MEMS市場：好看不好吃
http://www.moduwu.com 2014-04-24 11:44 來源：中國電子報
據市場研究公司IHS稱，在蘋果手機與iPad訂單的幫助下，博世(Bosch)在2013年成為微機電系統(MEMS)的頭號傳感器廠商。其銷售額大增26%，達到10億美元，排名超越ST。雖然其汽車MEMS占到博世MEMS營業收入的74%，但主要增長來自于專注于消費電子應用的子公司Bosch Sensortec的MEMS。從總體來看，前20家MEMS廠商已占MEMS總體市場營業收入89.6億美元的78%，“二八法則”在這一市場得到充分體現。很顯然，MEMS已然引爆市場潛力，市場上前赴后繼者只多不少，究竟能在這一市場有多大的騰挪空間?
將向物聯網、可穿戴設備滲透
物聯網會是一個新引擎，智能可穿戴式設備也將催生更多低功耗、高集成度應用的需求。
從市場來看，在2008年以前，MEMS主要市場來自于汽車電子。到了2008年以后，隨著智能手機等上市，MEMS傳感器開始運用到消費電子產品上，并隨著這一市場的增勢而“水漲船高”。隨著市場的演化，智能手機功能越來越豐富，新的傳感器包括壓力傳感器、環境傳感器、電子羅盤、慣性傳感器、陀螺儀等應運而生。同時，混合與匹配不同的算法以及與不同廠商ASIC集成的傳感器也愈加復雜，推動MEMS向6軸和9軸傳感器發展。Yole Développement最近發表的報告也指出，6軸和9軸傳感器正在組合傳感器領域形成新的模式，即把幾個慣性傳感器組合在一個封裝中，這對廠商提出了更高的要求。
然而智能手機、平板電腦的市場也不總是扮演扶持MEMS成長的“角色”。“在2016年以前MEMS市場的主要成長來自于智能手機應用，2016年以后市場進步的腳步可能會變緩。今后，勢必要有一個新的市場促使更多多元化MEMS的應用。”Bosch Sensortec亞太區總裁Leopold Beer(百里博)提到，“目前來看，物聯網會是一個新引擎，如多元化應用需求的物聯網節點或是高功耗單一型應用的物聯網標簽。此外，如智能可穿戴式設備等也將催生更多低功耗、高集成度應用的需求。”
市場的變化也需要參與者的靈活應對，畢竟物聯網和可穿戴設備上的細分需求不同。百里博對《中國電子報》記者表示，這需要從四個維度考量，即高集成功能、單一功能和低功耗或高功耗的“搭配”。他舉例，可穿戴設備需要低功耗高集成功能的MEMS，而智能開關產品需要的是單一功能和低功耗的MEMS。高端物聯網節點由于需要配合更多的運算并搭配無線連接，這就需要高集成功能高功耗的MEMS，Bosch Sensortec在這些產品系列方面或已推出產品，或已規劃生產。
需從控制器、集成度、工藝上下工夫
自有工藝技術的MEMS廠商的市場表現絕對超過外包工藝的MEMS廠商，而未來工藝也將成為決勝的關鍵。
MEMS技術發展到現在，早已筑就了“高大上”的門檻，在集成度、工藝、封裝、控制器等方面都還存在諸多機遇和挑戰。
從MEMS的控制器來看，百里博認為，ASIC和MCU的選擇要看應用的需求。在億量級市場需求方面，定制化的ASIC更能滿足客戶的要求。而隨著時間的演變，在更多的應用加入之后，則需要MCU集成到傳感器中，提供更強功能的MEMS。
市場上新出6軸和9軸的MEMS新聞不絕于耳，后續的整合是否會向12軸和15軸邁進?百里博表示，這主要取決于兩個因素，一是封裝相似度，慣性感測元件跟環境感測元件有不同的封裝方式，如果整合成同一個封裝中并不是有效合理的方式。二是需要從應用角度出發來看集成的合理性以及能否提供最大化的設計效能。Bosch Sensortec目前已有完整的9軸解決方案，在未來兩三年將會被廣泛地采用。隨著時間的推移和技術的進步，Bosch Sensortec也會探討、檢驗12軸和15軸的相關應用。
百里博提出，整合可從不同角度來考量，一是不同傳感器的整合，這涉及更多復雜的技術，也需要更多時間做驗證。二是控制器的整合，如把多個不同應用的ASIC集成到同一個ASIC中，這是目前可行的方式，也是設計更新、更小、更有競爭力MEMS的方式。三是封裝，包括封裝精度、尺寸等，需要在技術上不斷提升。
MEMS的工藝非常重要，自有工藝技術的MEMS廠商的市場表現絕對超過外包工藝的MEMS廠商，而未來工藝也將成為決勝的關鍵。博世的干式蝕刻工藝是MEMS的制造基礎，被很多合作伙伴或競爭者所采用。有了這個“護身”，博世的強大也有了更多的“底氣”。百里博說，博世擁有全球最大的8英寸及6英寸MEMS生產基地，產能也能滿足客戶的需求，近年不需再做擴充。此外，在新型工藝技術方面，博世也在不斷推進，在BMA355新型設計上已采用了TSV工藝。
變革平臺解決方案
一個傳感器體系適用于所有平臺，往上升級或往下調整都不需要設計一個新的平臺。
應用的多元化需要MEMS廠商囊括高中低端的產品策略，同時為滿足開發便利、靈活性以及升級的需求，在一個平臺上構建適合高中低端產品體系將成為MEMS廠商的必修課。
百里博介紹，在智能手機平臺中，低端使用加速度傳感器，中端還需要加磁力傳感器，而高端的則還需多一個陀螺儀，甚至是壓力傳感器以及環境傳感器等。過去的設計結構是由不同的傳感器組合，來實現在高中低端平臺上不同的設計應用。由于三個平臺不能互相兼容，在轉換平臺的時候需要重新進行工程設計，要考慮硬件與軟件的兼容，費時費力。
Bosch Sensortec最新推出的BMC156，成為打通這一瓶頸的“利器”，是智能手機MEMS平臺真正的變革者。百里博表示，這主要針對中端智能手機市場，插入到電路板上即可實現電子羅盤的功能。如果需要向低端手機方向走，則不需要重新設計電路板，只要換上Bosch Sensortec的加速度傳感器即可。而如果要設計高端的智能手機，則通過BMC156搭配博世的陀螺儀，即可實現具陀螺儀及電子羅盤功能的高端應用，客戶在開發階段就可節省大量的時間并減少開發成本。
“一個傳感器體系適用于所有平臺，往上升級或往下調整都不需要設計一個新的平臺。在設計過程中不需要重復考慮各種不同的設計需求，這可大大節省設計開發時間，同時也能夠節省工程開發成本。”百里博強調，“過去加速度傳感器只面向單一應用，但未來物聯網同時需要不同的MEMS來滿足不同的需求，這樣MEMS供應商才有辦法在市場中存活，MEMS廠商也應致力于提供系統級的解決方案。”
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