万亿级MEMS市场:如何革新？

万亿级MEMS市场的创新方向？ MEMS市场受消费电子的驱动表现出了持续的高速增长，产业前景也十分可观。然而，MEMS传感器供应商Kionix提出，未来消费电子产品驱动的MEMS 传感器市场价值数以万亿计，这是机遇还是灾难？厂商如何达到继续保持增长的低价与足够支撑新产品研发的盈利之间的平衡点，以实现万亿级传感器市场愿景？ 据市场研究机构Yole Développement的MEMS市场报告分析，尽管2012年IC产业整体下滑约2%，但是MEMS市场仍表现出了高达10%的增长速度，产值达到110亿美元。经过几十年的发展，MEMS器件已经在多个细分市场成功商业化应用，并带来了巨大的利润。 在此前美国举行的一个MEMS&传感器会议上，飞兆半导体MEMS与传感器解决方案副总裁Janusz Bryzek预测MEMS芯片市场(绿线)将在2023年达到1兆片（trillion）的市场规模。虽然产业前景光明，但Kionix仍提出疑问：未来消费电子产品驱动的MEMS 传感器市场价值数以万亿计，这是机遇还是灾难？厂商如何能够实现每年1T的市场规模？他们又将付出什么代价？ 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 万亿级MEMS市场，机遇还是灾难？ “过去十年中，MEMS传感器结合最近发展起来的传感器融合软件的增殖，促使传感器数据能够转换为有价值的信息和应用。受消费电子、医疗保健和运动类产品的驱动，MEMS传感器需求仍将继续大幅增长，” Kionix全球销售副总裁 Kenneth N.Salky表示，“这些应用都将可以扩展到与全球人口相当的规模，从而使各种十亿级的终端产品市场成为可能。而每个终端产品中都可能用到数十种以上的传感器，因此每年MEMS传感器市场达到一万亿量级将变得非常可能。” 他认为，消费电子市场对MEMS传感器的需求不断增加，仍是MEMS应用的主要驱动力。“MEMS传感器市场将继续引领惯性传感器市场的增长。融合产品例如Kionix的KMX61G加速度计/磁力计组合传感器将有助于推动这一成长。通过在智能手机和平板电脑等智能终端中不断加入更多的传感器如环境传感器，以实现增加用户体验的情境感知功能等，将促使陀螺仪和麦克风、集成惯性测量单元(IMU)、压力传感器和RF MEMS等产品继续保持增长.” Salky补充说，“与此同时，许多新产品将陆续投放市场并日趋成熟，预计其中一些产品将非常具有市场潜力，例如MEMS电子罗盘、MEMS定时器件、RF调谐器、可增强环境感知的压力传感器及新软件功能等。可穿戴设备、保健和运动应用将成为以上这些技术的主要市场驱动力。Kionix和罗姆未来将继续提供更多新的解决方案来应对这些市场的需求。” 然而，无处不在的设备仍不是驱动传感器市场增长的唯一因素。Salky解释说，“价格已经成为MEMS传感器需求增长的另一个重要驱动力。面对这一高速成长的市场，成熟的半导体厂商和新兴厂商都试图进入，与原有的MEMS传感器厂商竞争，价格压力自然随之而来。同时这一市场也表现出了经典的需求弹性——在过去的十年里MEMS加速度计的价格下降到原来的十分之一，然而市场则增长了十倍以上。所以，万亿级市场规模带来的灾难就是MEMS产品价格也急剧下降，赢利空间大幅度受到压缩。” 因此，Salky认为现在MEMS产业创新的方向应该是整个产业如何达到一个平衡点，既降低成本达到可继续保持传感器市场增长的低价格，又可获得足以支持厂商继续开发新产品以满足客户需求的利润、实现万亿级传感器市场愿景。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} MEMS技术革新？ 如今，MEMS领域的创新仍在继续，这种创新不仅来自新技术，也包括成熟MEMS技术的新应用。而目前的MEMS产业革新的方向仍停留在更小的物理封装、更强大的功能、日益多样化的应用、低功耗、更低的成本、日趋复杂的硬/软件和系统集成等方面。 “近几年，MEMS器件的尺寸一直在缩减，系统级封装(SiP)、运动传感器交互、软件复杂性、LBS服务、增强现实和健康监测等等都提上了各厂商的研发日程。” Salky说道，“而传感器融合也走向了数据融合。”