MEMS即将全面引爆传感器革命

　　“半导体供货商们如果未能投入微机电系统(MEMS)业务，那么很快地将会被淘汰出局!”这是Maxim公司总裁Vijay Ullal日前于美国旧金山举行的全球电子高峰会(Globalpress Electronics Summit)中一个专题讨论会上所提出的明确声明。

　　“MEMS最有趣的地方在于，随着200多年前的工业革命开始将能源转化为动力起，它就一直是这个革命的其中一部份。随后的重大变革分别是运算科技，以及晶体管的发明。而第三次重要的机器革命则与传感器 有关，”Ullal表示。“如果你能将运动、运算和传感三者全部结合起来，你就能够打造一个真正的智慧化机器人，或许还能与真人较劲，”Ullal补充道，“MEMS不仅是一种全新的发明，它还将实现人类社会的第三次重大变革。任何一家半导体公司现在都必须做MEMS，否则很可能被踢出这个产业。”

　　“Maxim十分看好MEMS，因为它是一个完全分散的市场，”Ullal指出。“包括你和许多客户在内，都能实现产品的差异化，这也相当符合我们的营运模式。我们正开始进军MEMS市场，并准备从既有厂商尚未主导的领域开始着手。我们目前已经有谐振器和微型继电器产品了，接着我们还将进一步扩大市场范围。我认为最有意思的并不是MEMS组件本身，而是组件、讯号处理和算法的组合。我们对此感兴趣的原因在于它是一个具有巨大成长潜力的市场。”

　　那么，Maxim是否打算寻求并购以扩大MEMS业务呢?对此Ullal表示，寻找一个好的合作伙伴可能比收购更好，因为收购可能也具有相当大的破坏性。“MEMS产业现在最需要的就是创业家精神。你可能已经看到许多小公司获得了相当大的成就，他们的优势就是善于创新。”

　　美商亚德诺公司(ADI)在MEMS产业中算是一家老字号厂商，该公司投入MEMS产品开发已有20多年。ADI公司副总裁兼MEMS事业部总经理Mark Martin解释道，MEMS应用的广泛“不只是汽车电子和消费领域，而且现在正朝向工业和医疗仪器领域发展。”

　　专注于惯性传感器产品的Kionix公司销售暨营销副总裁Eric Eisenhut指出，“如果拥有良好的使用者接口开发经验，就能成为坚实的产品基础。你必须掌握构成传感基础的物理学和数学知识，因为我们不能期待客户都能理解这些知识。”

　　MEMS潜在客户所关心的主要问题在于MEMS的价格仍然偏高。“事实上，当我们将组件导入量产的消费性产品时，就必须降低成本，”VTI Technologies公司副总裁兼总经理Scott Smyser表示，“我们已经移除外部封装，将MEMS直接与ASIC覆晶芯片封装在一起。”

　　“这显然与制程有关，但了解组件的目标应用也很重要，”Eisenhut补充道，“我们并不希望产品的商品化过程仅取决于组件的供货情况和价格，而是必须了解与ASIC功能性相关的应用整合。”

　　“从过去的历史来看，我们曾经使用相当复杂的生产制程来生产小量产品，”ADI公司的Martin说。“这种方式显然已经产生变化。只要观察我们目前的量产方式，就可发现电子产业已经相当成功地降低了成本。生产制程日趋成熟，而MEMS一向存在的良率问题也正步入轨道，几乎接近于传统半导体制程的指标了。

　　任何技术在被采用前，都会历经一段学习曲线过程。有些客户过去仅根据价格高低来购买三轴加速度计。而今，客户已逐渐发现并不是所有的组件都做得一样。消费者的使用体验也由于传感组件的功能和精密度不同而大异其趣。随着时间的演进、市场的成熟和产品组合更为丰富，这一领域将分割为一个超低成本市场和其它多个细分市场。

　　那么，缩减组件尺寸是否代表着一个机会呢?“摩尔定律并不适用于MEMS产业，”Ullal指出，“任何产品都具有某种程度的固定质量，不能过度微缩。每个人都应该很清楚，摩尔定律即使还未完全过时，也应该接近了吧!在系统中添加功能必须透过3D整合技术来实现。”

