蘋果身后的傳感器巨頭：意法半導體

　　蘋果iPhone、iPad和任天堂Wii游戲機的傳感器供應商、歐洲最大半導體公司意法半導體(ST)，是在10多年前介入傳感器業(yè)務的。當時，針對工廠的投資運營策略，半導體企業(yè)一般有兩個選擇：要么像英特爾、三星那樣每年投資數(shù)十億甚至上百億美元開發(fā)新工藝，以生產(chǎn)最先進CPU、存儲器產(chǎn)品;要么尋找其他可能利用舊工藝的大宗訂單，讓工廠多發(fā)揮些效益。而面對意大利南部的一座舊工廠，ST的高層想到，或許可以用傳感器這個不需要前沿工藝的業(yè)務實 現(xiàn)更多盈利。

　　飛機部件嵌入消費電子

　　1995年的一天，剛加入ST一個月的Benedetto Vigna先生被老板問及是否對MEMS傳感器感興趣?“是的。” Vigna說，“不過，什么是MEMS?”對此，他的老板也只能拼出“Micro Electro Mechanical Systems(微電子機械系統(tǒng))”幾個字，并告訴他這個產(chǎn)品能夠利用微米級的舊工藝，而不是納米級的先進工藝。

　　于是高能物理學出身的Vigna自學起相關技術。一年后，鑒于歐洲業(yè)界對MEMS研究的不足，Vigna去了美國加州大學伯克利分校學習MEMS，并在當?shù)仄髽I(yè)做研究。之后他回到ST，領導MEMS項目。

　　在ST介入之前，MEMS傳感器已存在了20多年，主要用于飛機、汽車這類用量較小的市場?；蛟S受ST在消費電子市場成功基因的影響(ST是諾基亞主要的元器件供應商)，2001年，Vigna突然有了一個想法：能否把MEMS帶入大宗消費電子市場?不過，要想打開這個市場，他們面臨的挑戰(zhàn)可不小。當時用于檢測飛機飛行姿態(tài)的傳感器有磚頭大小，要賣到3萬美元，功耗很高;用于汽車安全氣囊檢測撞擊的傳感器，比一部智能手機要厚，而且功能簡單，只能檢測兩個方向的運動。這樣的狀況與消費電子市場對成本、體積、功耗和性價比的苛刻要求相比，還有巨大差距。

　　Vigna先從相對簡單的三軸加速度傳感器入手。消費電子市場的敲門磚是價格。2005年3月，當Vigna第一次與正準備給Wii游戲機游戲桿引入全新交互方式的任天堂負責人會面時，對方開門見山地問他：“這是我們需要的價格，你能提供還是不能?”零部件供應商一般不愿聽到這個問題，但這就是消費電子市場的現(xiàn)實。Vigna后來總結說：“在消費電子市場，每當一個重要機會到來之前或每次面對一個重量級客戶，價格問題都會被問及。如果拒絕它，你就等于放棄了一個推動大市場的機會。”

　　由于當時的加速度傳感器技術還做不到任天堂要求的價格，只能在技術上另辟蹊徑。彼時，3家日本企業(yè)占據(jù)著全球加速度傳感器市場的絕大部分份額，但他們采用的都是傳統(tǒng)壓電技術，這種技術有3個缺陷，例如，溫度變化對傳感器的參數(shù)影響很大，這意味著，當傳感器被放入一部智能手機中，手機開啟后，隨著溫度升高，傳感器的測量會不準確;同時，壓電技術生產(chǎn)起來很難，這讓產(chǎn)品成本居高不下;而且它的制造過程復雜，不適合大宗消費電子市場瞬間起量的快速供應節(jié)奏。

　　于是，ST著手開發(fā)一種完全不同的技術。在加速度傳感器中，有一個振動結構和一個檢測放大信號的模塊結構，這兩個結構被封裝在一起，就成了一顆傳感器。ST想到了基于目前全球最大用量的CMOS工藝 (互補金屬氧化物半導體工藝)研發(fā)改良了Thelma工藝來制造振動部分，它可以從半導體規(guī)模經(jīng)濟中受惠，成本低廉，也可以像其他半導體產(chǎn)品那樣持續(xù)快速縮小體積、降低成本和功耗。同時，ST還開發(fā)了一種名為Smeraldo/TSV的過孔封裝技術，它讓封裝手法變得靈活，可以把產(chǎn)品做得更小更薄。

　　技術革新讓ST能夠提供一種價格體系完全不同的傳感器。2007年，一家參與任天堂競標項目的日本企業(yè)回顧說，他們沒有獲得本國企業(yè)任天堂訂單的原因是ST給出了“出人意料的價格”。不過，Vigna說，最根本的原因是專利技術，“技術可以改變競爭格局”。如今，ST已在傳感器上積累了600多個專利技術，其中很多是業(yè)界獨有，而固守老技術的3家日本企業(yè)市場份額僅剩下20%。

　　借助半導體行業(yè)的摩爾定律——每18個月，芯片面積下降一半，價格下降一半，加速度傳感器已從Wii游戲機時代的3美元降到如今的0.3美元，面積已從35平方毫米(5X7)縮減到4平方毫米(2X2);功耗也從毫安級降到微安級。這不僅支撐起Wii游戲機在全球100億美元的銷售，也被更廣泛的電子產(chǎn)品，如iPhone、iPad等采納。

