- MEMS加速度計/麥克風銷售火爆
- 三軸加速度計/六軸傳感器行情看俏
- LED微型投影獨占市場
- 激光微型投影急起直追
- MEMS振蕩器精準度為致勝關(guān)鍵
- 樓氏電子專利的SiSonic表面貼裝MEMS麥克風出貨量已突破十億
- 2009年微型投影的出貨量可達約一千四百五十萬臺
電子書與微型投影兩大熱門應(yīng)用漸受歡迎，系統(tǒng)商為突顯產(chǎn)品的差異化，紛紛加碼投資新功能，遂引爆MEMS加速度計、麥克風、掃描鏡、振蕩器等組件需求熱潮，因此，也吸引MEMS供貨商競相推出小體積、高效能、低功耗及低成本方案，以爭食市場大餅。
繼智能型手機、游戲機與MP3播放器之后，近期，全球最大電信運營商中國移動宣布進軍電子書市場，再加上三星(Samsung)和尼康(Nikon)于年中先后推出全球首款微型投影手機與微型投影數(shù)碼相機，再次炒熱微機電系統(tǒng)(MEMS)的應(yīng)用話題。其中，隨著電子閱讀器熱賣，將帶動人機接口的MEMS慣性傳感器及MEMS麥克風需求，同時，MEMS顯示技術(shù)也可望由手機顯示器轉(zhuǎn)進中型、彩色的電子書市場。至于微形投影的應(yīng)用，更是在發(fā)展初期即以MEMS為設(shè)計理念，至今MEMS已成為全球微型投影三大技術(shù)之一，現(xiàn)階段，德州儀器(TI)與Microvision皆已采用MEMS技術(shù)開發(fā)微型投影機。另外，MEMS振蕩器和MEMS麥克風于微型投影應(yīng)用的后勢也逐步看漲。
電子書當紅 MEMS加速度計/麥克風銷售火爆
搶攻電子書商機，MEMS供貨商如意法半導體(ST)、飛思卡爾(Freescale)、樓氏電子(Knowles Acoustics)等競相推出標榜小體積、高效能、低功耗優(yōu)勢的加速度計(Accelerometer)與麥克風器等組件，未來電子書的功能風貌亦呼之欲出。
意法半導體指出，未來電子書將有更多功能須透過MEMS加速度計達成，例如為依照終端消費者的喜好選擇屏幕直式或橫式的閱讀方式，眾多系統(tǒng)商已在電子書中加入自動屏幕旋轉(zhuǎn)探測功能；另為避免使用觸控屏幕所造成的指紋影響畫面辨識，未來電子書可望新增的動作控制瀏覽(Motion Menu Navigation)功能，將可依據(jù)電子書不同的傾斜角度進行拉頁。
意法半導體的加速度計和陀螺儀(Gyroscope)已被廣泛地用于先進的運動感測功能，如橫/縱向旋轉(zhuǎn)、計步器和選單瀏覽，今年6月，該公司再推出最新超薄三軸數(shù)字MEMS加速度計，該款標榜高性能、高穩(wěn)定度的16位組件，厚度僅0.75毫米，與意法半導體Piccolo MEMS系列的其它產(chǎn)品相同，面積僅3毫米×5毫米，適用于對空間節(jié)省有嚴格要求的產(chǎn)品設(shè)計。
再者，為達成縮小加速度計和陀螺儀尺寸目的，意法半導體采用技術(shù)成熟且穩(wěn)定的硅深蝕刻制程生產(chǎn)，并將微機械組件建立在單一芯片。因此，除了可將MEMS組件尺寸縮減到非常小之外，并具有低摩擦力、低磨損及高抗震優(yōu)點。目前已有數(shù)以億計的MEMS組件被用于支持各類產(chǎn)品的自適應(yīng)和交互式功能，包括智能型手機、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)裝置、游戲機等消費性電子產(chǎn)品、汽車子系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療儀器及研究設(shè)備。
