關鍵字：MEMS 加速度計 陀螺儀
取得這些階段性成果，值得恭喜和鼓勵，但就國內(nèi)整體MEMS產(chǎn)業(yè)而言，還有很長一段路要走，國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)起步相對較晚，從產(chǎn)業(yè)分布來看，長三角地區(qū)主要以研發(fā)為主，應用層面大多分布在珠三角地區(qū)，從產(chǎn)品形態(tài)來看，MEMS麥克風發(fā)展最好，瑞聲科技的MEMS麥克風已經(jīng)打入蘋果產(chǎn)品供應鏈，但其MEMS芯片還是外購于英飛凌。瑞聲科技也在進行MEMS芯片的開發(fā)，初創(chuàng)公司無錫芯奧微和蘇州敏芯也在這一領域有一定的技術積累。
在消費類慣性傳感器方面，硅谷海歸創(chuàng)立的無錫美芯開發(fā)出的三軸磁傳感器已量產(chǎn)出貨，成功應用于智能手機等便攜設備。蘇州明皜和上海深迪在今年分別發(fā)布了三軸加速度計和三軸陀螺儀，目前還未量產(chǎn)。從深迪半導體網(wǎng)站公布產(chǎn)品規(guī)劃來看，下一步應該是三軸陀螺儀+三軸加速度計芯片的六軸IMU以及陀螺儀+加速度計+地磁儀的九軸方案。步伐較ST和InvenSense這些國際廠商，稍慢了一些。
此外，據(jù)中國微納技術俱樂部會長王懿先生介紹：“目前MEMS晶振、自動對焦執(zhí)行器、微揚聲器和MEMS操縱桿在國內(nèi)還處于真空狀態(tài)；微鏡、溫濕度傳感器、氣體傳感器、生物芯片和微流控芯片在國內(nèi)均有產(chǎn)品，但是基本處于起步階段；另外，紅外焦平面陣列芯片主要應用于軍事領域，國產(chǎn)化需求強烈，國內(nèi)公司主要有浙江大立、武漢高德、北京廣微積電和上海巨哥，產(chǎn)品主要特點是良率低，單價高。”
 中國微納技術俱樂部會長王懿 |
從應用市場來看，據(jù)Semico Research的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2011年，智能手機中的MEMS產(chǎn)品銷售額占20%，2011～2015年，復合年增長率將達38%。智能手機將在2014年取代汽車，成為MEMS的最大應用市場。王懿認為，2012年，更多的MEMS器件將用于消費電子產(chǎn)品中，如壓力傳感器、自動對焦執(zhí)行器、微鏡和溫濕度傳感器。智能手機仍將起到火車頭的拉動作用；同時，平板電腦將提供新的增長機會。
隨著iPhone引爆了MEMS傳感器市場，將其帶入消費電子，現(xiàn)在MEMS加速度計和陀螺儀已基本成為高端手機的標配。而且因智能手機和平板電腦的熱賣，越來越多的廠商切入陀螺儀市場，除了傳統(tǒng)廠商ST,InvenSense等，羅姆旗下加速度計供應商Kionix已進入陀螺儀市場，松下最近也推出三軸陀螺儀。一些大廠也通過收購進入這一市場：Maxim收購SensorDynamics、Murata收購VTI，可以預見的是，不久的陀螺儀市場將是一片紅海。而有些廠商則選擇避開這一波消費電子的應用浪潮，直接切入被認為是下一個熱門應用領域的醫(yī)療電子，如索尼收購Micronics。
如何讓自己的陀螺儀產(chǎn)品在市場上更有競爭性，如何與手機中現(xiàn)有傳感器合作，拓展更多新應用，這就是目前很多廠商都在研發(fā)的組合傳感器。現(xiàn)階段在智能手機中，MEMS加速度計用于做橫豎屏切換、平衡球等簡單應用中，陀螺儀用于拍攝全景照或某些簡單游戲中。意法半導體（ST）技術營銷經(jīng)理閆子波先生表示：“如果把加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起，經(jīng)過算法處理，能夠輸出四元數(shù)和旋轉(zhuǎn)矢量，這兩者的輸出可以擴展出很多的應用，比如，擴展現(xiàn)實、位置信息服務、室內(nèi)導航等，這些新的應用會驅(qū)動越來越多的手機和平板需求多種傳感器。另外一點，手機中光學防抖也對陀螺儀提出很高的要求，需要陀螺儀配合攝像頭模組形成一個反饋閉環(huán)，具有高相應速度和低噪聲的特點，這也是可以看作陀螺儀和CMOS sensor的一個融合應用。”
