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MEMS市場發展面臨商機與挑戰

發布時間:2014/6/3

在日前于德國慕尼黑舉行的“歐洲MEMS產業高峰會議”上,一場以消費產品中MEMS為主題的座談會探討了該領域的最新發展,包括新的市場機會、平均銷售價格下跌,以及物聯網還要等多久的時間才能成熟。
在日前于德國慕尼黑舉行的“歐洲MEMS產業高峰會議”上,一場以消費產品中MEMS為主題的座談會探討了該領域的最新發展,包括新的市場機會、平均銷售價格下跌,以及物聯網還要等多久的時間才能成熟。此外,座談會成員們也表達對于該領域的一些憂慮,因為有跡象顯示零組件供應商還需要不斷地努力與創新才能實現獲利。
種種消息似乎顯示,雖然MEMS領域目前的時機不錯,應該好好把握,但也不應該過度相信被膨脹的景象:設備機會和用量持續增加,但平均銷售價格仍承受很大的壓力。同時,多種感測器正被整合進更小的封裝中,部份的感測器甚至開始從智慧型手機中消失,以便儘量降低成本。此外,可穿戴式裝置雖然是目前的市場焦點,但也不一定能長久存在,而更大的物聯網市場則還需要好幾年的時間才會開始成熟。
該座談會主持人是英飛凌科技MEMS麥克風與可靠性部門負責人Roland Helm,他在座談會一開始就先邀請市調公司Yole Developpement的總裁兼執行長Jean-Christophe Eloy介紹目前和未來的智能手機中究竟使用多少種傳感器。
Eloy實際列舉7種主要的傳感器類型,不過MEMS傳感器數量可能還更多。在大多數的智能手機中大約有7種傳感器類型,分別是MEMS麥克風、加速度計、陀螺儀、體聲波(BAW)、磁力計、壓力傳感器、溫濕度傳感器。
然而,Eloy隨即指出,傳感器領域正出現融合的強勁趨勢,加速度計/陀螺儀/磁力計被封裝在一起形成慣性測量單元,而壓力、濕度與溫度傳感器則連接在一起形成環境感測單元。
Eloy進一步指出,“下一個可能進一步融合的產品是用于未來行動電話的氣體化學傳感器和紅外線成像。紅外線是一種非常有趣的發展成果,因為它支持手勢與臉部識別,也支持夜視功能。”
但在各種MEMS器件中,有些傳感器數量正持續增加中。例如設備中的MEMS麥克風數量正從一個發展到多達5個,以便有助于消除雜訊以及改善音質。尤其是目前的一部智能手機中至少就要用到3個MEMS麥克風:一個用于語音獲取,一或兩個用于消除雜訊,以及另一個用于改善語音識別。
因此,MEMS麥克風仍將是成長最快速的MEMS器件之一。根據Yole Dveloppement的統計,2013年全球MEMS麥克風市場產值達到了7.85億美元,預計在未來幾年內將持續以13%的CAGR快速攀升,并在2019年以前達到16.5億美元的市場規模。此外,MEMS麥克風出貨量也將在2019年時達到66億顆,較2013年24億顆單位出貨量更大幅成長,并為現有與新興廠商帶來充滿機會的市場。
 
