【深度拆解】TDK-InvenSense IIM-20670：一颗工业级6轴IMU的“成本裸照”
来源：杰尼龟的半导体之家
发布时间：2025-09-23
TDK于1935年12月7日在日本成立，总部位于东京。它起源于铁氧体工业化，历经多年发展，业务多元。产品覆盖被动元件、传感器、磁性及能源应用产品等。在全球30多个国家设有超250个据点，员工超10万。在智能手机电池等多领域领先，积极投身新能源车、AI算力等前沿，以创新驱动，持续为产业发展贡献力量 。
在无人机、天线稳控、建筑机械倾斜监测这些“动一下就掉链子”的场景里，一颗IMU（惯性测量单元）必须扛住105℃高温、65g冲击，还得把6轴数据同时塞进10mA的功耗预算。TDK旗下InvenSense发布的IIM-20670，就被官方冠以“热稳定+抗振”王牌。它到底怎么做到的？我们把它“剥”了——从封装、晶圆到美元，全部量化给你看。
一、一颗芯片，两层“楼”
把24-pin QFN（4.5mm×4.5mm×1.1mm）打开，只有一块裸片：
• 下方：ASIC，0.15µm BiCMOS，6铝金属层，31道曝光工序，TSMC 200 mm线生产；
• 上方：MEMS，一体式3轴陀螺+3轴加速度，体微加工+深硅刻蚀（DRIE），同样200mm线。
两片之间用铝-锗（Al-Ge）共晶框密封，420℃就能焊死，既当真空墙又当电通道，省掉传统陶瓷管壳。
二、MEMS“三围”全曝光
（1）陀螺腔深23.6µm，占die面积29.9%；
（2）加速度计腔深12.2µm，占18.1%；
（3）整体可动结构厚29.4µm，用1.06µm氧化层当刻蚀停止，精度控制在±0.1µm级。
电容式检测，X/Y轴各放两套质量块做差分，Z轴用扭转梁，专利号US 10,704,908 B1——这就是它抗线性加速度冲击的“秘密”。
三、成本账：从晶圆到$2.85
1. 前道
（1）ASIC晶圆：$969（含TSMC 40%毛利）
（2）MEMS晶圆：$481（含40%毛利）
（3）ASIC+MEMS键合：$39
合计 1 颗裸片 $1.01（中位良率80%场景）。
2. 后道
（1）铜引线框QFN封装：$0.06（OSAT 15%毛利）
（2）终测两次（360s/颗，8并行）：$0.88
（3）良率损耗摊销：$0.34
3. TDK-InvenSense出厂价
整机成本$2.30，加27 %公司毛利 → $2.85（高良率可到$2.09，低良率顶格$3.49）。
拆开看：裸片占44%，测试占38%，封装只占3%——测试才是“隐形金矿”。
四、供应链一张图
设计：InvenSense（美国）
前道：TSMC Fab3（台湾新竹，200mm，月产能100K片）
封装：台湾OSAT（>10年旧线，设备折旧剩25%）
终测：InvenSense台湾厂
整条链锁在台湾，成本模型里运费、关税几乎为零，所以能把价格压到3美元区间。
五、给谁用？
官方瞄定四大场景：
（1）无人机/天线稳控——1966°/s满量程，0.05°/√h 角度随机游走；
（2）建筑机械倾斜——±65g加速度计，0.1°静态精度；
（3）电机振动监测——低振动整流误差（VRE）<0.1°/s；
（4）工业机器人——105℃连续工作，保证±3%满量程温漂。
六、写在最后
IIM-20670不是参数怪兽，却是“把成熟工艺用到极致”的样本：0.15µm BiCMOS+200mm MEMS+Al-Ge共晶，用最低成本做出工业级可靠性。
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