中兴通讯：整机制造商如何挑选MEMS企业
2015-11-06 21:04:51   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

2015年10月28日，首届中国MEMS企业与市场应用对接合作洽谈会在苏州国际博览中心举行，作为整机制造厂商，中兴通讯通讯终端用硬件系统架构总监李军为大家阐述了《整机制造商如何挑选MEMS企业》。

李总首先为大家介绍了MEMS传感器产业概述。MEMS简称微机电系统，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械系统。由于智能手机和平板的巨大市场需求，MEMS产业发展进入快车道，后续还有潜力无限的可穿戴设备和物联网（IoT）市场驱动。此外，许多新兴的基于MEMS工艺的气体、化学和光学传感器也将会获得越来越多的应用，因此MEMS市场空前巨大。在手持终端方案领域，IC集成度越来越高，分立器件减少，MEMS传感器作为一个比较独立的专业领域，一段时间内不会被集成。

中兴通讯李军介绍MEMS传感器产业

2014-2020年，MEMS市场增长十分巨大，除了传感器，还有振荡器、射频等其它器件都可以用MEMS工艺来做。MEMS一直依赖于使用基于半导体的微加工技术来制造器件，以取代更加复杂、笨重或不敏感的传统传感器。未来将有四种趋势改变MEMS市场格局：1、新兴器件，如气体传感器、微镜和环境组合传感器；2、新应用，如压力传感器应用于位置（高度）感测；3、颠覆性技术，包括封装、新材料（如压电薄膜和300mm/12寸晶圆）；4、新的设计，包括NEMS（纳机电系统）和光学集成技术。从2007年开始，MEMS技术逐渐应用到手机领域，国外厂商垄断了手机领域的MEMS市场。现在，一些国内的厂商开始进入加速度计和麦克风市场，但是MEMS研发周期很长，因此，短期内国内厂商还处于追赶阶段。

李总阐述了中兴通讯对MEMS行业的关注点：1、主要在于挖掘新的MEMS应用，关注新兴的MEMS技术厂商。2、随着MEMS成本压力变大，中兴通讯开始关注国产化和本土化的厂商，提升成本竞争力。除了国内市场，中兴通讯也在努力开拓国外市场，因此，中兴通讯对专利的要求也比较高。3、在选择厂商的时候，中兴通讯比较关注能够提供多元化产品的厂商。4、随着MEMS行业逐渐从硬件公司发展演变为方案公司，能够在硬件基础上提供完整算法的公司成为中兴通讯衡量标准之一。5、另外，大家都在讨论MEMS组合方案和分立方案的平衡点，李总谈论了他个人的看法，他觉得组合传感器是趋势，不管在手机还是可穿戴设备领域，但是，分立方案仍有较大增长势头，运用在独立或终端产品上面。

中兴手机主要接触到的MEMS传感器有：加速度计、陀螺仪、地磁传感器、压力传感器、温湿度传感器、紫外线传感器、MEMS麦克风、MEMS微镜等。每个公司有自己的产品特点和市场方向，因此，在选型的时候，关注点也会不一样。中兴手机在选型时主要考虑以下几方面：首先是厂商的专业性与成长性，要有持续合作的潜力。其次是供应交付能力、价格、性能、尺寸演讲小型化、功能集成化、低功耗。最后，MEMS不光提供硬件，还有软件和测试。因此，对技术支持能力和专利实力也有一定的要求。

MEMS传感器在手机上的使用情况

从手机应用而言，集成化和小型化是发展趋势，2007年中兴手机开始使用加速度计，当时最早是3 x 5mm的封装尺寸，现在演变到3 x 3mm或2 x 2mm的封装尺寸；陀螺仪变成4 x 4mm或者3 x 3mm的封装尺寸；陀螺仪和加速度计二合一的封装尺寸为3 x 2.5mm，未来还可能有三合一、四合一、五合一的组合传感器。

中兴通讯运动传感器的应用演进

从手机配置而言，陀螺仪与加速度计二合一组合，成为中兴通讯高端机型的标配。低端机在前期的设计中可能有二合一传感器组合，但是在发货时会进行裁剪，采用分立方案，根据配置进行调整。中兴不推荐使用在地磁传感器方面采用集成的方案，因为中兴通讯手机机型种类繁多，高中低机型指标要求差异大，集成方案布局设计难以统一，比较倾向于走独立封装小型化路线。

加速度计方面，中兴通讯从2015年开始从3 x 3mm的封装切换到2 x 2mm的封装，多家兼容，充分竞争。因为前几年市场供货紧张，因此，中兴通讯之前一直没有切换。虽然加速度计属于标配器件，在市场上已经运用7-8年，但是在实际运用过程中还是经常出现问题，如Z轴失灵。中兴通讯在加速度计的测量有严格标准，要求三个方向偏差在正负0.5以内，分辨率要求以12bit为主。

地磁传感器方面，中兴通讯以AKM为主要供应商，选型的演进也以AKM的路线为主。同时，从成本角度考虑，中兴通讯也在关注国内和台资厂商。地磁的选型以独立方案为主线，在软件方面关注自动校准。在地磁选型上，中兴通讯关注磁感应技术，磁感应技术因为磁特性材料的不同又有多种技术方案。在市场上有Hall技术、ARM异向性磁阻、GMR巨磁阻、磁通门等。目前，中兴通讯主要以Hall方案为主，由于该方案量程较宽，对软硬磁干扰的布局局限较小，适合多机型布局的通用性。在实际测量时，中兴通讯对性能也有一些要求，水平放置时方位偏差不超过正负5度，在各种应用情况下，方位偏差不超过正负5度，外磁场干扰后有自动恢复的能力。

加速度计和陀螺仪二合一传感器方面，目前业内的陀螺仪供方主要以意法半导体、应美盛、博世为主。两年前，陀螺仪的门槛很高，能做的厂商很少，难以兼容，去年开始，博世和意法半导体在市场上推出的方案都是引脚兼容的，成本也逐渐下降。随着可穿戴设备的发展，对陀螺仪的技术要求凸显在低功耗上，功能更强大的组合传感器方案成为中兴通讯关心的方向。

压力与温湿度传感器方面，当前在手机产品上的应用需求并不大，后续随着集成度更高的方案的出现，如压力传感器和温湿度传感器集成，压力传感器与硅麦集成，又支持7-8级防水，就能应用到可穿戴设备当中去。

MEMS麦克风方面，MEMS麦克风是消费类市场逐渐飙升的一个市场，未来应用无限。在选择MEMS麦克风时，中兴通讯重点关注一下参数：1、灵敏度，目前为配合降噪及多种语音需求，对灵敏度一致性要求越来越高，容差由正负3dB收敛为正负1dB。2、信噪比，主流信噪比均在60dB以上，提供高清语音的输入需求。3、声过载点（AOP），为使手机适用更复杂场景，纷纷选择AOP值高的麦克风，满足大响度输入的要求。4、性能的一致性。

中兴通讯挑选MEMS麦克风的标准

此外，还有一些新型器件，如紫外线传感器、气体检测传感器（酒精、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、甲烷等）、PM2.5传感器等。未来，MEMS的主流方向依旧在消费市场，随着MEMS技术的不断进步，手机与MEMS技术的结合必将催生出更多新兴应用，值得大家共同期待。