智能穿戴刺激 巨头鏖战九轴MEMS

谷歌眼镜的热潮还未退去，穿戴式设备的手表热、手环热也纷纷登场。未来的智能穿戴式设备即将迎来爆发期，成为中外巨头新的“竞技场”。在过去一年中，国内外许多公司都开始研发智能穿戴式设备，自从谷歌眼镜出来之后，苹果刚好也要推出智能手表，在两大巨头的带动下越来越多智能穿戴设备都火了，国外的有微软Paparazzi、索尼SmartWatch以及新创企业的Pebble，医疗器械、运动装备厂商也加入战团，国内一些中小厂商纷纷准备推出相关产品。可穿戴技术开始渗透医疗、娱乐、安全、财务等其他领域，这个行业或将引发下一场科技革命浪潮。而与之对应的是新一代的MEMS元件积极迎合智能穿戴式设备的需要，向整合陀螺仪、加速度计、磁力计与压力感测器等多轴MEMS元件方向发展，九轴MEMS顺势开始登陆。

　　九轴微机电系统（MEMS）单晶片需求近期开始急速扩大。穿戴式电子、智能手机及平板电脑品牌商，为开发出具备更丰富人机介面且轻薄短小的产品，纷纷于旗下高阶机种中，大举导入九轴MEMS单晶片，带动相关元件销售量水涨船高。九轴微机电系统（MEMS）单晶片需求急速扩大。

　　多轴微机电系统（MEMS）已成大势所趋，意法半导体已计划开始量产九轴MEMS；亚德诺、飞思卡尔、Bosch Sensortec等MEMS供应商已相继展开九轴单晶片产品部署；利顺精密开始研发九轴 MEMS组件；仅研发陀螺仪的应美盛（InvenSense）则透过第三方合作公司提供其他组件，继六轴MEMS传感器后，也开始积极投入发展九轴MEMS产品。
 

　　ST与Google合作下一代作业系统版本 推动九轴MEMS应用

　　早在12年，意法就发布了内置九轴MEMS传感器的STM32 F3开发套件以推动九轴MEMS的应用。日前，意法半导体类比与微机电元件资深技术行销工程师李炯毅又透露，该公司正与Google洽谈关于下一代作业系统版本的合作，预计Google下一代应用于移动设备的作业系统版本，将助力九轴MEMS单晶片在移动设备的市场版图急速扩张。

　　李炯毅表示，不少智能眼镜、智能手表及移动医疗等穿戴式电子产品制造商，正大量采购九轴MEMS单晶片，准备于今年开发出配备更多元化人机界面的终端装置，以突显产品的差异，抢占市场。

　　李炯毅进一步指出，现阶段，除Windows 8平板必须配备九轴MEMS动作感测器外，Android智能手机和平板装置，今年也将提高导入九轴MEMS单晶片的比重，以增加产品附加价值。

　　应美盛借助第三方提供其他组件大力发展九轴MEMS

　　正是看准穿戴式电子产品和移动设备搭载九轴MEMS单晶片的比重将快速攀升，应美盛透过第三方合作公司提供其他组件，继推出六轴MEMS传感器 后，又开始大力投入发展九轴MEMS产品；而Google发布的第一代智能眼镜Google Glass中，就是采用的应美盛九轴MEMS单晶片。

　　据了解，虽然应美盛仅有陀螺仪此单一MEMS产品，但是为了抢攻九轴MEMS市场商机，应美盛透过第三方合作伙伴取得磁力计与加速度计，再以其特有的制程技术为后盾开发九轴产品。辅以整合多个传感器于单一芯片上的强大能力加之应美盛独有的互补式金属氧化物 （CMOS）MEMS制程技术Nasiri，才开发出低成本、小尺寸、高性能的九轴MEMS。应美盛九轴MEMS成功整合了加速度计、陀螺仪与磁力计的演算技术，可为移动设备实现高精确、低耗电量的用户体验。

　　Bosch Sensortec构筑九轴MEMS产品线

　　除意法半导体与InvenSense外，Bosch Sensortec也已开始加快脚步，增加磁力计产品线，为日后九轴MEMS器件发展做好准备。继六轴运动传感器后，Bosch Sensortec也推出了三轴磁力计BMM150，借此构筑该公司九轴传感器产品线。

　　Bosch Sensortec已经成为唯一可自制加速度计、陀螺仪、压力计与磁力计的MEMS供应商，为九轴MEMS打下坚实的基础。

　　Kionix利用软体模拟方式让六轴MEMS元件兼备九轴感测功能

　　MEMS元件制造商Kionix正针对中低端便携设备市场积极布局，大力研发以九轴MEMS元件为核心的新一代感测器融合方案。

　　由于目前九轴MEMS功耗及成本过高，难以吸引OEM的采纳;因此，Kionix正大力开发以感测器融合（Sensor Fusion）软件让整合加速度计、磁力计的六轴方案实现九轴MEMS功能的软件模拟的九轴MEMS方案。该方案可降低约20%成本与十倍功耗。

　　Kionix近期已利用软体模拟方式，让新一代六轴MEMS元件兼备九轴感测功能，将于今年第三季导入量产。该方案透过Sensor Fusion演算技术整合加速度计位移和磁力计指向变化讯息后，进而模拟出陀螺仪角度侦测功能，实现高性价比的九轴方案。

　　飞思卡尔、ADI虎视眈眈

　　ADI、飞思卡尔开发基于MEMS的传感器已经近30年了，一直是MEMS创新产品的领导者。继ST与应美盛计划将于年底量产九轴MEMS单晶片后，作为微机械IC行业的先锋，他们会甘心落后吗？

　　ADI已经推出集成加速度计和陀螺仪的六轴MEMS；而飞思卡尔则推出了加速度计和磁力计的六轴MEMS。正积极布局九轴MEMS。

　　成本的降低也将加速九轴MEMS普及

　　据了解，目前市面上九轴MEMS单晶片方案有两种型式：其一是采用系统级封装（SiP）技术整合一颗六轴和一颗三轴MEMS感测器，这类型方案由于生产技术较成熟，故相当普遍。另一种，则是使用SiP技术整合三颗三轴MEMS感测器的方案，具备更小尺寸的优势。

　　尽管九轴MEMS单晶片市场成长强劲，但仅局限在高阶移动设备市场，可能到2014年六轴MEMS感测器仍将是市场大宗。但是整合了三颗三轴MEMS感测器的九轴单晶片方案开发技术将更臻成熟，因此生产成本将可能再下降，单价有可能会较整合一颗六轴和一颗三轴感测器的九轴单晶片方案更低，届时将可能在穿戴式电子产品和移动设备市场大幅普及，加速成长。

　　另外，未来穿戴式和移动设备中的MEMS器件除持续迈向高整合度设计趋势外，也将导入MCU以达到智能控制功能；而可实现室内导航应用的压力传感器也将逐渐普及于移动设备中，为消费者带来更佳的用户体验，也近一步刺激着各大巨头的神经。