圖1 2013-2019年全球MEMS麥克風市場銷售預測
此外,Eloy指出目前的另一個趨勢是朝著具有局部處理功能的傳感器中樞發展。他說:“傳感器中樞微控制器是近來的一項發展趨勢。各種運算全部都在應用處理器進行。現在,包括博世、意法半導體、應美盛等公司都已經推出這種感測器中樞了。”
此外,Nokia Lumia Technology音頻硬件資深經理Teemu Ramo也表示,在未來的一些手機設計中,壓力傳感器以及其他傳感器可能會被省略掉。他還強調,諾基亞公司對于“Kinect風格”的手勢識別與麥克風陣列深感興趣。Nokia Lumia Technology目前已隸屬于微軟公司旗下。
法國消費電子產品公司Parrot的企業業務發展部副總裁Yannick Levy則在該座談會中扮演MEMS用戶的角色,他向大家展示Parrot公司的四翼螺旋槳遙控飛機,“這種遙控的無人飛機就是一部飛行的行動電話。我們總共在這架遙控飛機上安裝了10軸傳感器──包括陀螺儀、加速度計、磁力計和壓力傳感器。”
主持人Roland Helm隨后請與會者更具體地判斷行動設備中所用的是一個還是多個傳感器中樞。他們一致的看法是多個傳感器中樞將圍繞著一系列相關傳感器開發出來。因此,接近CMOS圖像傳感器的光學功能將自然地組合在一起,并以一個圖像處理器進行控制;壓力、溫度和濕度將形成環境組合;慣性傳感器則形成動作組合。
諾基亞的Ramo指出:“我喜歡傳感器中樞──它支持可以從市場買到的模組化解決方桉。我們并不確定可部署傳感應用的所有市場機會,因此使用傳感器中樞更具意義。”
Yole公司的Eloy則明白指出可穿戴設備是近期的大好機會,而物聯網市場還需要更多的時間等待標準成熟。“什么是物聯網?對于尚未確定的許多事物而言,物聯網一詞的范圍太過于廣泛了。我們還需要耐心地等待很長的一段時間。”
Parrot公司的Levy強調,雖然可與智能手機通訊的可穿戴設備是目前的一個熱門主題,近期對于許多MEMS器件供應商來說也是個很好的機會,但任何單獨的設備可能都無法在市場上持久發展。一旦在市場上取得成功后,很可能就會被吞噬進下一代的智能手機中。
Levy指出,目前有許多可與智能手機通訊的健身用可穿戴設備,但這種功能也很容易就被增加在智能手機中,就像照相機的功能一樣。他提供了一份統計資料來描述智能手機在芯片市場中不斷成長的影響力:兩三年前,智能手機中的零組件占12%的半導體市場,而現在已經占到24%了。正基于這樣的原因,Parrot公司正著眼于更廣闊的物聯網領域──這是一個智能手機無法與其分享的領域,因為它與實體世界緊密地鏈接在一起。Levy最后還舉了一個用于室內盆栽植物的傳感器網絡應用案例。
該座談會除了著重于討論MEMS在消費應用中所面臨的更深更廣機會將持續成長以外,主持人Helm也提出了一個有趣的問題:那么有什么東西正在消失?
諾基亞的Ramo表示,“我們似乎很習慣于將每一種東西都加以整合。但我們也看到一個回歸‘少即是多’的發展趨勢。例如,室內導航并未如計劃中地那么成功。因此,壓力傳感器可能會從智能手機中消失。因此,我們必須搞清楚任何特定用途的傳感器會帶來什么樣的附加價值,那么最后氣體壓力傳感器可能就會被棄之不用。”
Eloy提醒道,伴隨著大量而來的是競爭以及朝向低獲利空間的壓力:“對于MEMS制造商來說,真正消失的就是利潤。”
在最終的問答時間,有人提問:安全性是否就是MEMS器件供應商的機會?在Eloy看來,“安全性本質上是一種軟件功能,不過,指紋傳感器卻是一種硬件選項。”Ramo指出,供應商會試圖再利用已經使用中的傳感器。因此,慣性傳感器可能用于簽名識別,并與音頻子系統一起用于語音識別。
另一個問題則涉及能量收集,以及這種技術是否開始獲得人們的青睞。Eloy則坦白地提醒與會來賓,目前這種能量收集技術在所有的電子市場中還不夠強大。
Eloy說:“很多人對此抱著很大的興趣,而且這也是一個很大的研發市場,但當你必須在能量收集和電池之間作出選擇時,人們通常會選擇電池。因為,能量收集只能提供很低的功率,而如果你只需要比可持續數年的電池更低的功耗,那么通常意味著使用電池就足夠了。”

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