此外，新產(chǎn)品低作業(yè)電壓與低功耗特性使其成為須使用電池的產(chǎn)品的最佳選擇，由于具有關(guān)機省電模式，可在探測到動作時，立即自動開機，適用于動作感測、方向識別、自由落體探測及震動監(jiān)測等應(yīng)用。
同樣瞄準消費性電子市場的MEMS制造商飛思卡爾，針對電子書應(yīng)用則發(fā)表強調(diào)低耗電量的三軸加速度計，以搶攻市場商機。飛思卡爾認為，對于電子書應(yīng)用而言，低重力慣性傳感器產(chǎn)品線的數(shù)字輸出只需極低的操作電流，因此非常適合該項應(yīng)用。
飛思卡爾新發(fā)表的三軸加速度計MMA7660FC內(nèi)含嵌入式功能，如方向探測、觸擊探測、晃動探測等，因此應(yīng)用處理器毋須再經(jīng)常調(diào)用加速度計數(shù)據(jù)，有助于降低其反應(yīng)時間、電流消耗及指令循環(huán)。此外，產(chǎn)品會探測電子書的位置及方向變化，讓應(yīng)用處理器進行影像顯示；并可探測觸擊動作，毋須透過觸控屏幕或額外的機械式按鍵，藉以簡化用戶在電子書上的“翻頁”動作。Kelsey強調(diào)，從使用者角度觀之，手指輕觸比按下按鍵更省力；而就電子書制造商而言，使用加速度計的觸擊探測功能也較機械式按鍵更便宜，且其單一多功能組件可為制造商節(jié)省成本，可謂一舉數(shù)得。
而專注于MEMS麥克風開發(fā)的樓氏電子，其專利的SiSonic表面貼裝MEMS麥克風出貨量已突破十億顆，特別強調(diào)其低振動敏感度和高環(huán)境穩(wěn)定性。近期電子書、微型投影機廠商已與該公司接洽，未來不排除有進一步合作的機會。樓氏電子亞太地區(qū)業(yè)務(wù)協(xié)理何美靜(圖3右)透露，樓式電子已獲得電子書廠商探詢，將有意于電子書內(nèi)建MEMS麥克風，新增錄音功能。
藉由樓氏電子麥克風成功搶灘消費性電子市場，趁勢打響MEMS麥克風知名度后，已進而急速擴大MEMS麥克風的市場需求。為滿足市場需求，該公司除了專精于聲學技術(shù)之外，也將致力于縮減MEMS麥克風尺寸，新一代MEMS麥克風尺寸僅3.76毫米×2.95毫米×1.1毫米。
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手勢探測/動作控制需求興 三軸加速度計/六軸傳感器行情看俏
隨著電子書功能更人性與智能化，對于三軸加速度計和六軸傳感器需求更加殷切，成為MEMS廠商的兵家必爭之地。
如近期意法半導體已透過旗下眾多的IP產(chǎn)權(quán)開發(fā)出六軸傳感器樣品，并先行提供給大客戶參考。目前市場對于電子羅盤(E-compass)的市場需求量大，連帶激勵六軸傳感器的出貨量提高，六軸傳感器為三軸加速度計結(jié)合三軸磁感應(yīng)器的方案，為意法半導體大力擘畫的產(chǎn)品線布局。相比陀螺儀只能探測到相對的位置；六軸傳感器可計算出更精確的位置，因此更適合導航等功能的發(fā)展，未來無論三軸加速度計或六軸傳感器均有機會用在電子書閱讀器。
而繼單軸和二軸加速度計后，飛思卡爾正推出三軸數(shù)字和仿真加速度計，該產(chǎn)品仍提供增強特性和改進的技術(shù)規(guī)范，如低電流消耗、更嚴格的偏移補償和增強的嵌入式智慧。
