【導(dǎo)讀】MEMS市場持續(xù)火熱。數(shù)據(jù)顯示，前20家MEMS廠商已占MEMS總體市場營業(yè)收入89.6億美元的78%，因此競爭會更激烈。在這個快速增長的市場中如何保持可持續(xù)的競爭力，成為主要MEMS廠商的戰(zhàn)略思考。本文通過對Bosch Sensortec公司的采訪，展示了他們未來的市場策略。
關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備市場
據(jù)市場研究公司IHS稱，在蘋果手機(jī)與iPad訂單的幫助下，博世(Bosch)在2013年成為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的頭號傳感器廠商。其銷售額大增26%，達(dá)到10億美元，排名超越ST。雖然其汽車MEMS占到博世MEMS營業(yè)收入的74%，但主要增長來自于專注于消費(fèi)電子應(yīng)用的子公司Bosch Sensortec的MEMS。博世認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)會是一個新引擎，智能可穿戴式設(shè)備也將催生更多低功耗、高集成度應(yīng)用的需求。
從市場來看，在2008年以前，MEMS主要市場來自于汽車電子。到了2008年以后，隨著智能手機(jī)等上市，MEMS傳感器開始運(yùn)用到消費(fèi)電子產(chǎn)品上，并隨著這一市場的增勢而“水漲船高”。隨著市場的演化，智能手機(jī)功能越來越豐富，新的傳感器包括壓力傳感器、環(huán)境傳感器、電子羅盤、慣性傳感器、陀螺儀等應(yīng)運(yùn)而生。同時，混合與匹配不同的算法以及與不同廠商ASIC集成的傳感器也愈加復(fù)雜，推動MEMS向6軸和9軸傳感器發(fā)展。Yole Developpement最近發(fā)表的報(bào)告也指出，6軸和9軸傳感器正在組合傳感器領(lǐng)域形成新的模式，即把幾個慣性傳感器組合在一個封裝中，這對廠商提出了更高的要求。
然而智能手機(jī)、平板電腦的市場也不總是扮演扶持MEMS成長的“角色”。“在2016年以前MEMS市場的主要成長來自于智能手機(jī)應(yīng)用，2016年以后市場進(jìn)步的腳步可能會變緩。今后，勢必要有一個新的市場促使更多多元化MEMS的應(yīng)用。”Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁Leopold Beer(百里博)提到，“目前來看，物聯(lián)網(wǎng)會是一個新引擎，如多元化應(yīng)用需求的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或是高功耗單一型應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽。此外，如智能可穿戴式設(shè)備等也將催生更多低功耗、高集成度應(yīng)用的需求。”
市場的變化也需要參與者的靈活應(yīng)對，畢竟物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備上的細(xì)分需求不同。百里博表示，這需要從四個維度考量，即高集成功能、單一功能和低功耗或高功耗的“搭配”。他舉例，可穿戴設(shè)備需要低功耗高集成功能的MEMS，而智能開關(guān)產(chǎn)品需要的是單一功能和低功耗的MEMS。高端物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)由于需要配合更多的運(yùn)算并搭配無線連接，這就需要高集成功能高功耗的MEMS，Bosch Sensortec在這些產(chǎn)品系列方面或已推出產(chǎn)品，或已規(guī)劃生產(chǎn)。
MEMS競爭力三要素：控制器、集成度、工藝
自有工藝技術(shù)的MEMS廠商的市場表現(xiàn)絕對超過外包工藝的MEMS廠商，而未來工藝也將成為決勝的關(guān)鍵。
MEMS技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，早已筑就了“高大上”的門檻，在集成度、工藝、封裝、控制器等方面都還存在諸多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
