受惠于终端应用广MEMS市场前景大好
2012-03-18 18:51:04   来源：微迷   评论：0   点击：

微机电系统（MEMS）在2010年增长强劲，和2009年的营业额相比增长了18.9% ，根据市调机构IHS iSuppli 最新调查显示，2012年到2014年MEMS都将维持两位数的增长。该机构认为iPhone 4是MEMS扩大手机市场的重要因素，因为该手机采用陀螺仪及两个MEMS麦克风以抑制噪声。

2011年智能型手机、平板计算机等应用将大量采用陀螺仪及加速度计，IHS iSuppli指出，2010年采用陀螺仪（Gyroscope）的手机仅有5款，但由美国消费性电子展（CES）中展示的新产品来看，今年会有45款手机及平板计算机会内建陀螺仪，其中包括摩托罗拉、宏碁等大厂，已经在平板计算机中搭载了加速度计（Accelerometer）、陀螺仪、压力传感器、传输滤波器（BAW）等MEMS组件。

该报告也强调，中国及印度，对MEMS需求最为强劲。以中国为例，汽车电子市场已将MEMS安全传感器列为标准，MEMS微投影则用于教育市场。而三网合一也将带动光纤型MEMS芯片需求，智能电网也把MEMS流量传感器及加速度计纳入标准中。生物医学及生物科技等都利用MEMS的特性以提升医疗效果，多方面的应用将大幅推升MEMS的需求，也让MEMS终端应用更为广泛，进入消费者日常生活。

2011年平板计算机成为最快增长的MEMS市场

根据iSuppli最新的分析报告指出，由于Apple 的iPad 和Android平板计算机的需求带动， 在消费性电子与手机领域可望是2011年MEMS增长最快的市场。今年平板计算机的MEMS销售量将大幅提高到1.4亿美元，较2010年的2970万上升了373% 。到2014年，平板计算机将继手机之后成为MEMS传感器在消费性与手机领域的第2 大块应用，营收将达2.8亿美元。

ISuppli分析师表示，MEMS加速度计与陀螺仪在平板计算机中扮演重要角色，它们不止运用在自动屏幕旋转与作为指南针的倾斜补偿，也作为以动作为基础的用户接口。MEMS滤波器如薄膜体声波双工器也可用在3G平板机上，同样的，像压力传感器与MEMS麦克风也都将在2011年加入战局。这些元件都将扩大MEMS在平板机的销售量，并且有助于带动整个MEMS消费性电子装置与手机的市场。

MEMS的消费性电子与手机市场在今年的增长率将超过25%，这个量几乎等于2010年产业从2009年金融危机下复苏的一整年的增长率。

MEMS主要应用

在整个消费性电子与移动装置中，手机仍将在2011年占有MEMS使用最大的比重，可望接近11亿美元。iSuppli预估，手机销售将持续在未来几年中不断扩大，包括传统手机与智能型手机都将运用为数更多的MEMS元件数。

其次是电玩，今年消费性MEMS的销售额可望达到2.29亿美元，但由于该领域日渐成熟，MEMS组件价格持续下跌，因此市场规模持稳缩小。但营收将会在2014年当下一代游戏机平台推出后再度反弹。今年其他重要的消费性MEMS市场为相机，投影机，笔记本电脑，MP3播放器和电视等。

主要MEMS组件—依类型分

加速度计(accelerometer)除了运用在手机，平板机，也用在游戏机，笔电与遥控器上，今年将持续坐上龙头宝座，营收可望超过5亿美元，从现在到至少2014年为止，仍将由手机占加速度计出货量的绝大多数。

接在其后的是三轴陀螺仪，今年营收也将超过5亿美元，这是由于它们被用在Apple的iPhone 4与Sony的PlayStation Move游戏控制器中，以及一些手持式游乐器如任天堂3DS和新推出的Sony PSP中。到2014年，加速度计与陀螺仪将随着市场整并而让这两个元件无分轩轾，预计市场规模可达16亿美元。