據(jù)閆子波介紹ST已經(jīng)有多種組合產(chǎn)品：“比如：LSM330D就是加速度+陀螺儀，封裝只有3x5.5mm,下一代產(chǎn)品只有3x3.5mm. LSM303D是ST新推出3x3mm的加速度和地磁傳感器組合產(chǎn)品，大大簡化電子指南針的設計。ST也有9軸芯片（加速度+陀螺儀+地磁），而對于10軸組合產(chǎn)品, 現(xiàn)在已經(jīng)有SIP。設計出組合傳感器不是問題，而最重要的是能否契合市場的需求，并且每種傳感器有其特性，比如壓力傳感器需要其上部開孔，現(xiàn)階段超薄手機更關注傳感器的高度，而不是面積等等，這些都會給組合產(chǎn)品設計帶來一些挑戰(zhàn)。”
而在年初推出全球首款9軸組合傳感器的InvenSense，其多款產(chǎn)品已被三星和HTC等多家手機廠商使用。InvenSense公司業(yè)務開發(fā)副總裁JosephJiang接受本刊采訪時表示：“InvenSense的9軸組合傳感器MPU-9150采用4x4x0.9mm尺寸封裝，與6軸 MPU-6050 和3軸 MPU-3050產(chǎn)品可實現(xiàn)pin-to-pin兼容，使得客戶可以方便地遷移到我們的新一代產(chǎn)品中。同時，很多手機和平板大廠也采用了我們的方案，如三星 Galaxy Nexus 以及 HTC One”
 InvenSense公司業(yè)務開發(fā)副總裁JosephJiang |
另外，他透露，最近InvenSense發(fā)布了一個穿戴式傳感器開發(fā)工具包，并收到客戶面積極的反饋。他也期待最新的9軸組合傳感器產(chǎn)品能快速被應用在體育/健身和健康監(jiān)測市場。
像ST和InvenSense的單芯片集成組合傳感器產(chǎn)品在國內(nèi)暫處于真空狀態(tài)，雖然很多公司已在這方面進行開發(fā)。王懿認為主要有以下幾個方面的原因：首先，國內(nèi)公司對單個傳感器的研發(fā)還不成熟，3軸加速度計和3軸陀螺儀均無量產(chǎn)經(jīng)驗。其次，國內(nèi)大部分MEMS初創(chuàng)公司沒有實力自己研發(fā)ASIC芯片，需要與IC設計公司配合。據(jù)他了解，無錫美新、上海深迪有自己的ASIC團隊，并正在研發(fā)多軸整合的ASIC芯片。再次，有些MEMS芯片與ASIC工藝不兼容，只能采用多芯片、系統(tǒng)級封裝形式。最后，從市場應用角度看，集成并非絕對的好，需要針對應用具體分析，消費類市場對成本極為敏感，組合傳感器的性價比不一定優(yōu)于單個傳感器。因此，對于現(xiàn)階段國內(nèi)廠商而言，不易切入單芯片組合傳感器市場。
對于國內(nèi)公司來說，就算再難也要進入，市場不能沒嘗試過就丟掉。ST閆子波認為：對于國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)而言，需要的是經(jīng)驗、時間和市場的考驗，這個市場是變化很快的，從加速度傳感器的價格就可以看出競爭已經(jīng)多么激烈了。王懿則認為該產(chǎn)業(yè)應由政府牽頭，通過MEMS行業(yè)上、中、下游的合作，開發(fā)CMOS MEMS設計、制造、封裝及測試平臺，加上人力成本優(yōu)勢，才有實力與國外廠商競爭。
但同時也有一些利好消息，中國的MEMS產(chǎn)業(yè)鏈正在不斷完善（如蘇州和淄博中試平臺、無錫晶圓級封裝平臺），各地政府的優(yōu)惠政策（如蘇州領軍人才、無錫530計劃、上海千人計劃），都促進中國MEMS步入快速發(fā)展期。
王懿認為MEMS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同樣也給其他行業(yè)帶來機遇：
（1）傳統(tǒng)的IC代工廠將落后的產(chǎn)線改造為MEMS生產(chǎn)線，以提高利潤率；
（2）IC設計公司可為MEMS設計公司“量身定制”ASIC芯片；
（3）IC封測廠也可引入一些設備，如MEMS專用高真空封裝爐、轉(zhuǎn)臺和磁場發(fā)生器，涉足MEMS行業(yè)；
（4）系統(tǒng)集成商可研究傳感器融合算法，提供多軸運動模塊，應用領域有智能遙控器、慣性導航和人體運動監(jiān)測等。
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