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[工艺]MEMS的市场应用和工艺平台发展趋势 [复制链接]

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离线bbsdj
 

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2014-04-08


  据市场研究公司IHS称,在苹果手机与iPad订单的帮助下,博世(Bosch)在2013年成为头号微机电系统(MEMS)传感器厂商。其销售额大增26%至10亿美元,排名超越ST。虽然其汽车MEMS占到博世MEMS营业收入的74%,但主要增长致力来自于专注于消费电子应用的子公司Bosch Sensortec的MEMS。从总体来看,前20家MEMS厂商已占MEMS总体市场营业收入89.6亿美元的78%,“二八法则”在这一市场得到充分体现。很显然,MEMS已然引爆市场潜力,市场上前赴后继者只多不少,究竟能在这一市场有多大的腾挪空间?

  将向物联网、可穿戴设备渗透
  从市场来看,在2008年之前,MEMS主要市场来自于汽车电子。到了2008年之后,随着智能手机等陆陆续续上市,MEMS传感器开始运用到消费电子产品上,并且随着这一市场的增势而“水涨船高”。随着市场的演化,智能手机功能越来越丰富,新的传感器包括压力传感器、环境传感器、电子罗盘、惯性传感器、陀螺仪等应运而生。同时,混合与匹配不同的算法以及与不同厂商ASIC集成的传感器也愈加复杂,推动MEMS向6D和9D传感器发展。Yole Développement最近发表的报告也指出,6轴和9轴传感器正在组合传感器领域形成新的模式,正在兴起的一个趋势是把几个惯性传感器组合在一个封装之中,这对厂商提出了更高的要求。

  然而智能手机、平板电脑的市场也不总是扮演扶持MEMS成长的“主角”。“在2016年之前MEMS市场的主要成长来自于智能手机应用,2016年之后市场进步的脚步可能会变缓。之后,势必要有一个新的市场促使更多多元化MEMS的应用。” Bosch Sensortec亚太区总裁Leopold Beer(百里博)提到,“目前来看,物联网会是一个新引擎,如多元化应用需求的物联网节点或是高功耗单一型应用的物联网标签。此外如智能可穿戴式设备等也将催生更多低功耗高集成度应用的需求。”

  市场的变化也需要参与者的灵活应对,毕竟物联网和可穿戴设备上的细分需求不一。百里博对《中国电子报》记者表示,这需要从四个维度考量,即高集成功能、单一功能和低功耗或高功耗的“搭配”。他举例道,可穿戴设备需要低功耗高集成功能的MEMS,而智能开关产品需要的是单一功能和低功耗的MEMS。高端物联网节点由于需要配合更多的运算并搭配无线连接,这就需要高集成功能高功耗的MEMS,Bosch Sensortec在这些产品系列方面或已推出产品,或已规划生产。

  需从控制器、集成度、工艺下工夫
  MEMS技术发展到现在,早已筑就了“高大上”的门槛,在业界关注的集成度、工艺、、封装、控制器等方面都还存在诸多机遇和挑战。

  从MEMS的控制器来看,百里博认为,ASIC和MCU的选择要看应用的需求。在亿量级市场需求方面,定制化的ASIC更能满足客户的要求。而随着时间的演变,在更多的应用加入之后,则需要MCU集成到传感器中,提供更强功能的MEMS。

  市场上新出的6轴、9轴的MEMS新闻不绝于耳,后续的整合是否会向12轴和15轴迈进?百里博表示,这主要取决于两个因素,一是封装相似度,惯性感测元件跟环境感测元件有不同的封装方式,要把不同的封装技术整合成同一个封装中并不见得是有效合理的方式。二是需要从应用角度出发来看集成的合理度以及能否提供最大化的设计效能。如加速度计整合地磁感测器可用来做电子罗盘,但当加速度计整合陀螺仪时就不能用来当作电子罗盘用。Bosch Sensortec目前已有完整的9轴解决方案,在未来两三年将会被广泛地采用。随着时间的演进和技术的进步,Bosch Sensortec也会探讨、检验12轴和15轴的相关应用。

  百里博进一步提到,整合可从不同角度考量,一是不同传感器的整合,这涉及更多复杂的技术,也需要更多时间做验证。二是控制器的整合,如把多个不同应用的ASIC集成到同一个ASIC中,这是目前可行的一种方式,也是设计更新、更小、更有竞争力MEMS的方式。三是封装,包括封装精度、尺寸等,需要在技术上不断提升。

  MEMS的工艺非常重要,有自有工艺技术的MEMS厂商的市场表现绝对超过外包工艺的MEMS厂商,而且未来工艺也将成为决胜的关键。博世发明的干式蚀刻工艺是当今MEMS的制造基础,而这一技术也被很多合作伙伴或者竞争者在制造MEMS过程中所采用。有了这一工艺“护身”,博世的强大也有了更多的“底气”。百里博介绍说,在MEMS部分,博世拥有全球最大的八英寸以及六英寸生产基地,产能也能持续满足客户的需求,未来几年不需要再做扩充。此外,在新型工艺技术方面,博世也在不断推进,在BMA355新型MEMS设计上已采用了TSV工艺。

  变革平台解决方案
  应用的多元化需要MEMS厂商囊括高中低端的产品策略,同时为满足开发便利、灵活性以及升级的需求,在一个平台上适合高中低端产品体系也将成为MEMS厂商的必修课。

  百里博介绍说,在智能手机平台中,低端使用加速度传感器,中端除此之外则还需要磁力传感器,而高端的则还需要多一个陀螺仪,甚至是压力传感器以及环境传感器等。过去的设计结构是由不同传感器组合,来实现在高中低端平台不同的设计应用,如高端的手机采用高端的MEMS平台设计,中端的手机采用中端的MEMS平台设计。由于三个平台不能互相兼容,在转换平台的时候需要重新进行工程设计,要考虑硬件与软件的兼容,费时费力。

  Bosch Sensortec最新推出的BMC156产品,则成为打通这一瓶颈的“利器”,成为智能手机MEMS平台真正的变革者。百里博表示,这一产品主要针对中端智能手机市场,插入到电路板上即可实现电子罗盘的功能。如果需要向低端手机方向走,则不需要重新设计电路板,只要换上Bosch Sensortec的加速度传感器即可,因BMC156针脚与其兼容。而如果要往上设计高阶层智能手机,则通过BMC156搭配博世的陀螺仪,即可实现具陀螺仪及电子罗盘功能的高端应用,而电路设计不需要改变,客户在开发阶段就可节省大量时间以及减少开发成本。

  “一个传感器体系适用于所有平台,往上升级或往下调整都不需要设计一个新的平台。在设计过程中不需要重复考虑各种不同的设计需求,这可大大节省设计开发时间,同时也能够节省NRE成本(工程开发成本)。” 百里博强调说,“过去加速度传感器只面向单一应用,但未来物联网同时需要不同的MEMS来满足不同的需求,这样MEMS供应商才有办法在市场中存活,MEMS厂商也应致力于提供系统级的解决方案。”
MEMS技术天地:http://memst.csmnt.org.cn/
离线t956427775

只看该作者 沙发   发表于: 2015-01-03
谢谢!楼主提供!好样的
离线邵有飘萍

只看该作者 板凳   发表于: 2015-03-25


   关注下~~~
离线完到全达

只看该作者 地板   发表于: 2016-01-07


   路过 看看。
离线feilia557

只看该作者 4楼  发表于: 2016-06-05
这个贴不错!
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