http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 09:21:43 來源:電子工程專輯
核心提示:盡管市場不景氣,人們在消費電子方麵的花費減少,但MEMS加速度計和陀螺儀繼續在消費電子和手機上得到廣泛應用。同時,隨著業界對MEMS傳感器認知的日益提升,目前正進入新一波采用MEMS傳感器的時期。MEMS的第一波應用是1990年代的汽車安全係統;第二波應用是始於2000年的消費電子產品,目前MEMS加速度計產品較為成熟,3軸陀螺儀也即將大熱;而下一個十年,MEMS傳感器的第三波應用將開始出現在醫療、工業器械等領域。
MEMS在後衰退時期保持增長
MEMS產業的眾多製造商專注於廣闊的應用領域,但MEMS市場依然為少數公司所支配。前10大玩家普遍占據各應用領域50%以上的市場份額,而整體市場則不斷集中由大玩家所控製的趨勢。法國市場調研機構Yole development 的2010年2月數據指出,前15大玩家目前控製了整體MEMS市場的80%。
由於經濟衰退影響,眾多產業受到嚴重衝擊,傳統大宗的MEMS應用領域,諸如噴墨頭、汽車和DLP等走向低迷。盡管個人對消費電子的投入減少,但MEMS慣性傳感器依然在消費電子和手機上得到廣泛應用。2007年,MEMS加速度計麵向消費電子設備的出貨顯著起量。迄今,其增長速度依然迅猛,而且盡管大部分的MEMS加速度計已被應用於智能手機,但其在該市場的發展態勢保持強勁。

圖:MEMS市場預測(數據來源: Yole Development)
作為Nokia和Apple智能手機的主要芯片供應商, ST目前銷售了2億個MEMS加速度計,斬獲42%的銷售增長。與聯發科(MTK)保持緊密關係的MEMSIC的2009年財報顯示,其銷售額達2.84千萬美元,比2008年激增41%。而MEMS新貴Kionix更是實現銷售增長高達70%的躍跳,年銷售額達5千萬美元,從而躋身領先MEMS供應商陣列。
未來幾年,ST、Bosch Sensortec、飛思卡爾、MEMSIC和Kionix等領先MEMS廠商在全球手機MEMS市場的火拚將加劇。來自iSuppli的數據顯示,2009年有3億8千萬個加速度計被應用於手機領域,而超過1億個發貨到中國,其中8千萬被投入到灰色市場。因此,中國手機製造市場將成為MEMS的前沿陣地,英飛淩、展訊、MTK、海思等的手機平台將是供應商們重點拉攏的對象。
Kionix公司市場營銷副總裁Eric Eisenhut向本刊記者透露,智能手機是該公司的下一波目標,其方案已經design-in到MTK未來的智能手機平台上,同時Kionix也看好PND市場,並與諸如遠峰國際等本土PND設計公司接洽。該公司日前推出了Gesture Designer軟件引擎,以協助消費電子的個人用戶可以自己進行捕捉、管理任何獨特的移動手勢。
陀螺儀方麵,隨著全球首款數字3軸陀螺儀2009年在任天堂Wii Motion Plus的成功,InvenSense榮升消費電子MEMS陀螺儀供應商的龍頭。2009年11月,ST也推出了首款模擬3軸陀螺儀。預計首款采用3軸陀螺儀的手機將於2010下半年麵市。另外,Kionix副總裁Eric Eisenhut聲稱,該公司即將進入更複雜和更高利潤的陀螺儀市場。