從MEMS的控制器來看，百里博認(rèn)為，ASIC和MCU的選擇要看應(yīng)用的需求。在億量級市場需求方面，定制化的ASIC更能滿足客戶的要求。而隨著時間的演變，在更多的應(yīng)用加入之后，則需要MCU集成到傳感器中，提供更強(qiáng)功能的MEMS。
市場上新出6軸和9軸的MEMS新聞不絕于耳，后續(xù)的整合是否會向12軸和15軸邁進(jìn)?百里博表示，這主要取決于兩個因素，一是封裝相似度，慣性感測元件跟環(huán)境感測元件有不同的封裝方式，如果整合成同一個封裝中并不是有效合理的方式。二是需要從應(yīng)用角度出發(fā)來看集成的合理性以及能否提供最大化的設(shè)計(jì)效能。Bosch Sensortec目前已有完整的9軸解決方案，在未來兩三年將會被廣泛地采用。隨著時間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，Bosch Sensortec也會探討、檢驗(yàn)12軸和15軸的相關(guān)應(yīng)用。
百里博提出，整合可從不同角度來考量，一是不同傳感器的整合，這涉及更多復(fù)雜的技術(shù)，也需要更多時間做驗(yàn)證。二是控制器的整合，如把多個不同應(yīng)用的ASIC集成到同一個ASIC中，這是目前可行的方式，也是設(shè)計(jì)更新、更小、更有競爭力MEMS的方式。三是封裝，包括封裝精度、尺寸等，需要在技術(shù)上不斷提升。[page]
MEMS的工藝非常重要，自有工藝技術(shù)的MEMS廠商的市場表現(xiàn)絕對超過外包工藝的MEMS廠商，而未來工藝也將成為決勝的關(guān)鍵。博世的干式蝕刻工藝是MEMS的制造基礎(chǔ)，被很多合作伙伴或競爭者所采用。有了這個“護(hù)身”，博世的強(qiáng)大也有了更多的“底氣”。百里博說，博世擁有全球最大的8英寸及6英寸MEMS生產(chǎn)基地，產(chǎn)能也能滿足客戶的需求，近年不需再做擴(kuò)充。此外，在新型工藝技術(shù)方面，博世也在不斷推進(jìn)，在BMA355新型設(shè)計(jì)上已采用了TSV工藝。
提供平臺解決方案
一個傳感器體系適用于所有平臺，往上升級或往下調(diào)整都不需要設(shè)計(jì)一個新的平臺。
應(yīng)用的多元化需要MEMS廠商囊括高中低端的產(chǎn)品策略，同時為滿足開發(fā)便利、靈活性以及升級的需求，在一個平臺上構(gòu)建適合高中低端產(chǎn)品體系將成為MEMS廠商的必修課。
百里博介紹，在智能手機(jī)平臺中，低端使用加速度傳感器，中端還需要加磁力傳感器，而高端的則還需多一個陀螺儀，甚至是壓力傳感器以及環(huán)境傳感器等。過去的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是由不同的傳感器組合，來實(shí)現(xiàn)在高中低端平臺上不同的設(shè)計(jì)應(yīng)用。由于三個平臺不能互相兼容，在轉(zhuǎn)換平臺的時候需要重新進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，要考慮硬件與軟件的兼容，費(fèi)時費(fèi)力。
Bosch Sensortec最新推出的BMC156，成為打通這一瓶頸的“利器”，是智能手機(jī)MEMS平臺真正的變革者。百里博表示，這主要針對中端智能手機(jī)市場，插入到電路板上即可實(shí)現(xiàn)電子羅盤的功能。如果需要向低端手機(jī)方向走，則不需要重新設(shè)計(jì)電路板，只要換上Bosch Sensortec的加速度傳感器即可。而如果要設(shè)計(jì)高端的智能手機(jī)，則通過BMC156搭配博世的陀螺儀，即可實(shí)現(xiàn)具陀螺儀及電子羅盤功能的高端應(yīng)用，客戶在開發(fā)階段就可節(jié)省大量的時間并減少開發(fā)成本。
“一個傳感器體系適用于所有平臺，往上升級或往下調(diào)整都不需要設(shè)計(jì)一個新的平臺。在設(shè)計(jì)過程中不需要重復(fù)考慮各種不同的設(shè)計(jì)需求，這可大大節(jié)省設(shè)計(jì)開發(fā)時間，同時也能夠節(jié)省工程開發(fā)成本。”百里博強(qiáng)調(diào)，“過去加速度傳感器只面向單一應(yīng)用，但未來物聯(lián)網(wǎng)同時需要不同的MEMS來滿足不同的需求，這樣MEMS供應(yīng)商才有辦法在市場中存活，MEMS廠商也應(yīng)致力于提供系統(tǒng)級的解決方案。”
