MEMS寻求扩展物联网应用
2015-11-09 13:20:57   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

随着智能手机市场成长率渐缓，业界正寄望于物联网（IoT）带来新的成长亮点，这在很大程度上有赖于微机电系统（MEMS）和传感器技术创新，才能实现智能硬件与现实世界更有意义的互连。另一方面，由于MEMS市场利润逐渐变得微薄，MEMS业者正着眼于打造可扩展可穿戴设备与物联网等新应用的下一代传感器设计。

智能手机一直是推动产业成长的驱动力，如今随着发展成熟动能渐减，传感器创新不断被推向极致。博世（Bosch Sensortec）亚太区总裁百里博（Leopold Beer）指出，伴随亟需创新传感器方案的人体区域网络（BAN）、可穿戴设备以及物联网与服务（IoTS）等新应用出现，为各种新设备厂商开启了广大的机会。

根据Yole Developpement表示，采用MEMS的新应用正以12%的年成长率推动市场进展，预计到2020年，200多亿的MEMS传感器市场将撑起1.4兆美元的产业规模。但如何加速MEMS设计与量产，才能满足物联网市场的期待？

物联网市场零碎化

从进军汽车领域、消费电子到今天的物联网，Bosch看好新应用将为MEMS传感器迎来第三波成长。不过，各种物联网应用变得较以往更复杂且零碎化，带来了跨领域的挑战。Beer指出，“包括基于BAN的可穿戴设备、联网汽车、家庭监控系统与智慧家庭未来都将无缝互连。为了让不同系统之间互通作业，标准化至关重要。”然而，他强调，推动标准化的工作将面临着政治决策与经济规模等困难。

应美盛（InvenSense）执行长Behrooz也指出目前物联网市场的零碎化，但它就像是一把“双刃剑”一样有利有弊。从负面来看，由于零碎化以及“一款产品，一种工艺”（one product, one process）的现象限制了MEMS进展，需要很长时间才能开发出创新的MEMS传感器。而且，“即使成功研发了产品，上市后也可能遭遇价格战的打击。”

但从光明面来看，零碎化意味着众多细分市场需要各种“端至端”解决方案，而这些方案可能基于相同的MEMS平台。以InvenSense公司为例，Abdi介绍，该公司提供了基于专有技术的平台，广泛应用于MEMS制造、算法和软件。

博世则着眼于为每一个物联网细分市场提供智能传感器。例如针对内建健身监测、导航与手势识别等需要常时开启的手机应用，推出内建MCU的低功耗传感器中枢。而对于需要高度弹性的可穿戴设备则可使用“随插即用”的最新BMF055传感器方案，提供硬件器件与软件开发环境，满足跨领域应用的需要。

物联网的价值在于信息

由于MEMS传感器的价格易于受到侵蚀，大部份的价值都位于服务中可利用传感器获取的信息与分析。因此，Abdi强调，MEMS厂商应该提供包括资料分析服务的完整物联网应用解决方案。

“物联网的价值就在于信息，而不是硬件，”Abdi表示，“因此，我们计划将端至端解决方案带入多个垂直市场中，虽然这需要大量的投资，但我们必须把握机会尝试，不然，最后可能沦为竞相杀价。”

Abdi将这个问题形容为MEMS的《黄昏三镖客》(the good, the bad and the ugly)。“好”的部份是许多预测都看好MEMS单位出货量的强劲复合年成长率——预计到2016年，全球MEMS出货量将达到160亿颗，平均销售价格(ASP)为1美元。“坏”的是严峻的价格侵蚀几乎遍及所有MEMS产品类型，包括MEMS麦克风、陀螺仪、加速度计、振荡器和RF MEMS。“丑陋”的是2010-2020年MEMS市场的复合年增长率约为10%，而基于这些半导体和MEMS的物联网设备复合年增长率却达到了30%~60%。

物联网营收增长情况：2010-2020年复合年增长率却达到了30%~60%

创新平台扩展多元应用

因此，InvenSense打算通过价值链来扩展物联网应用，根据对于位置、活动与架构的掌握程度，在相同的CMOS/MEMS平台基础上支持多个市场。“因应物联网的市场分化，MEMS厂商必须更重视终端产品或服务的需求，并参与其中分享价值。”

Bosch则强调基于“领域级整合”（domain level integration）的完整传感器方案。为了因应跨领域的挑战，除了传统上整合陀螺仪、磁力计与加速度计， Beer解释：“在开发物联网设计以前要先掌握与产品有关的应用与领域知识（domain know-how）。以惯性传感器为例，除了硬件设计满足低功耗与小尺寸的要求，还要考虑如何为其进行软件编程，包括为运动监测心率、测量热量消耗以及记录距离和速度等。”

从运动传感器过渡到环境传感器将是迈向更多物联网应用的发展道路。Beer预计，未来的传感器方案将横向加进气体、压力与湿度传感等更多轴的环境传感功能，另一方面，也将垂直整合处理功能、软件以及无线通信，例如针对需要弹性与低功耗应用整合MCU。