　　不過，拿下消費電子市場的多種訂單，就要考慮與之相匹配的供應能力。在消費電子市場，一個客戶周一拿到樣片，周五可能就要求給他供貨;一個市場一旦起量，需求可能在瞬間井噴。如果不能保質保量地快速供貨，客戶就飛了，而一旦失去一個機會，可能就要再等上6到12個月。為了適應這個市場的供應特點，早在 2005年，當業(yè)界都還在用6英寸晶圓生產(chǎn)傳感器的振動部分時，ST 就做了一個大膽的決定——把晶圓廠從6英寸升級到8英寸，這樣，生產(chǎn)芯片的原材料面積擴大了，可以一次產(chǎn)出更多的芯片。同時，ST還決定在公司內部運營整個傳感器產(chǎn)業(yè)鏈——自己做研發(fā)、設計、制造、封裝、測試和應用算法，從而能更準確無誤地響應客戶快速多變的需求。

　　而消費電子市場還有一個特點是快速的更新?lián)Q代步伐。畢竟，在這個市場中，每種產(chǎn)品的熱銷期都很短暫，一部手機的平均生命周期也只有15個月，你需要不斷推陳出新。 2010年ST推出三軸陀螺儀，同年上市的蘋果iPhone4就植入了這顆陀螺儀，它讓蘋果手機成為導航儀，可以玩3D游戲，甚至可以作為建筑行業(yè)的水平儀。之后，ST推出壓力傳感器、地磁傳感器(指北功能)和數(shù)字硅麥克風。數(shù)字硅麥克風比起傳統(tǒng)有振動膜的麥克風尺寸更小，不受溫度、振動等環(huán)境因素影響，因而蘋果等智能手機都采用了這種麥克風。這些傳感器可以相互搭配組合，給消費電子提供更多神奇功能。ST成為產(chǎn)品最豐富，能夠提供功能模塊最多的MEMS傳感器企業(yè)。

　　在過去5年， ST的傳感器業(yè)務從2006年的區(qū)區(qū)3000萬美元增長到去年的6.5億美元，增長了20多倍。去年，全球MEMS傳感器業(yè)務增長4.2億美元，ST從中拿到了3億多美元。在加速度傳感器和陀螺儀市場，ST分別占據(jù)50%和60%的市場份額。與此同時，10年前開始領導ST傳感器業(yè)務的Vigna先生，也晉升為ST副總裁。

　　業(yè)務快速復制法則

　　首次訪問中國大陸的Vigna在紙上寫下一個公式： Innovation(創(chuàng)新)= Creativity(創(chuàng)造力)× Resounce(資源)× Execution(執(zhí)行力)× Focus(聚焦)。這是他在過去10年中總結出的業(yè)務復制法則，這個法則讓他把在加速度傳感器業(yè)務上得到的經(jīng)驗快速復制到其他傳感器業(yè)務的發(fā)展上。

　　在Vigna剛在ST開展MEMS業(yè)務時，領導層給了他很好的支持，但并沒有一次性給他很多資源，這也成了Vigna后來做新項目的一個原則。“如果給你很多人，那可能任何事你都想做，但這相當于什么都沒做。而2001年我們只有12到15人，只能聚焦”。起初，這個10多人的小團隊也同時開展了6個項目——光開關、片上實驗室、加速度傳感器和陀螺儀等。Vigna后來砍掉了其中5個，全部聚焦到加速度傳感器上。 現(xiàn)在，MEMS成長為ST關鍵業(yè)務群組后，Vigna在架構上仍然采取小團隊模式，不同團隊朝不同技術方向延伸。每個產(chǎn)品團隊只有10多人，最大規(guī)模的情況下曾經(jīng)達到35人。每個團隊采取創(chuàng)業(yè)公司模式，Vigna并行管理這些團隊。Vigna稱保持這種小團隊的模式很重要，“有時我看到團隊的問題就是心太大，不能聚焦”。

　　僅保持小團隊，有時還無法達到好的聚焦和執(zhí)行力。當你需要一件事快速運轉起來時，需要公司高層的直接管理。2009年10月，一家重量級客戶(這應該是蘋果公司)需要三軸陀螺儀。第一次接洽時，Vigna說可以在2010年12月前提供?？蛻艋貜停?ldquo;太晚了，我們需要你在2010年1月之前提供。”這縮減了近1年的時間。于是，Vigna取消了其他一些項目，把資源全部投入到這個項目中，他自己也成為這個項目的經(jīng)理，加速項目進度。而另一個需要高層介入的典型案例就是ST公司內部運營的設計、制造、封裝、算法等全產(chǎn)業(yè)鏈，有效運轉的秘訣也只有一個——由一個高層做出全部決策。

　　“人們告訴我們，你們無法在一個結構上實現(xiàn)三軸陀螺儀，我們不予理睬，繼續(xù)前行;人們告訴我們，三軸加速度傳感器的半導體制造工藝不能非常穩(wěn)定，我們不予理睬，繼續(xù)前行。”Vigna說。他們就是這樣開創(chuàng)了很多市場上唯一的技術。

　　今年，ST針對汽車市場設計三軸陀螺儀，他們選擇的第一個重點應用是汽車信息娛樂系統(tǒng)中的導航。實際上，汽車中最早的傳感器應用機會來自安全系統(tǒng)，但去年，全球汽車安全用陀螺儀市場只有2000萬片，這是ST一周的產(chǎn)量，因此，考慮到市場占有率，比安全應用市場大得多的汽車導航自然成為公司的第一創(chuàng)新要點。