从市场趋势来看, 微机电系统(MEMS)主要的市场来源为汽车电子产业。自此之后,伴随着智能手机等消费类电子产品的崛起,MEMS传感器逐渐渗透至这一领域,随着该市场规模的逐年扩大而展现出蓬勃的活力和广阔的前景。随着市场热潮的不断升温,智能手机的功能日臻完善,新的传感器如压力传感器,环境传感器,电子罗盘,惯性传感,陀螺仪等应运而生。与此同时,混合与匹配各种不同的算法以及与各大厂商ASIC集成的传感器变得日益复杂,推动着MEMS朝着六轴和九轴传感器方向发展。据Yole Développement近期发布的研究报告显示,六轴和九轴传感器正逐步成为组合传感器领域的新兴模式,即将多个惯性传感器整合至同一封装之中,这无疑对制造商提出了更为严苛的技术要求。
然而,智能手机和平板电脑市场并非始终扮演着推动MEMS成长的关键角色。百里博,博世传感器科技亚太区总裁,在接受《中国电子报》记者采访时表示,“在二零一六年前,MEMS市场的主要增长动力源自智能手机应用,但自那以后,市场的发展步伐可能会有所放缓。未来,我们必须寻找一个全新的市场来推动MEMS的多元化应用。”他进一步指出,“目前看来,物联网将会成为一个新的驱动力,例如多元化应用需求的物联网节点或者高功耗单一型应用的物联网标签。除此之外,诸如智能可穿戴式设备等新兴领域也将催生出更多对于低功耗、高集成度应用的需求。”
面对市场的风云变幻,参与者们需具备敏锐的洞察力和灵活的应变能力。百里博强调,“我们需要从四个维度进行深入思考,即高集成功能、单一功能以及低功耗或高功耗的‘搭配’。以可穿戴设备为例,其所需的是低功耗且具有高度集成功能的MEMS;而智能开关产品则更偏好于单一功能及低功耗的MEMS。至于高端物联网节点,由于需要配合大量的计算工作并搭载无线连接功能,因此需要高集成功能且高功耗的MEMS。博世传感器科技已经在这些产品系列方面推出了相应的产品,或者已经制定了生产计划。”
如今,微机电系统(MEMS)技术已经发展至相当成熟的阶段,在集成度、工艺流程、封装设计以及控制器等方面均面临着诸多机遇与挑战。
关于MEMS的控制器问题,百里博认为,选择ASIC还是MCU要视具体应用需求而定。在涉及到亿万数量级市场需求的情况下,定制化的ASIC能够更好地满足客户的多样化需求。然而,随着时间的推移,当更多的应用场景被纳入考虑范围后,我们便需要将MCU集成至传感器内部,从而实现功能更为强大的MEMS。
近期盛传的有关单片机系统(MEMS)的新兴技术消息热议纷呈,如市面上出现了六轴和九轴的产品,那么未来是否会进一步整合至十二轴甚至十五轴呢?对此,百里博先生给出了他的见解。他认为,这主要取决于两大因素:首先,封装的相似程度。惯性感测元件与环境感测元件具有不同的封装方式,若强行将其整合为同一封装内,可能并不符合实际情况;其次,需要从应用的角度出发,审视集成的合理性及其对设计效能的影响。据了解,Bosch Sensortec已经推出了完备的九轴解决方案,预计在未来两三年内将得到广泛应用。随着时间的推移和科技的发展,Bosch Sensortec亦将探索、评估十二轴和十五轴的相关应用可能性。
百里博先生指出,整合可以从多角度进行考虑。例如,一种方法是将不同类型的传感器进行整合,这涉及到更为复杂的技术问题,同时也需要投入更多的时间进行验证。另一种方法则是将控制器进行整合,例如将多个适用于不同应用场景的ASIC集成到同一个ASIC之中,这是当前可行且具有创新性的设计思路,有助于实现更小型化、更具竞争力的MEMS产品。此外,封装也是一个重要的环节,包括封装精度、尺寸等方面,都需要在技术层面持续提升。
对于MEMS的制造工艺,百里博先生强调其重要性。他表示,具备自主工艺技术的MEMS制造商在市场中的表现无疑优于依赖外包工艺的企业,而未来工艺水平将成为决定市场份额的关键因素。以博世公司为例,其干式蚀刻工艺作为MEMS制造的基石,已被众多合作伙伴与竞争对手所采纳。得益于此,博世在市场竞争中更具优势。据百里博先生透露,博世拥有全球最大规模的八英寸及六英寸MEMS生产线,能够充分满足客户需求,近年来无需进一步扩大产能。此外,博世还在积极推动新型工艺技术的研发,例如在BMA355新型设计中便采用了TSV工艺。