借著MEMS技術(shù)的持續(xù)演進，六軸加速度計技術(shù)規(guī)范將達到更高的效能，有別于三軸加速度計的消費性電子應(yīng)用要求實現(xiàn)基本的手勢探測和動作控制，六軸傳感器則訴求更高精確度的動作與位置探測，只不過目前尚未達到合適的價格點，加上這些特性并非當前電子書閱讀器真正所需，反之，飛思卡爾卻觀察到應(yīng)用于電子書閱讀器領(lǐng)域的三軸加速度計市場規(guī)模逐漸擴大。
有鑒于此，飛思卡爾正全力支持電子書閱讀器的三軸加速度計市場，然消費性電子產(chǎn)品對于組件的價格敏感度高，因此，該公司針對消費性電子市場已制定高性價比的定價策略，并搭配適當?shù)墓δ芗缒壳罢陂_發(fā)的三軸回轉(zhuǎn)儀，飛思卡爾憑借擁有的MEMS IP，能在單一封裝中提供傳感器解決方案的各種組合，將可滿足手機、硬盤、便攜式導航裝置(PND)及其它便攜式電子產(chǎn)品市場對于性價比的要求。
成本/效能/尺寸挑戰(zhàn)加劇 200毫米制程舉足輕重
為加速MEMS慣性傳感器應(yīng)用普及，除了評估個別應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ贛EMS組件的尺寸、成本要求選定適當?shù)姆庋b，如四方形扁平無接腳(QFN)、雙排扁平無接腳(DFN)、小外型集成電路(SOIC)等技術(shù)之外，MEMS供貨商更力圖透過8吋(200毫米)晶圓廠，提升成本、效能及尺寸競爭力。
意法半導體已于2006年11月于意大利米蘭建置一條8吋MEMS芯片生產(chǎn)線，該公司號稱是全球首家采用200毫米芯片制造MEMS產(chǎn)品的廠商，新生產(chǎn)線可望降低MEMS產(chǎn)品的單位成本。
至于飛思卡爾已計劃于今年4月，將位于日本和蘇格蘭的兩家6吋晶圓廠遷移至三家8吋晶圓廠中，該公司期望這些8吋晶圓廠及其所建立的長期生產(chǎn)合作關(guān)系能充分符合未來生產(chǎn)量要求，并有助于提升成本與效能優(yōu)勢。
現(xiàn)階段，用來制造MEMS組件的制程可分為體型微加工(Bulk Micromachining)和表面微機具(Surface Micromachining)兩大類制程，飛思卡爾的晶圓廠兼具此兩大項MEMS制造能力。Kelsey分析，飛思卡爾的加速度計內(nèi)含表面微機具架構(gòu)；此外壓力傳感器使用大量的微機具制程，亦即在制程中特別加入分離程序，利用非等向性化學過程，將硅晶從晶圓中移除，硅晶表面會視特定區(qū)域進行蝕刻以便形成薄膜，而薄膜會對壓力做出反應(yīng)而產(chǎn)生偏光效果。
不過，專家表示，成本不見得與制程有絕對的關(guān)系，此外，現(xiàn)今MEMS市場尚未成熟到以價格為導向，因此仍以技術(shù)為主導，提供低價格MEMS組件的供貨商并未占有市場的最大優(yōu)勢。
另外，在微型投影機的熱潮下，也可望刺激MEMS掃描鏡、振蕩器相關(guān)解決方案的需求，MEMS組件供貨商正積極透過技術(shù)、產(chǎn)品與市場策略搶攻市場商機。
微型投影掀浪潮 MEMS掃描鏡/振蕩器前景可期
根據(jù)市調(diào)機構(gòu)PMA數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)投影機市場增長停滯，相反的，微型投影市場的爆發(fā)力驚人，自2008年始，即呈現(xiàn)直線增長的態(tài)勢，預估至2009年，微型投影的出貨量將可達約一千四百五十萬臺；至2012年，微型投影的出貨量更高達近一千一百六十萬臺。
