在工作区域内同时具有高线性度、低磁滞、高灵敏度的特点（即磁电阻响应曲线斜率大）。

R-H曲线具有低阻态RL和高阻态RH。其高灵敏度的区域是在零场附近，传感器的工作区间位于零场附近，约为饱和场之间1/3的区域。响应曲线的斜率和传感器的灵敏度成正比。如图3所示，零场切线和低场切线以及高场切线相交于点（-Hs+Ho)和点（Hs+Ho），可以看出，响应曲线不是沿H = 0的点对称的。Ho是典型的偏移场。Ho值通常被称为“橘子皮效应（Orange-peel Coupling）”或“奈尔耦合（Néel Coupling）”，其典型值为1到40 Oe。其与磁电阻元件中铁磁性薄膜的结构和平整度有关，依赖于材料和制造工艺。Hs被定量地定义为线性区域的切线与正负饱和曲线的切线的交点对应的值，该值是在响应曲线相对于Ho点的不对称性消除的情况下所取的。图3中，白色箭头代表自由层磁矩方向，黑色箭头代表钉扎层磁矩方向，磁电阻响应曲线随自由层磁矩和被钉扎层磁矩之间角度的变化而变化：当自由层磁矩与钉扎层磁矩反平行时，曲线对应高阻态RH；当自由层磁矩与钉扎层磁矩平行时，曲线对应低阻态RL；当自由层磁矩与钉扎层磁矩垂直时，阻值是位于RL和RH之间的中间值，该区域是理想的线性磁传感器的“工作点”。

图3的内插图是另一个磁电阻R与外场H的响应曲线图，该磁电阻沿传感器的法线旋转了180°。在同一外场H的作用下，该磁电阻的响应曲线与主图对应的磁电阻的响应曲线呈相反的变化趋势。主图对应的磁电阻和旋转180°设置的磁电阻可以构造电桥，这被证明比其他可能的方法输出值更大。

电桥可以用来改变磁电阻传感器的信号，使其输出电压便于被放大。这可以改变信号的噪声，取消共模信号，减少温漂或其他的不足。MTJ元件可以连接构成惠斯通电桥或其他电桥。

图3是一个典型的MTJ推挽半桥传感器结构。沿传感器的法线旋转180°排列的两个MTJ磁电阻构成了半桥结构，其具有3个外接焊盘（Contact Pad），依次为：偏置电压（Vbias）、中心点VOUT以及接地点（GND），桥式电路可通过焊盘进行电连，稳恒电压Vbias施加于焊盘Vbias端和GND端。在同一外场H的作用下，一个磁电阻的阻值增加的同时另一个的阻值会随之降低，施加相反方向的外场会使一个磁电阻的阻值降低的同时另一个的阻值会随之增加，使两个磁电阻测量外场有相反的响应—— 一个阻值增加另一个阻值降低——这可以增加传感器的灵敏度，因此被称为“推挽式”桥式电路。

推挽半桥传感器的输出电压可以通过很多已知的方法进行测量，例如在V1和GND焊盘之间连接电压表，V1和GND之间的电位差（V1-GND）就是输出电压，其典型的输出曲线的模拟结果如图4所示。

MTJ电桥的输出曲线为模拟信号，可以通过设置一个专用的ASIC芯片对模拟信号进行处理，可根据用途输出数字信号。

巨磁电阻效应的发现者法国科学家阿尔贝·费尔（Albert Fert）和德国科学家彼得·格林贝格尔（Peter Andreas Grünberg）由于其对现代磁记录和工业领域的巨大贡献而获得2007年诺贝尔物理学奖，作为GMR元件的下一代技术，TMR（MTJ）元件已完全取代GMR元件，被广泛应用于硬盘磁头领域。相信TMR磁传感技术将在工业、生物传感、磁性随机存储（Magnetic Random Access Memory, MRAM）等领域有极大的发展与贡献。

磁传感产业园

目前张家港保税区管委会正与江苏多维科技有限公司合作，以多维科技传感芯片项目为切入点，依托公司的人才及技术优势，通过大力投入，重点扶持磁传感器全产业链发展，引进上下游核心企业，建设一个属于中国的世界级磁传感器研发和制造基地。

磁传感产业园位于张家港保税区区内，规划用地270亩，氛围芯片生产区、芯片研发区、产业基地综合管理大楼及物流服务区。