刺激MEMS銷量大漲的頭號功臣非iPhone莫屬。據In-Stat的報告指出,MEMS的單位出貨量將在未來幾年內以19.87%的復合年增率成長,預計2009年達到近60億個。 2007年上市的iPhone對傳統手機的顛覆意義,可以說再一次發明了手機。它獨特的多點觸控、縱橫畫面自動切換,成為示范MEMS應用于手機的創舉。自此,眾多手機品牌競相跟風,挖掘MEMS在手機市場的潛力。iPhone的出現,令人注意到MEMS的魔力,只要手機系統設計師發揮想象力,手機的功能可以千變萬化。于是我們看到LG推出可以3D界面轉換、桌面任意拖拽的cookie,索尼愛立信W580c則有晃動換歌的“shakecontrol”系統。MEMS成就了手機功能的百花齊放,一掃蜂擁而上開發相似功能的單調局面。與此同時,手機行業也成為MEMS市場最有力的推手,研究機構iSuppli指出,2008年出貨的12.9億部移動設備中有10%采用MEMS加速計,而這個比例在2007年僅為2%。
MEMS激發功能設計活力
MEMS可以稱得上市場環境低迷中增勢強勁的新興市場,MEMS廠商已經注意到以手機為代表的消費類電子市場。飛思卡爾半導體亞太中心及全球代理商總監陳光輝表示,Touch之于智能手機猶如安全氣囊之于汽車,言下之意觸摸控制將成為智能手機的標配。“消費類電子比拼的是功能的創新,不能僅限于價格戰。”該公司工業和消費微控制器產品部亞太區經理曾勁濤進一步指出,MEMS在消費類產品中已經形成趨勢,“多一個新奇功能可以大幅提高手機制造商的利潤,而MEMS帶來的投入產出比相當可觀。”他表示十分看好未來該市場將繼續增長。
消費類電子產品除了觸摸控制大熱之外,晃動、翻轉等立體控制手法也屢見不鮮,讓手機像Wii一樣充滿動感的是重力傳感器。以后,遙控器可能不再需要按鈕,只要順勢搖動遙控器就可以更換電視頻道、調節音量等,成為名副其實的“搖”控器。重力傳感器結合手表、iPod還可以實現計步器的功能,開發功能多合一的產品變得輕而易舉。
Bosch公司全資子公司BoschSensortec則通過壓力傳感器展現其發散性思維。以壓力傳感器測量大氣壓力的方式采集環境信息,登山時可測量海拔高度;進一步加以處理比對數據,就能預測天氣變化,成為隨身攜帶“晴雨表”。而GPS結合壓力傳感器,可大幅提高定位精確度。該公司銷售副總裁HubertusvonJanecek介紹,現代城市中的高架道路通常是GPS系統的盲點,GPS無法識別高度信息,因而導航困難。壓力傳感器可以感知氣壓變化進而獲取高度信息,增加GPS系統的3維分辨能力,解決多重道路的駕駛導航。據他透露,日本東京導航系統已經導入使用壓力傳感器。
Bosch在MEMS領域有25年的經驗積累,擁有超過700多項的專利。正是注意到消費類電子市場MEMS應用機會增多,在2005年成立了針對消費電子產品的Boschsensortec公司,現已擠身消費類MEMS三大供應商的行列。
MEMS考驗產業鏈配合度
MEMS是微電子和微機械的綜合,衍生出千差萬別的設計應用,但是對系統設計而言存在諸多挑戰。
Sensor屬于前端數據采集,后端必須依靠控制IC的處理。陳光輝形象地將Sensor比作感覺器官,MCU就是大腦;感覺器官采集感知外部信息,并傳遞給大腦做出判斷。“協調手腦是開發MEMS的難點之一。”曾勁濤認為選用不同廠商出品的Sensor搭配MCU,在采樣方面會遭遇難度,而且算法與選用MCU關聯密切,不同MCU內核的資源存在差異。MEMS系統不僅需要Sensor經驗,還要求深厚的MCU開發背景。Sensor和MCU之間的數據處理涉及采樣、過濾、解碼、數模轉換等復雜過程。飛思卡爾半導體為全球第二大MCU供應商,擁有全線的MCU產品,了解MCU與Sensor的協調配合。“飛思卡爾解決了MCU和Sensor之間的設計,讓用戶將精力集中在應用層創新。”陳光輝說道。
消費類電子要求器件小型化,但這并難不倒MEMS供應商。飛思卡爾MPR031、032的展板面積僅為2mm×2mm,BoschSensortec也已完成2mm×2mm傳感器的研發。Janecek指出,“MEMS的最大挑戰并不是微型化,而在于表面貼裝技術。”受到配套產業鏈的限制,微型器件的焊接技術是MEMS面臨的瓶頸之一。