MEMS市場、技術與產(chǎn)品的動向

　　摘要：本文介紹了MEMS國內(nèi)外現(xiàn)狀，并著重介紹了我國MEMS的一些新應用和產(chǎn)品。

　　MEMS：小產(chǎn)業(yè)，大市場

　　學術界和產(chǎn)業(yè)界很早就開始關注MEMS器件。從20世紀50年代，已經(jīng)利用硅應力進行商業(yè)化產(chǎn)品的研究。由于MEMS工藝的特殊化(一種產(chǎn)品一種工藝)，成本以及配套應用平臺限制，早期的MEMS產(chǎn)品只是使用在一些特殊的民用產(chǎn)品如打印機、投影儀等。

　　IHS iSuppli 分析師劉慶介紹道，在2010以前，由于受傳統(tǒng)應用和2008年全球經(jīng)濟危機的影響，MEMS市場增長乏力。從2010年MEMS市場開始了快速增長，主要動力來自于通訊和消費類產(chǎn)品，這可以歸功于蘋果的手機和平板電腦。雖然蘋果不是第一個使用MEMS的，但從此開創(chuàng)了在手機中大規(guī)模使用MEMS傳感器的先河。例如，2007 iPhone 首先采用了加速度計，2010年在手機和平板電腦里使用了陀螺儀和compass(指南針)。如今智能手機已經(jīng)離不開MEMS傳感器，如揚聲器、導航應用、OIS(Optical image stabilization，光學圖像穩(wěn)定，例如數(shù)碼相機功能)、屏幕旋轉(zhuǎn)、手勢控制等。未來，MEMS會給手機帶來更多的功能，諸如室內(nèi)導航、實景擴展、Emotion sensing(情感傳感器，典型的應用是當手機/平板電腦檢測到使用者憤怒并且發(fā)送令人不愉快的的電子郵件時，會彈出警告消息，即通過使用者的行為來理解其感情)。

　　在消費和通訊領域，MEMS供應商主要是一些國際企業(yè)，如ST、Avago、Knowles、TI、Bosch、Invensense等。每家都有自己專注和優(yōu)勢的產(chǎn)品，如ST的陀螺儀和加速計，Avago的RF MEMS，Bosch的壓力傳感器，Knowles的MEMS麥克風。這也跟MEMS產(chǎn)品的工藝特性有關系，近來很多人提出了MEMS工藝平臺標準化，對于剛剛起步的國內(nèi)MEMS企業(yè)來說，有個好的開發(fā)工藝平臺當然是好事，但是如果不能掌握工藝的Know-how(訣竅)， 企業(yè)后續(xù)的發(fā)展就將會缺乏動力。我國的MEMS企業(yè)大多是剛剛起步，即使一些企業(yè)如MEMSIC(美新公司)、AAC(瑞聲科技)、Goertek(歌爾聲學公司)發(fā)展較快，但仍然以封裝和中低端的MEMS器件為主，這就需要整個行業(yè)腳踏實地，潛心設計和研究，打好基礎。　　

　　MEMS產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊，預計2016年，整個MEMS產(chǎn)品的全球銷售額將會達到120億美元以上，未來的物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、個人手持設備、綠色能源都可以看到它的機會。從銷售額權重來看，未來汽車電子，無線通訊和消費類電子將在未來五年中將占主要部分。面對眾多機會，選對應用領域以及開發(fā)出客戶喜愛的用戶體驗對企業(yè)至關重要。

　　MEMS在中國

　　賽迪顧問半導體產(chǎn)業(yè)研究中心副總經(jīng)理郭鵬指出，2012年前三季度的消費電子市場，毫無疑問屬于以iPhone和iPad為代表的移動互聯(lián)網(wǎng)終端，雖然第四季度在開局的10月份還沒有達到預期的火爆，移動互聯(lián)網(wǎng)終端引領今年MEMS市場成為第一大應用領域，已成定局。賽迪顧問認為，MEMS市場在一定時期內(nèi)，還將以MEMS加速度計、MEMS陀螺為引擎，滲透到諸如光學防抖、姿態(tài)調(diào)整、變速警報等多種動態(tài)應用中去。但從長期趨勢來看，隨著MEMS射頻器件、MEMS光器件等技術的成熟，加上國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)投資的井噴式增長，MEMS將會把硅基器件成本、集成度、可靠性的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，應用的特點也將由“動”至“靜”，釋放MEMS器件的各種潛力。

　　中國MEMS產(chǎn)業(yè)的崛起，仍將是一個長期而艱巨的過程，小產(chǎn)業(yè)大市場的現(xiàn)狀在3年之內(nèi)不會出現(xiàn)較大的改觀。2012年中國MEMS產(chǎn)業(yè)讓我們欣喜，產(chǎn)業(yè)界與各級地方政府醞釀已久的MEMS生產(chǎn)線，陸續(xù)進入實質(zhì)性建設階段。早在本世紀初，軍工、科研領域以研究和小批量生產(chǎn)為目的的MEMS生產(chǎn)線建設，就已經(jīng)在航天、電子、兵器、中科院、大專院校各系統(tǒng)開展，為國內(nèi)技術人才和專利儲備打下了一定基礎。但相對于巨大的市場，缺少規(guī)模化、市場化的MEMS產(chǎn)業(yè)鏈制造環(huán)節(jié)，仍然是本土MEMS設計、應用不可承受之痛，巨額投資彌補不了MEMS形成產(chǎn)能所需要的人員、工藝準備。

　　技術趨勢

　　ADI微機械產(chǎn)品線高級應用工程師趙延輝稱，MEMS技術發(fā)展的主要趨勢為：強調(diào)MEMS的系統(tǒng)性和傳感器、處理與識別的協(xié)調(diào)發(fā)展，突破傳感器同信息處理與識別技術與系統(tǒng)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應用和改進分離的體制，按照信息論與系統(tǒng)論，應用工程的方法，同計算機技術和通訊技術協(xié)同發(fā)展。　　

     

　　MEMS技術在未來的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，微型化的同時降低功耗。將會出現(xiàn)微米甚至納米級別的微型器件，同時降低功耗;第二，微型化的同時提高精度，將MEMS加速度計做到石英加速度計的噪聲特性，保證MEMS陀螺儀小體積的同時獲得光纖陀螺儀的零偏穩(wěn)定性，且可提供遠優(yōu)于光纖陀螺儀的抗沖擊特性;第三，集成化及智能化趨勢，即MEMS與IC的集成制造技術及多參量MEMS傳感器的集成制造技術得到發(fā)展，以及在集成化基礎上使得信號檢測具有一定的自動化。這些趨勢要求半導體廠商提供更高精度、穩(wěn)定性更好、更智能的高集成度MEMS傳感器模塊。