萬億級MEMS市場的創(chuàng)新方向?

MEMS市場受消費電子的驅(qū)動表現(xiàn)出了持續(xù)的高速增長，產(chǎn)業(yè)前景也十分可觀。然而，MEMS傳感器供應(yīng)商Kionix提出，未來消費電子產(chǎn)品驅(qū)動的MEMS傳感器市場價值數(shù)以萬億計，這是機遇還是災(zāi)難?廠商如何達到繼續(xù)保持增長的低價與足夠支撐新產(chǎn)品研發(fā)的盈利之間的平衡點，以實現(xiàn)萬億級傳感器市場愿景?

據(jù)市場研究機構(gòu)Yole Développement的MEMS市場報告分析，盡管2012年IC產(chǎn)業(yè)整體下滑約2%，但是MEMS市場仍表現(xiàn)出了高達10%的增長速度，產(chǎn)值達到110億美元。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，MEMS器件已經(jīng)在多個細分市場成功商業(yè)化應(yīng)用，并帶來了巨大的利潤。

在此前美國舉行的一個MEMS Bryzek預(yù)測MEMS芯片市場(綠線)將在2023年達到1兆片(trillion)的市場規(guī)模。雖然產(chǎn)業(yè)前景光明，但Kionix仍提出疑問：未來消費電子產(chǎn)品驅(qū)動的MEMS傳感器市場價值數(shù)以萬億計，這是機遇還是災(zāi)難?廠商如何能夠?qū)崿F(xiàn)每年1T的市場規(guī)模?他們又將付出什么代價?

萬億級MEMS市場，機遇還是災(zāi)難?

“過去十年中，MEMS傳感器結(jié)合最近發(fā)展起來的傳感器融合軟件的增殖，促使傳感器數(shù)據(jù)能夠轉(zhuǎn)換為有價值的信息和應(yīng)用。受消費電子、醫(yī)療保健和運動類產(chǎn)品的驅(qū)動，MEMS傳感器需求仍將繼續(xù)大幅增長，”Kionix全球銷售副總裁Kenneth N.Salky表示，“這些應(yīng)用都將可以擴展到與全球人口相當(dāng)?shù)囊?guī)模，從而使各種十億級的終端產(chǎn)品市場成為可能。而每個終端產(chǎn)品中都可能用到數(shù)十種以上的傳感器，因此每年MEMS傳感器市場達到一萬億量級將變得非?？赡?。”

他認為，消費電子市場對MEMS傳感器的需求不斷增加，仍是MEMS應(yīng)用的主要驅(qū)動力。“MEMS傳感器市場將繼續(xù)引領(lǐng)慣性傳感器市場的增長。融合產(chǎn)品例如Kionix的KMX61G加速度計/磁力計組合傳感器將有助于推動這一成長。通過在智能手機和平板電腦等智能終端中不斷加入更多的傳感器如環(huán)境傳感器，以實現(xiàn)增加用戶體驗的情境感知功能等，將促使陀螺儀和麥克風(fēng)、集成慣性測量單元(IMU)、壓力傳感器和RF MEMS等產(chǎn)品繼續(xù)保持增長。”

Salky補充說，“與此同時，許多新產(chǎn)品將陸續(xù)投放市場并日趨成熟，預(yù)計其中一些產(chǎn)品將非常具有市場潛力，例如MEMS電子羅盤、MEMS定時器件、RF調(diào)諧器、可增強環(huán)境感知的壓力傳感器及新軟件功能等。可穿戴設(shè)備、保健和運動應(yīng)用將成為以上這些技術(shù)的主要市場驅(qū)動力。Kionix和羅姆未來將繼續(xù)提供更多新的解決方案來應(yīng)對這些市場的需求。”

