MEMS 市场发展面临商机与挑战

    在日前于德国慕尼黑举行的‘欧洲MEMS产业高峰会议’(MEMS Executive Congress Europe)上，一场以消费产品中微机电系统(MEMS)为主题的座谈会探讨了该领域的最新发展，包括新的市场机会、平均销售价格(ASP)下跌，以及物联网(IoT)还要等多久的时间才能成熟。此外，座谈会成员们也表达对于该领域的一些忧虑，因为有迹象显示零组件供应商还需要不断地努力与创新才能实现获利。

    种种消息似乎显示，虽然MEMS领域目前的时机不错，应该好好把握，但也不应该过度相信被膨胀的景象：设备机会和用量持续增加，但ASP仍承受很大的压力。同时，多种感测器正被整合进更小的封装中，部份的感测器甚至开始从智慧型手机中消失，以便尽量降低成本。此外，可穿戴式装置虽然是目前的市场焦点，但也不一定能长久存在，而更大的物联网(IoT)市场则还需要好几年的时间才会开始成熟。

    该座谈会主持人是英飞凌科技(Infineon Technologies)麦克风与可靠性部门负责人Roland Helm，他在座谈会一开始就先邀请市调公司Yole Developpement的总裁兼执行长Jean-Christophe Eloy介绍目前和未来的智慧型手机中究竟使用多少种感测器。

    Eloy实际列举7种主要的感测器类型，不过MEMS感测器的数量可能还更多。在大多数的智慧型手机中大约有7种感测器类型，分别是麦克风、加速度计、陀螺仪、体声波(BAW)、磁力计、压力与湿度感测器。

    然而，Eloy随即指出，感测器领域正出现融合的强劲趋势，加速度计/陀螺仪/磁力计被封装在一起形成惯性测量单元(IMU)，而压力、湿度与温度感测器则链接在一起形成环境感测单元。

    Eloy进一步指出，「下一个可能进一步融合的产品是用于未来行动电话的气体化学感测器和红外线(IR)成像。红外线是一种非常有趣的发展成果，因为它支援手势与脸部辨识，也支援夜视功能。」

    但在各种MEMS元件中，有些感测器的数量正持续增加中。例如装置中的麦克风数量正从一个发展到多达5个，以便有助于消除杂讯以及改善音质。尤其是目前的一支智慧型手机中至少就要用到3种麦克风：一个用于语音撷取，一或两个用于消除杂讯，以及另一个用于改善语音辨识。

    因此，MEMS麦克风仍将是成长最快速的MEMS元件之一。根据Yole Dveloppement的统计，2013年全球MEMS麦克风市场产值达到了7.85亿美元，预计在未来几年内将持续以13%的CAGR快速攀升，并在2019年以前达到16.5亿美元的市场规模。此外，MEMS麦克风出货量也将在2019年时达到66亿颗，较2013年24亿颗单位出货量更大幅成长，并为现有与新兴厂商带来充满机会的市场。

2013-2019年全球MEMS麦克风市场销售预测

    此外，Eloy指出目前的另一个趋势是朝着具有局部处理功能的感测器中枢发展。他说：「感测器中枢微控制器(MCU)是近来的一项发展趋势。各种运算全部都在应用处理器(AP)进行。现在，包括博世(Bosch)、意法半导体(ST)、应美盛(InvenSense)等公司都已经推出这种感测器中枢了。」

    此外，Nokia Lumia Technology音讯硬体资深经理Teemu Ramo也表示，在未来的一些手机设计中，压力感测器以及其他感测器可能会被省略掉。他还强调，诺基亚公司(Nokia)对于「Kinect风格」的手势辨识与麦克风阵列深感兴趣。Nokia Lumia Technology目前已隶属于微软公司(Microsoft)旗下。

    法国消费电子产品公司Parrot的企业业务发展部副总裁Yannick Levy则在该座谈会中扮演MEMS用户的角色，他向大家展示Parrot公司的四翼螺旋桨遥控飞机，「这种遥控的无人飞机就是一部飞行的行动电话。我们总共在这架遥控飞机上安装了10个感测器──包括陀螺仪、加速度计以及作为气压计的压力感测器。」

    主持人Roland Helm随后请与会者更具体地判断行动设备中所用的是一个还是多个感测器中枢。他们一致的看法是多个感测器中枢将围绕着一系列相关感测器开发出来。因此，接近CMOS影像感测器的光学功能将自然地组合在一起，并以一个影像处理器进行控制；压力、温度和湿度将形成环境组合；惯性感测器则形成动作组合。

    诺基亚的Ramo指出：「我喜欢感测器中枢──它支援可以从市场买到的模组化解决方案。我们并不确定可部署感测应用的所有市场机会，因此使用感测器中枢更具意义。」

    Yole公司的Eloy则明白指出可穿戴式装置是近期的大好机会，而物联网市场还需要更多的时间等待标准成熟。「什么是物联网？对于尚未确定的许多事物而言，物联网一词的范围太过于广泛了。我们还需要耐心地等待很长的一段时间。」

    Parrot公司的Levy强调，虽然可与智慧型手机通讯的可穿戴式装置是目前的一个热门主题，近期对于许多MEMS元件供应商来说也是个很好的机会，但任何单独的设备可能都无法在市场上持久发展。一旦在市场上取得成功后，很可能就会被吞噬进下一代的智慧型手机中。

    Levy指出，目前有许多可与智慧型手机通讯的健身用可穿戴式装置，但这种功能也很容易就被增加在智慧型手机中，就像照相机的功能一样。他提供了一份统计资料来描述智慧型手机在晶片市场中不断成长的影响力：两、三年前，智慧型手机中的零组件占12%的半导体市场，而现在已经占到24%了。正基于这样的原因，Parrot公司正着眼于更广阔的物联网领域──这是一个智慧型手机无法与其分享的领域，因为它与实体世界紧密地链接在一起。Levy最后还举了一个用于室内盆栽植物的感测器网路应用案例。

    该座谈会除了着重于讨论MEMS在消费应用中所面临的更深更广机会将持续成长以外，主持人Helm也提出了一个有趣的问题：那么有什么东西正在消失？

    诺基亚的Ramo表示，「我们似乎很习惯于将每一种东西都加以整合。但我们也看到一个回归‘少即是多’(less is more)的发展趋势。例如，室内导航并未如计划中地那么成功。因此，压力感测器可能会从行动电话中消失。因此，我们必须搞清楚任何特定用途的感测器会带来什么样的附加价值，那么最后气体压力感测器可能就会被弃之不用。」

    Eloy提醒道，伴随着大量而来的是竞争以及朝向低获利空间的压力：「对于MEMS制造商来说，真正消失的就是利润。」

    在最终的问答时间，有人提问：安全性是否就是MEMS元件供应商的机会？在Eloy看来，「安全性本质上是一种软体功能，不过，指纹感测器却是一种硬体选项。」Ramo指出，供应商会试图再利用已经使用中的感测器。因此，惯性感测器可能用于签名辨识，并与音讯子系统一起用于语音辨识。

    另一个问题则涉及能量采集，以及这种技术是否开始获得人们的青睐。Eloy则坦白地提醒与会来宾，目前这种能量采集技术在所有的电子市场中还不够强大。

    Eloy说：「很多人对此抱着很大的兴趣，而且这也是一个很大的研发市场，但当你必须在能量采集和电池之间作出选择时，人们通常会选择电池。因为，能量采集只能提供很低的功率，而如果你只需要比可持续数年的电池更低的功耗，那么通常意味着使用电池就足够了。」