其它在2011年销量最佳的MEMS组件还包括薄膜体声波滤波器，该组件将受益于不断普及的应用在下一代4G无线技术中; MEMS麦克风的抗噪音技术由于受到摩托罗拉的Android智能型手机以及iPhone 4的普遍采用，使其占了优势; 还有数字照明处理(DLP)芯片组，在微型投影机上广受采用。

iSuppli研究指出，去年ST(加速度计与三轴陀螺仪)与TriQuint(MEMS BAW filter)拿下Apple iPhone 4与iPad的design win，让这两家的增长率领先MEMS在消费性电子与移动装置业界。 其中产业新秀TriQuint的营收增长率高达778.6%，2009年时该公司营收只有850 万美元，排名从前年的16名跃升至第8 名，涨势惊人。ST在前10大中居第2高增长率，营收增长63.5% 。公司营收从2009年的2.16亿美元大幅增长至3.53亿美元，巩固了ST在此领域的龙头地位。

对于全球MEMS市场，iPhone 4是一个突破性的产品，它不止代表首个智能型手机采用陀螺仪的范例，它也整合了三轴加速度计，创新的MEMS-based传输模块以及两颗针对噪声抑制的小型MEMS麦克风。至于iPad 3G则包括3颗MEMS组件。

MEMS产业动向?

消费性MEMS龙头:ST

分析消费性MEMS组件供应体系中，不能不提STMicroelectronics(意法半导体)这家龙头厂。2010年底ST宣布其MEMS传感器全球出货量已突破10亿颗大关。许多广受欢迎的消费性电子产品透过意法半导体的微加工加速度计和陀螺仪实现人机接口的动作控制功能，如游戏机、智能型手机、遥控器等，不仅提高易用性，更增加产品的魅力价值。

在过去的5年内，意法半导体把MEMS加速度计和陀螺仪的尺寸从500mm³缩减到10mm³以下，同时提高测量的解析率、准确度以及温度稳定性，并将功耗降低到原来1/10。意法半导体正引领MEMS传感器迈入量产游戏系统和移动应用的消费市场化风潮。意法半导体是全球首家拥有专属8英寸MEMS晶圆厂的主要制造商，采用低成本、高产量的基板栅格数组（Land-Grid-Array）封装，与主要合作伙伴共同开发最先进的校准设备。目前意法半导体MEMS动作传感器的每月产能约5000万颗。

在过去两年，ST约占全球加速度计营收的50% ，iSuppli分析，该公司的占有率未来将不会有明显的提升，而且在加速度计市场 的增长是趋于缓慢。有鉴于此，ST已经寻求新的增长驱动力，在2008年及2009年间大举投资于陀螺仪开发，2010年陀螺仪的业务为ST带来1.17 亿美元的回报，占ST消费性MEMS营收增长率达85%贡献度。iSuppli拆解证明，ST的三轴陀螺仪被用在iPad ，第四代iPod Touch，还有Samsung Galaxy Tab以及Sony Move控制器。除此之外，ST还开始提供手机与平板计算机MEMS麦克风和MEMS压力传感器，预计从今年起开始获利。

IMT MEMS制造实力领先业界

成立于2000年的IMT(Innovative Micro Technology)是一家纯MEMS的代工厂，目前拥有30000平方英尺class 100的无尘室(clean room) ，总部及工厂设于美国Santa Barbara，拥有全自动6英寸晶圆厂，以满足客户的生产需求，由于IMT不是一个CMOS晶圆厂，因此在金属及材料的提供上具有很大的灵活性，像是金、银、镍、聚合物和磁性组件的材料等。目前已出货6200 万个MEMS switch。IMT宣称该公司的MEMS可做到1 million holes/chip，22nmσ准确度，速度可达0~1.5meters/sec。

IMT看好MEMS的市场，该公司引用iSuppli的调查数据显示MEMS的市场规模到2014年时将增长到一千万美元，自2010年到2014年的年复合增长率为11.6%，而通信、国防、航空、保全、医疗电子、及工业使用的则是高价值的MEMS，目前使用MEMS最多的则是手持式装置、消费性电子及汽车，举例来说，一台汽车里就含有30颗MEMS。