圖:麵向消費電子和手機應用的主要MEMS供應商(資料來源:iSuppli)
在加州聖克魯斯舉辦的Electronics Summit 2010上,應用材料公司設備產品部的Jack Blaha對本刊表示,該公司預期2012年全球MEMS設備市場將超5億美元。消費電子和手機的MEMS產量正直線增長,同時隨著功能性增加和器件複雜度不斷提升,產能和器件生命期顯得愈加重要。盡管目前諸如ST、飛思卡爾等半導體IDM主導這些MEMS市場,但該市場潛力實在太大,實力雄厚新玩家的不斷冒現以及市場競爭擴大,必將拉升該公司在CVD、PVD、CMP等MEMS設備業務的增長。
Bosch Sensortec公司首席執行官Frank Melzer博士對未來幾年MEMS的發展充滿信心,但同時指出,今天的MEMS器件供應商在消費電子上的成功依賴於多方麵因素,除了傑出的技術水平、對dui應ying用yong的de深shen刻ke理li解jie和he較jiao高gao的de產chan品pin質zhi量liang外wai,還hai要yao盡jin量liang地di與yu客ke戶hu靠kao近jin並bing了le解jie他ta們men的de現xian實shi需xu求qiu。因yin為wei,供gong應ying商shang即ji使shi提ti供gong可ke滿man足zu應ying用yong所suo有you需xu求qiu的de產chan品pin仍reng無wu法fa能neng夠gou保bao證zheng可ke獲huo得de商shang業ye上shang的de成cheng功gong,要yao保bao持chi這zhe種zhong增zeng長chang需xu要yao供gong應ying商shang具ju有you一yi係xi列lie的de產chan品pin組zu合he及ji相xiang關guan軟ruan件jian支zhi持chi以yi確que保bao客ke戶hu的de專zhuan門men要yao求qiu能neng獲huo得de優you化hua的de解jie決jue方fang案an。組zu合he產chan品pin之zhi間jian的de相xiang互hu兼jian容rong,以yi及ji可ke移yi植zhi性xing是shi整zheng合he高gao效xiao係xi統tong所suo必bi要yao的de。同tong時shi,可ke靠kao而er靈ling活huo的de產chan品pin供gong應ying能neng力li對dui於yu客ke戶hu的de成cheng功gong來lai說shuo也ye至zhi關guan重zhong要yao。
尋覓MEMS下一代殺手級應用
MEMS未來將在消費類電子和手機應用上尋獲更多的機遇。例如,帶微型投影功能的手機、RF MEMS開關、MEMS振蕩器、MEMS麥克風和MEMS揚聲器等都是驅動因素。盡管MEMS在消費電子和手機的應用在未來將繼續坐大,但一些實力雄厚的公司已開始轉變其市場策略,將應用目標擴展到其他領域。
ADI微機電產品部副總裁Mark Martin介紹,ADI目前認為2010年MEMS市場增長最快的應用領域依次為工業和過程控製(34%)、消費電子和手機(25%)、醫療電子(14%)以及汽車(10%)。他坦言,手機MEMS對該公司MEMS銷售貢獻不足10%,並聲稱消費電子不再是其MEMS高性能產品的應用重點,該公司目前已經將其iMEMS和iSensor高性能器件的未來重心轉向汽車、工業和醫療等領域。針對這些應用的不同設計需求,ADI提供多種高性能MEMS器件選擇,比如高精度的小尺寸單芯片、低功耗的雙芯片和多芯片模塊方案。而ADI同時提供不同層次的封裝集成,比如SiP、多die堆疊封裝、倒裝等,以滿足不同的成本、占位麵積、厚度等需求。
Mark Martin介紹說,ADI對"高性能慣性MEMS" 定義的詮釋是:旨在解決重要係統性能參數、安全或可靠性擴展,或者高精度的測量/診斷,能夠在不同的撞擊、震動和溫度情況下維護諸如靈敏度、噪聲等關鍵規格,使能提供有價值的係統性能擴展以增加係統效率、減少故障和其他可測量的好處。
Mark Martin宣稱,iMEMS陀螺儀提供0.7o/h/g2的振動校準效果比Honeywell產品好3倍,比Silicon Sensing好7倍;40o/h/g線性加速靈敏度比Sensonor的好5倍,比VTI的好8倍。5月份,ADI推出最新的第四代iMEMS陀螺儀ADXRS450,這是一款四芯的差分傳感器設計,線性加速靈敏度低至0.03o/s/g,典型的零位精度達±0.3o/s,適合遊艇、高速火車等的平台穩定、航空控製、工業和軍事等應用。該產品對於工業應用而言,在寬廣的頻帶內具備很高的振動衰減,允許設備在苛刻的環境也能保持穩定的數據讀取;其內部溫度補償功能可使設備在擴大的工業溫度範圍內帶來更大的穩定性,並具備高達2000g的衝擊抵抗能力。
而ADI 4月份發布的ADIS16223據稱是業界首款完全可編程的三軸嵌入式振動傳感器,以15×15×15mm封裝的單個元件實現監控、檢測、分析和捕捉,旨在為工業係統工程師解決係統性能和維護成本。利用該三軸MEMS感測和可調濾波(帶通或低通),實現對振動偏移精確而及時的檢測,監控工廠設備的健康狀況以及減少因無法預測的係統故障造成事故停機所造成的經濟損失。
據悉,Signostics公司的Signos手持式超聲波設備(據稱是目前全球最小尺寸和最輕的醫療超聲產品)就采用了ADI高性能iSensor產品,即使在探頭處於傾斜時iSensor也能為其提供有效的校準,以保證位置數據的精確讀取。此外,ADI也瞄準了MEMS在美國農業自動化設備上的應用,以協助準確的自動播種、利用GPS的自動駕駛除草等,甚至是美國警方采用的室內定位係統和高端自行車的懸掛等。

圖:MEMS專家聚首Electronics Summit 2010共議發展。
(從左至右:Bosch Sensortec CEO-Frank Melzer, ADI微機電產品部副總裁-Mark Martin,Kionix市場營銷副總裁-Eric Eisenhut,應用材料公司-Jack Blaha, Coventor CEO-Mike Jamiolkowski)