然而，無處不在的設(shè)備仍不是驅(qū)動傳感器市場增長的唯一因素。Salky解釋說，“價格已經(jīng)成為MEMS傳感器需求增長的另一個重要驅(qū)動力。面對這一高速成長的市場，成熟的半導(dǎo)體廠商和新興廠商都試圖進入，與原有的MEMS傳感器廠商競爭，價格壓力自然隨之而來。同時這一市場也表現(xiàn)出了經(jīng)典的需求彈性——在過去的十年里MEMS加速度計的價格下降到原來的十分之一，然而市場則增長了十倍以上。所以，萬億級市場規(guī)模帶來的災(zāi)難就是MEMS產(chǎn)品價格也急劇下降，贏利空間大幅度受到壓縮。”

因此，Salky認為現(xiàn)在MEMS產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的方向應(yīng)該是整個產(chǎn)業(yè)如何達到一個平衡點，既降低成本達到可繼續(xù)保持傳感器市場增長的低價格，又可獲得足以支持廠商繼續(xù)開發(fā)新產(chǎn)品以滿足客戶需求的利潤、實現(xiàn)萬億級傳感器市場愿景。

MEMS技術(shù)革新?

如今，MEMS領(lǐng)域的創(chuàng)新仍在繼續(xù)，這種創(chuàng)新不僅來自新技術(shù)，也包括成熟MEMS技術(shù)的新應(yīng)用。而目前的MEMS產(chǎn)業(yè)革新的方向仍停留在更小的物理封裝、更強大的功能、日益多樣化的應(yīng)用、低功耗、更低的成本、日趨復(fù)雜的硬/軟件和系統(tǒng)集成等方面。

“近幾年，MEMS器件的尺寸一直在縮減，系統(tǒng)級封裝(SiP)、運動傳感器交互、軟件復(fù)雜性、LBS服務(wù)、增強現(xiàn)實和健康監(jiān)測等等都提上了各廠商的研發(fā)日程。”Salky說道，“而傳感器融合也走向了數(shù)據(jù)融合。”(傳感器融合是智能地將來自多種傳感器的數(shù)據(jù)合并以期增強應(yīng)用或系統(tǒng)性能，合并來自多種傳感器的數(shù)據(jù)可以改善單獨的傳感器在計算準確的位置和方向信息時效率低下的情況)“當(dāng)前幾乎各種智能終端設(shè)備都支持常見的MEMS傳感器組合，以便支持一些應(yīng)用，如屏幕旋轉(zhuǎn)、手勢識別、計步以及導(dǎo)航等。

由于移動設(shè)備市場不斷地促使人們關(guān)注傳感器融合，Kionix很早就開始研發(fā)通過諸如傳感器融合等方法增加產(chǎn)品價值的過程，這成為我們作為傳感器供應(yīng)商取得成功的核心競爭力。“

在成本創(chuàng)新方面，Kionix的方式在業(yè)界可謂獨樹一幟。由于手機設(shè)備日漸趨向于使用組合傳感器，獨立加速度計市場正在萎縮，6軸IMU的需求非常強勁，9軸組合傳感器的應(yīng)用也在快速增加。這種來自消費領(lǐng)域的動力促使MEMS廠商采取新的策略。Salky表示，“年初Kionix推出的KMX61G是業(yè)界領(lǐng)先的傳感器融合軟件的加速度計磁力計傳感器。

這款傳感器可提供全世界首個高準確率的陀螺儀模擬，而功耗僅為傳統(tǒng)9軸解決方案的十分之一，能入主傳統(tǒng)的9軸解決方案無法突破的應(yīng)用。這些應(yīng)用包括用于保健、健身與監(jiān)測應(yīng)用上的可穿戴移動設(shè)備及智能手機和臺式電腦。“Kionix的模擬陀螺儀解決方案，使一個6軸組合傳感器實現(xiàn)9軸加速度計、磁力計及陀螺儀輸出，相比9軸方案具有十分突出的功耗和成本優(yōu)勢，產(chǎn)品推出后獲得了業(yè)界的稱頌。