该公司表示在1995的时候MEMS全球的市场规模大约是15亿美元，MEMS的主要应用在于汽车安全气囊、喷墨式打印机喷头及压力传感器，当时MEMS技术的重点是如何让传感器更好，那个时候的市场规模是无法让一个MEMS的纯晶圆代工厂存活的。而现在MEMS市场规模大约60亿美元，MEMS代工厂的市场规模大于5亿美元，并且持续增加中，现在技术的重点则在于Wafer Level Package (WLP)、Through Silicon Via’s (TSV’s)、3D架构及标准模块及平台，目前的应用是多向陀螺仪及加速器、用于手机中RF中半导体中整合机械振荡器、用于制造、监控及医药的生化传感器、生物科技及光学转换器等。

IMT的业务范围如下：

* 一般代工：RF switching，interposers，reversible adhesive，sub-wavelength，anti-reflective structures，wafer level packaging等等。

* 红外线及传感器：WLP，加速度计，压力传感器

* 能源：rechargeable storage，solid-state energy conversion

* 测试：半导体测试及修复

* 生物医学：埋植式给药(Implantable drug delivery)，细胞净化(cell purification)，葡萄糖传感器(glucose sensors)

* 生物科技：高分辨率粒子显象、基因排序、药物发现 (drug discovery)，分子诊断 (molecular diagnostics)，气相色谱法 (gas chromatography)

* 光学：WSS/ROADM，cabling，Variable Optical Attenuators(VOA’s)，Planar Lightwave Circuits (PLC’s)

* 导航：Intertial-grade gyros(<1 °/hr drift)，指南针的传感器

* Turn-Key MEMS制造服务包括Photolithography，Deposition，Wet chemical etch/electroplating，Reactive Ion Etching，Ion milling，CMP planarization and wafer grinding/polishing，Wafer bonding，Cleaning，Die slice，Assembly/packaging，Testing，Metrology/analysis，Design/Modeling。

ADI MEMS技术强化在工业与麦克风领域

在MEMS技术领域占有一席之地的ADI，虽然曾在任天堂Wii上获采用而一展身手过，但基于公司的雄厚基础乃在工业领域，新近MEMS产品均以工业应用为目标，如全新ADIS 16227 iSensor振动监测器即为一例。

这款新品乃为协助工业设备设计厂商透过振动侦测/隔离/校正以改善系统的性能与维护的成本为目的，ADIS 16227 iSensor振动监测器使设备设计厂商能够拥有一个可以自动化作业的完全整合型振动分析解决方案。对于会导致精密度较差之运作或是设备故障等状况，肇因于设备与轴承损坏的可能振动来源，该元件实现了最先期的侦测、辨认、以及隔离功能。藉由将这些小巧的振动监测器加以嵌入，从风力涡轮机到工厂自动化与装配设备等的应用领域都能够从自动化的振动数据搜集上获益。

MEMS加速度计很适合于使用在振动监测方面，但是通常都只具有低整合度。ADI以数十年的整合型传感器处理经验，将MEMS加速度计转换成一组具有可编程嵌入式处理功能的三轴振动分析器。ADIS 16227 iSensor振动监测器消除了利用多重组件进行开发时的复杂度以及风险，并且实现了更为宽广的应用基础。

"这是第一次，工业设备的设计厂商能够拥有易于使用、价格合理、而且尺寸只有如方糖一般大小的振动分析器。"ADI MEMS/传感器事业群iSensor事业开发经理Bob Scannell表示："藉由ADIS 16227，开发厂商能够使用经过认证、具有频域处理以及调整能力的第四代振动感测功能，进而大幅的改善快速隔离振动来源的能力。"