目前，微型投影市場由數(shù)字微型反射鏡組件(DMD)、硅基液晶(LCoS)及液晶顯示器(LCD)微型投影技術(shù)三分天下，值得關(guān)注的是，標榜更小體積、更低功耗的新興激光微型投影正積極擺脫技術(shù)桎梏，試圖搶占微型投影市場的一席之地。而無論由德州儀器主導的DMD微投影技術(shù)，抑或微型激光投影，皆已分別采用MEMS微型反射鏡、MEMS掃描鏡開發(fā)微型投影機。隨著微型投影市場崛起，可望擴大MEMS微型反射鏡和掃描鏡的市場規(guī)模。
LED微型投影獨占市場 激光微型投影急起直追
根據(jù)市調(diào)機構(gòu)Insight Media觀察，微型投影機市場將于2011年開始大幅增長，屆時微型投影機出貨量可達近兩千萬臺；另預計至2015年，全球超過十五億支的手機中，其中約有7%搭載微型投影模塊，微型投影模塊產(chǎn)量可望高達一億件。
此外，市調(diào)機構(gòu)iSuppli也預測，未來4年內(nèi)，微型投影裝置應(yīng)用在智能型手機的出貨量將增長六十倍，微型投影的應(yīng)用領(lǐng)域正逐步延伸至智能型手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦、移動聯(lián)網(wǎng)裝置和便攜式數(shù)字錄放機等熱門市場，微型投影技術(shù)成為系統(tǒng)廠商提升各類便攜式置附加價值的熱門功能選項。
由于便攜式裝置內(nèi)建微型投影機風潮興起，市場對于微型投影機的尺寸要求更加嚴苛。有業(yè)內(nèi)人士表示，相比發(fā)光二極管(LED)光源微型投影技術(shù)(表1)，激光微型投影具有無限焦距、光機體積小、色彩飽和度高、低耗能等特性，后勢深具潛力。
表1 微型投影光機技術(shù)比較
即便激光微型投影擁有諸多優(yōu)點，但LED微型投影技術(shù)仍較為成熟，已成為市場的主流方案，反觀激光微型投影的倍頻綠光模塊技術(shù)瓶頸若遲遲未能突破，將成為商品化的絆腳石。至今，發(fā)表過激光微型投影的廠商不乏國際知名大廠，如美商Microviosn、日商Nippon Signal、臺商先進微系統(tǒng)、三星(Samsung)及以色列bTendo等，惟未能量產(chǎn)的主因正是關(guān)鍵組件倍頻綠光模塊技術(shù)門坎過高，尚未有廠商能真正跨越。
除了MEMS微型反射鏡、掃描鏡和致動器之外，便攜式裝置內(nèi)建微型投影風潮興起，也將帶動MEMS振蕩器、三軸加速度計及麥克風市場需求。
功能日趨多元 MEMS振蕩器精準度為致勝關(guān)鍵
以電子書閱讀器和微型投影而言，頻率振蕩器為不可或缺的核心組件，每款電子書閱讀器與微型投影必會搭配一顆頻率振蕩器，功能等同于電子裝置的心臟，尤其電子書閱讀器與微型投影功能不斷推陳出新，為支持豐富的功能發(fā)展，對于振蕩器的精確度要求亦將更高。
為獲得電子書閱讀器和微型投影的青睞，MEMS振蕩器廠商也使出渾身解數(shù)，爭相推出講求超薄化、高精度、低耗電、高可靠度的MEMS振蕩器，爭取最大市占。例如SiTime現(xiàn)已開發(fā)出厚度僅0.25毫米的MEMS振蕩器，該公司稱，該產(chǎn)品運作功耗達4毫安以下，低于任何可編程振蕩器，且待機功耗少于1微安培，因此可延長電池使用時間；此外，工作頻率達1M～100MHz，適合任何低功耗振蕩器的應(yīng)用；加上，防振性能可達70G～50,000G；至于穩(wěn)定度方面，平均故障間隔(MTBF)最高可達5億小時，優(yōu)于石英振蕩器十倍。