(传感器融合是智能地将来自多种传感器的数据合并以期增强应用或系统性能，合并来自多种传感器的数据可以改善单独的传感器在计算准确的位置和方向信息时效率低下的情况)“当前几乎各种智能终端设备都支持常见的 MEMS 传感器组合，以便支持一些应用，如屏幕旋转、手势识别、计步以及导航等。 由于移动设备市场不断地促使人们关注传感器融合，Kionix很早就开始研发通过诸如传感器融合等方法增加产品价值的过程，这成为我们作为传感器供应商取得成功的核心竞争力。” 在成本创新方面，Kionix的方式在业界可谓独树一帜。由于手机设备日渐趋向于使用组合传感器，独立加速度计市场正在萎缩，6轴IMU的需求非常强劲，9轴组合传感器的应用也在快速增加。这种来自消费领域的动力促使MEMS厂商采取新的策略。Salky表示，“年初Kionix推出的KMX61G是业界领先的传感器融合软件的加速度计磁力计传感器。 这款传感器可提供全世界首个高准确率的陀螺仪模拟，而功耗仅为传统9轴解决方案的十分之一，能入主传统的9轴解决方案无法突破的应用。这些应用包括用于保健、健身与监测应用上的可穿戴移动设备及智能手机和台式电脑。” Kionix的模拟陀螺仪解决方案，使一个6轴组合传感器实现9轴加速度计、磁力计及陀螺仪输出，相比9轴方案具有十分突出的功耗和成本优势，产品推出后获得了业界的称颂。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} Salky解释说，客户的反馈希望在其产品设计中加入陀螺仪功能，但在许多情况下因为功耗、尺寸或成本等限制而无法达成。Kionix通过高性能硬件和创新软件的相互结合，使KMX61G可在所有这些方面取得突破。移动设备中有许多应用可以得益于陀螺仪功能，但不需要传统陀螺仪的极致表现。 这种应用中KMX61G即可完全满足这些需要，同时其能耗、成本和尺寸方面的优势非常吸引人。他表示目前在陀螺仪应用中KMX61G可实现80%~90%性能，但是在导航应用中还是需要物理陀螺仪，目前Kionix也在着手开发电子罗盘、物理陀螺仪等产品。 提到MEMS产品在当前炙手可热的可穿戴设备应用中的市场潜力，Salky认为，这类设备的特点是低功耗、小尺寸、数据存储等，“但是现在大多数人都还不是很了解可穿戴设备，OEM制造商也还未设计出一款真正成功的产品，因此市场前景仍有待观察。不过Kionix也不会因此而无准备。我们的产品在设计时就已经考虑到下一步的需求，将参数设置为可调，以应对未来的各种应用场景。” 另一方面，苹果iPhone 5s/5c发布其M7芯片（苹果称之为协处理器）引发了业界的广泛关注。M7将原来由主芯片负责的运动传感器计算接管过来，专门为长时间运行的传感器设计，来降低整机的耗电量以延长续航时间。苹果的这种解决方案（还有其他厂商的Sensor Hub）是否是未来发展的一种方向呢？Salky的观点是否定的。他认为，“苹果或许是唯一一个采用这种方案（指定制的NXP芯片）的厂商。 Sensor Hub的应用要求低功耗和数据处理能力，是定制的MCU方案，但是它也可以通过应用处理器、基带处理器等其他部件去实现这一功能，每个厂商都可以有专属的方案，不会形成一个统一的标准，因此苹果的做法不会成为一种趋势。” 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} Kionix在中国 在被罗姆收购之后，Kionix才逐渐被业界所熟知。然而该公司在中国市场早已取得不俗的成绩。据Salky介绍，“日本、韩国、中国大陆和台湾是Kionix的核心市场。尤其中国市场的营收占据了总收入的30%~40%。”他介绍说，“小米、OPPO、华为、中兴等中国领先的手机品牌逐渐走向高端的道路，其中有些已走向海外市场。在中国TOP 10的手机品牌中，有8家都在使用Kionix的解决方案。” Salky谈到，中国本土MEMS厂商最近几年开始发力，但是Kionix仍未受到他们的竞争影响。“本土MEMS厂商或许在技术上已经不存在问题，但是产品的商业化应用预计仍需2~3年。商业化需要一定时间，没有成功的快车道，新技术也需要经历成本降低的阶段，并等待市场接受。在高科技领域里，MEMS是一个需要花费较长时间才能实现创新的产业。在手机等消费电子领域，他们实力仍有所欠缺，因此若想在MEMS领域赢得一席之地，他们或许可以考虑化学、医疗、工业等其他新兴领域的MEMS技术开发。” 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载