Salky解釋說，客戶的反饋希望在其產(chǎn)品設(shè)計中加入陀螺儀功能，但在許多情況下因為功耗、尺寸或成本等限制而無法達成。Kionix通過高性能硬件和創(chuàng)新軟件的相互結(jié)合，使KMX61G可在所有這些方面取得突破。移動設(shè)備中有許多應(yīng)用可以得益于陀螺儀功能，但不需要傳統(tǒng)陀螺儀的極致表現(xiàn)。

這種應(yīng)用中KMX61G即可完全滿足這些需要，同時其能耗、成本和尺寸方面的優(yōu)勢非常吸引人。他表示目前在陀螺儀應(yīng)用中KMX61G可實現(xiàn)80%~90%性能，但是在導(dǎo)航應(yīng)用中還是需要物理陀螺儀，目前Kionix也在著手開發(fā)電子羅盤、物理陀螺儀等產(chǎn)品。

提到MEMS產(chǎn)品在當(dāng)前炙手可熱的可穿戴設(shè)備應(yīng)用中的市場潛力，Salky認為，這類設(shè)備的特點是低功耗、小尺寸、數(shù)據(jù)存儲等，“但是現(xiàn)在大多數(shù)人都還不是很了解可穿戴設(shè)備，OEM制造商也還未設(shè)計出一款真正成功的產(chǎn)品，因此市場前景仍有待觀察。不過Kionix也不會因此而無準備。我們的產(chǎn)品在設(shè)計時就已經(jīng)考慮到下一步的需求，將參數(shù)設(shè)置為可調(diào)，以應(yīng)對未來的各種應(yīng)用場景。”

另一方面，蘋果iPhone 5s/5c發(fā)布其M7芯片(蘋果稱之為協(xié)處理器)引發(fā)了業(yè)界的廣泛關(guān)注。M7將原來由主芯片負責(zé)的運動傳感器計算接管過來，專門為長時間運行的傳感器設(shè)計，來降低整機的耗電量以延長續(xù)航時間。蘋果的這種解決方案(還有其他廠商的Sensor Hub)是否是未來發(fā)展的一種方向呢?Salky的觀點是否定的。他認為，“蘋果或許是唯一一個采用這種方案(指定制的NXP芯片)的廠商。

Sensor Hub的應(yīng)用要求低功耗和數(shù)據(jù)處理能力，是定制的MCU方案，但是它也可以通過應(yīng)用處理器、基帶處理器等其他部件去實現(xiàn)這一功能，每個廠商都可以有專屬的方案，不會形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準，因此蘋果的做法不會成為一種趨勢。

Kionix在中國

在被羅姆收購之后，Kionix才逐漸被業(yè)界所熟知。然而該公司在中國市場早已取得不俗的成績。據(jù)Salky介紹，“日本、韓國、中國大陸和臺灣是Kionix的核心市場。尤其中國市場的營收占據(jù)了總收入的30%~40%.”他介紹說，“小米、OPPO、華為、中興等中國領(lǐng)先的手機品牌逐漸走向高端的道路，其中有些已走向海外市場。在中國TOP 10的手機品牌中，有8家都在使用Kionix的解決方案。”

Salky談到，中國本土MEMS廠商最近幾年開始發(fā)力，但是Kionix仍未受到他們的競爭影響。“本土MEMS廠商或許在技術(shù)上已經(jīng)不存在問題，但是產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用預(yù)計仍需2~3年。商業(yè)化需要一定時間，沒有成功的快車道，新技術(shù)也需要經(jīng)歷成本降低的階段，并等待市場接受。在高科技領(lǐng)域里，MEMS是一個需要花費較長時間才能實現(xiàn)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)。在手機等消費電子領(lǐng)域，他們實力仍有所欠缺，因此若想在MEMS領(lǐng)域贏得一席之地，他們或許可以考慮化學(xué)、醫(yī)療、工業(yè)等其他新興領(lǐng)域的MEMS技術(shù)開發(fā)。”