而Discera則是繼晶體振蕩器后(XO)，再計劃投入溫度補償晶體振蕩器(TXCO)新品的開發(fā)，目標為精度達10-6，試圖藉此拓展Discera的市場版圖。
此外，為獲得電子書閱讀器和微型投影的青睞，MEMS振蕩器廠商相繼標榜體積更小、成本更低的的MEMS振蕩器。有別于石英振蕩器采用陶瓷封裝，尺寸愈小愈貴，相對而言，MEMS振蕩器則是愈小愈便宜，Discera已開發(fā)出比產(chǎn)業(yè)標準封裝尺寸如7050、5032、3225及2520等更小的MEMS振蕩器，而隨著體積縮小，MEMS振蕩器單價將較石英振蕩器更具競爭力。
相比石英振蕩器，MEMS振蕩器具備更小、更薄的優(yōu)勢，恰好符合講求輕薄短小的應(yīng)用需求，遂逐漸引起電子書閱讀器和微型投影廠商的關(guān)注。Discera即證實，電子書閱讀器和微型投影機廠商正在測試Discera的MEMS振蕩器樣品。
不過，相比石英振蕩器，MEMS振蕩器性能卻有不及之處，此將影響市場接受度，將為MEMS振蕩器廠商竭力改善的課題。
實現(xiàn)梯形校正/錄音功能 MEMS三軸加速度計/麥克風需求涌現(xiàn)
不同于傳統(tǒng)桌上型投影機，微型投影無論單機或者內(nèi)建于其它便攜式裝置，必須經(jīng)常進行梯形校正，將大幅推升MEMS三軸加速度計需求。
此外，可作為收音和傳感器的MEMS麥克風，在提供傳感器功能時可接收到人耳聽不見的超高頻或超低頻聲音，已有廠商試圖透過MEMS麥克風的感測特性，實現(xiàn)梯形校正功能。樓氏電子不諱言，除了電子書之外，廠商也有意于微型投影系統(tǒng)內(nèi)建樓式電子MEMS麥克風作為傳感器，目的為取代傳統(tǒng)的加速度計，初步規(guī)劃為梯形校正的功能。
為進軍消費性電子市場，MEMS麥克風廠商皆致力于研發(fā)微小化、多功能的MEMS麥克風產(chǎn)品。專家認為，小體積MEMS麥克風將為市場的致勝關(guān)鍵，樓氏電子現(xiàn)在通過MEMS的CMOS設(shè)計流程，達成高整合、小體積及低成本的優(yōu)勢；此外，MEMS麥克風匯集數(shù)字/模擬輸出、差分輸出、抗射頻(RF)噪音、放大器、敏感度等多元化功能將為大勢所趨，未來樓氏電子亦計劃于MEMS麥克風導入更多的功能。
意法半導體對MEMS麥克風市場也躍躍欲試，該公司首款MEMS麥克風產(chǎn)品已完成，但未正式發(fā)表，目前僅提供給通訊、消費性電子、個人計算機及便攜式裝置等領(lǐng)域的大客戶參考。該產(chǎn)品透過表面貼裝技術(shù)(SMT)封裝達成小尺寸優(yōu)勢，體積規(guī)格為3毫米×4毫米×1毫米。
另外，為擴大MEME麥克風市場滲透率，MEMS麥克風廠商正致力于提高聲音敏感度、信噪比、音壓比、耐久度、穩(wěn)定度及輸出電阻等效能。專家指出，聲音敏感度與信噪比及輸出電阻為客戶采購的三大要點，分別須達成-42dB、55dB和300奧姆的規(guī)格。現(xiàn)今，樓氏電子透過掌握技術(shù)門坎高的聲學技術(shù)，以達成MEMS麥克風高效能的要求。
隨著MEMS技術(shù)顯神通，電子書閱讀器和微型投影功能將更趨多元，并可進一步縮減電子書閱讀器、微型投影的外觀尺寸與降低功耗，加上吸引更多廠商投入之下，價格將更具吸引力，可望再掀市場熱潮。