此外，ADI也发表业界首款Inter-IC Sound数字MEMS 麦克风--ADMP441 iMEMS麦克风。ADMP 441还具有从100Hz到15kHz的延伸频率响应、61dBA的高信号噪声比（SNR）、以及80 dBFS的高电源供应拒斥比（PSRR）等，这些特点也已经是ADI备受赞誉MEMS麦克风产品线的标志。全新的MEMS麦克风使用具有专利的ADI MEMS与音频信号处理技术，采用4.72mm X 3.76mm X 1.00mm薄型表面黏着封装。该元件具有敏感度不会降级的回焊兼容特点。

"许多年来，音频设计厂商被迫以其它的信号处理方式进行设计，藉以将麦克风输出信号转换成标准的I2S 格式，以做为非移动电话之用，但这会使得系统成本与设计复杂度提高。"ADI的MEMS/传感器技术事业群产品线总监Kieran Harney表示，"创新的ADMP 441具有业界标准的I2S输出，在小巧的占位面积当中提供了即插即用功能，简化了音频系统的设计，同时降低总体信号链成本与复杂度。ADMP 441是ADI不断增长的高性能MEMS麦克风产品线生力军，能够符合更佳声音质量与更小占位面积的需求。

MEMS频率组件成为众家抢进标的

根据Yole Développement对新兴MEMS产品所做分析，将MEMS振荡器列为2015年具有最高市场价值的产品，也具有最高的年复合增长率(2009-2015)，预计该元件市场规模可从2009年的790万美元，增长到2015年的6.44亿美元。鉴于此一趋势，多家原来在MEMS动作传感器供货商陆续宣布进入MEMS频率元件市场推出MEMS振荡器。其中，VTI即宣称新推的MEMS振荡器产品将运用VTI独家的3D MEMS与封装技术，达到高效能小型化的效能。

除了VTI外，硅频率芯片供货商Discera也推出号称业界最高效能的MEMS振荡器具有飞秒抖动性能，适用于网络、服务器、储存与视频应用。Discera公司表示硅制程固然在可编程性与弹性上非常理想，但直到今天，对于高速通信却不能提供最高的抖动效能，频率稳定度与抗噪声力。运用该公司经验证的硅MEMS技术，其振荡器DSC11XX提供优异的抖动性能同时消耗低功率，并在更加宽广的温度范围内提供比石英振荡器更高的频率稳定度。由于减省了石英晶体或SAW技术，硅振荡器明显提高稳定度并加速产品的开发。具有飞秒抖动与10ppm频率准确性，DSC11XX振荡器能符合高速协定如DisplayPort、Ethernet、Fibre Channel、PON、SAS和WiGig等信号速率10Gbps以上的效能需求。

为稳固于全硅MEMS频率方案领导地位，SiTime公司发展新品不遗余力。 继去年针对音响，微控制器和工控医疗等高可靠性应用领先推出业界第一款编号为SiT8503的千赫(kHz)可编程全硅MEMS振荡器，使其成为具有业界最为完整的全硅MEMS兆赫(megahertz，或MHz)频率频率产品系列one-stop-shop全硅频率方案的能力。今年初该公司推出在其可编程频率发生器产品系列中又新增一款适合高性能网络应用，型号为SiT9105的3-PLL、5输出器件。SiT9105是首款基于MEMS，并在单个封装中提供混合LVCMOS输出与差动输出功能的频率发生器。同时，它可缩小高达66% 应用于频率的电路板面积。SiTime的SiT9105适用于路由器、交换器、网桥、服务器、基站、中继器及其他高性能设备。

SiTime营销副总裁Piyush Sevalia介绍说："与石英器件产业不同，SiTime是通过使用硅技术来加快频率组件行业的创新速度"。在以前，如果工程师要实现由SiT9105所提供的功能，则需要使用几种分立器件（谐振器、振荡器和电平转换器）才能完成。而将这些功能集成到一个芯片之后，SiT9105可编程频率发生器为顾客节省了电路板空间、减小了产品体积和降低了物料成本。除此之外，所有SiTim频率产品还可提供石英器件供货商无法提供的其他可编程功能，如频率、稳定性和工作电压。