　　另外，在MEMS领域中，通常由消费者左右着MEMS产业，而非如一般的半导体产业发展路线──以展现产品功能的方式来积极提升产品的市场渗透率。“我们的脚步已经落后了，”Martin说。“如果想要扩大市场，就必须协助我们的客户，为其提供算法和软件。教育训练是我们的一项重点业务。我们以一种简化的方式来解释五种运动传感器，然后就不同领域指导用户如何应用。这并不是一种‘供货商教育客户’的单向过程，因为我们已经从中体认到必须提供工具来发挥我们的作用，而且我们还必须持续从教育客户中学习更多。”

　　Smyser补充道：“我们正密切注意着有关传感器的算法、软件和系统开发。我们已经完成了与运动和健身有关的产品，目前正开始着手开发导航和GPS产品。然而，相关的应用实在太多了，因此真正推动我们产品开发脚步的就是客户及其需求。因为产品的种类与功能既多元且多变，我们很难实时跟上客户需求。例如，iPhone因为使用了内建的加速计而能提供许多应用，因而客户也希望能在他们的设备上使用一些相同的功能。"

　　Ullal解释，如果观察半导体产业的发展历史，你将会发现真正的晶体管应用是在晶体管发明的20年后才开始启动的。对于MEMS来说，经过20年的发展后，情形也已大不相同了。“半导体产业和MEMS的区别在于--没有一种MEMS技术平台能用于发展出大量不同的组件。为了使MEMS组件能够实现更大范围的渗透率，你必须提供一种系统级解决方案。采用封装技术就是实现这一理想的关键。你必须能够在单一封装中提供完整的解决方案，”Ullal表示。

　　Microvision公司就是采用MEMS组件的一家客户。该公司已经开发出一款能够与行动设备搭配使用的投影 仪，这种投影仪整合了三个激光器 和一个MEMS组件，可望在2009年中期上市。Microvision公司业务及营销副总裁Ian Brown表示：“我们已经提出了全新的应用，并与供货商一起推出一款解决方案。对我们来说，要能达到所需的快速量产将更具挑战性。当一家手机公司推出一款新型产品时，它预计出货量约为200至500万台。如果我们能够赢得一项设计订单的话，就必须在很短的时间内实现快速量产。”

　　Martin指出，对于MEMS产业联盟(MIG)而言，目前最热门的话题就是标准化。“产业还处在一个学习曲线的过程;而代工厂也同样处于这一过程中。我认为，目前来看，要推动MEMS制程技术的标准化仍需要好几年的时间，而且，若要达到半导体产业所采用的CMOS技术一样大规模标准化的水平，还需要更多年的时间。”

　　Eisenhut认为，应用的标准化程度比个别的组件更高一些。半导体产业在过去几年得以迅速成长的原因之一在于所采用的标准半导体制程工具设备之间具备了一些共通性。

　　“设备与工具组一般都是通用的，大多数时候我们都在寻找标准化的封装技术。Kionics选择采用内部生产的方式，这也就是为什么我们能够与许多更大型企业在主流消费电子市场中竞争的原因。然而，随着时间的演变，这种情况可能改变。”Martin同意标准化还将牵涉到接口和协议。“我们必须充分利用这一产业的优势，但最好不要限制这个产业的发展，而是提供可推动更多应用的差异化。”

　　那么，MEMS领域的代工厂也会像通用半导体业者那样成功吗?Maxim公司的Ullal指出：“如果你想采取代工生产模式，你就真的需要很大的产量。事实上，MEMS组件的产品量并不大，因而为代工模式造成太多的变异性。我相信在未来十年内，至少将会有一种或两种版本的惯性传感器能够在代工厂中进行制造，但现在如果你希望实现最快的产品设计，你必须自己动手做。教代工厂如何做他们宣称已知的工作最终将使你筋疲力尽。”

　　MEMS之后又是什么呢?“实现纳米技术的有趣应用将会是真正的微型传感器，”Ullal指出，“MEMS可能在未来5至7年真的变得很热门，但为了能够实现真正的微型化，就必须结合纳米技术，这一进展可能就得花上十年的时间。再过个10年至15年后，在实验室中所看到的自组装结构将会采用真正的微型传感器，它们几乎完全不需要任何动力就能运作。”

　　“如果你现在不从事机械结构研究，你将错失未来的这种纳米结构，而且你必须了解客户是谁、有什么应用，以及如何建立这个产业，”Ullal总结道。(RFID世界网编辑整理)