物联网要发展？MEMS传感器要先行！

　　电子产业迫切需要新的微机电系统（MEMS）来推动传感器和物联网（IoT）的发展。根据业界分析师表示，如果期望利用物联网驱动下一轮的电子产业成长，在很大程度上必须依赖MEMS和传感器技术，才能使所有的智能对象与现实世界进行互动。但从实现新的MEMS设计到量产，可能要花很长的时间以及高昂的代价，才能满足物联网市场的期待——除非电子产业能够找到加速MEMS开发之路。采用现有MEMS组件的新应用正以12%的年成长率推动MEMS市场进展。然而，Yole Doveloppement执行长兼总裁Jean-Christophe Eloy表示，除非业界能够找到如何顺利将机械组件转换为硅晶的方法，否则要加速突破性新产品量产的困难度，可能减缓未来的MEMS市场成长。

　　MEMS完全创新产品缺席逾十年

　　透过在更多应用中更广泛地采纳成熟的MEMS组件，可望让这种更小体积、更高性能且更低成本的渐进式组件创新，持续刺激传感器及其所实现的系统迈向强劲成长。去年在MEMS领域实现最快速成长的要算是安华高科技（Avago Technologies）和Qorvo（原Triquint），这是因为LTE的广泛普及对于多模手机所用的体声波（BAW）滤波器带来了很大的需求。同样地，更多应用对于MEMS麦克风和惯性传感器的强劲需求，有助于推动更多的传感器供货商进军2-3亿年营收范围的行列。“这真的很重要，因为现在有多家公司都有潜力发展成为10亿美元的公司”Eloy指出。然而，仅采用现有组件类型的新应用要维持110亿美元业务的两位数成长，在时间上可能无法长久。“挑战之一在于最近完全创新的产品还是2003年时楼氏电子 （Knowles）开发的MEMS麦克风。”Eloy表示，“从那以后，都只是在整合度、更好的封装等方面带来渐进式创新。虽然这些也是非常重要的创新，但不是突破性的新产品。我们仍在等待MEMS开关、自动对焦和扬声器等产品完全过渡到大量生产阶段。”

　　根据Yole的数据显示，2014年全球MEMS营收达111亿美元

　　半导体产业已经找到可在竞争前的研究领域展开合作的方式了，而且已经有了发展良好的商用基础架构来支持持续的成长，他表示。“MEMS产业需要一些变革发生，以便简化与加速设计过程，并尽快投入量产。”“随着到处都需要传感器来实现物联网、情境感知，尤其是对于新型生化与生医传感器的新兴需求，我认为MEMS产业的发展的确才刚刚开始，”硅谷投资业者 Band of Angels SIG委员会主席Kurt Petersen表示。“价格将继续下滑，但目前开发中的新型感测机制将大幅提高精度，”对于发展中的压电麦克风、超音波手势辨识以及新的惯性技术带来巨大的潜在影响——以更高10倍的精确度大幅改善导航信息。Peterson认为真正有用的穿戴设备尚未被开发出来，但对于其未来的发展表示乐观。最有发展前景的是现正开发中的新一类生化传感器，例如新创公司Profusa的可植入式葡萄糖传感器，外部光学设备读取，它利用一种可调式传感器平台，在人体内侦测化学药物。除了更好的生化和生医传感器以外，能量采集器是另一个机会。“能量采集器将会变得日趋重要，因为物联网将为其提供一个巨大的市场，”他说。

　　MEMS新平台推动成长

　　为了能以市场要求的最快上市时间与低成本，将这些新式的MEMS组件投入量产，推动半导体业开发出一些新的方法。“过去客户求助于我们时通常要求采用他们自己的独特工艺，但现在有越来越多的客户要求我们尽可能使用标准平台，只需少量修改即可，”Teledyne Dalsa公司MEMS代工厂执行副总裁兼总经理Claude Jean表示。“一款产品采用一种工艺的传统做法还没有被完全淘汰，但越来越多的客户倾向于利用成熟的平台来开发产品，”他补充道。Dalsa公司正为惯性传感器、微测辐射热计、光学MEMS和压电组件提供更广泛的不同平台，并尽可能地扩展自家的设计和测试支持业务。新平台技术也来自研发实验室。法国原子能署电子暨信息技术实验室（CEA-LeTI）的目标在于与代工厂合作，将其压阻式MEMS平台投入生产以提供给更多客户。这种技术在移动的物质利用》10？m的厚层，而将《500nm的超薄层用于边缘的压阻式组件，然后透过压缩或拉紧改变电阻来检测其运动。

　　“这种技术为紧密地整合多个传感器提供了替代性方法，可以协助像系统或CMOS制造商等缺少自有技术的新公司很快地开发出产品来。”CEA-LeTI北美策略合作伙伴副总裁Hughes Metras并指出，CEA-LeTI已经与首家取得授权的业者Tronics迅速地将其六自由度惯性传感器推向市场了。如今，这些基本技术的成熟还意味着MEMS市场开始从一些基于共同利益的合作中寻找优势，特别是在一些设备要求或测试 *** 作等方面。目前在测量惯性传感器性能方面还没有被广泛接受的标准，也没有像ITRS路线图那样为设备制造商定义未来需求的手段，Teledyne Dalsa的Jean指出。“目前在MEMS市场所要求的成本和可用的先进CMOS设备之间存在着巨大的差距。”他认为，“不过，相较于为先进CMOS开发的工艺，这还需要更简单且更低成本的TSV工艺等技术支持。”

　　Teledyne Dalsa目前正与Alchimer合作开发低成本的湿式铜工艺后钻孔（Via-Last） MEMS TSV途径。Teledyne DALSA的Via-Last技术采用铜钻孔，并利用Alchimer的低温电化学工艺，形成具有5微米直径x100微米深完美填充的穿孔，并利用铜再分布层和镍/金UBM连接到外部。但该工艺目前仅适用200mm晶圆，因此，“我们需要MEMS制造商和设备与材料供货商之间展开更加密切的合作，共同开发出更低成本的方法来推动创新进展。”他表示。

　　2014年全球车用MEMS传感器排名前十供应商

　　根据IHS的统计资料分析，2014年全球车用MEMS市场达到了26亿美元的市场规模，预计未来几年内将以3.4%的复合年成长率（CAGR）成长，在2021年以前达到34亿美元。驱动这一市场成长的主要来源在于压力感测器、流量感测器、陀螺仪与加速度计等4大领域。

　　IHS表示，2014年MEMS供应商藉由汽车安全市场的推动，实现了汽车领域的营收新记录。各国政府对于电子稳定控制（ESC）和胎压监测系统（TPMS）的强制性要求，持续推动汽车中使用的感测器数量增加。

　　除了压力感测器、流量感测器、陀螺仪与加速度计等4大领域的带动，FLIR 与Ulis推出的夜视型辐射热测定计，以及Sensirion针对窗户除雾用的湿度感测器也将在2021年以前加入主要的市场产品组合。此外，德州仪器（TI）开发的数位光处理（DLP）MEMS预期也将出现在未来的汽车应用中。

　　IHS的资料显示，2014年全球前十大车用MEMS供应商的销售额估计就占据整体市场的78%。值得一提的是，Sensata在2014年的销售额达到了2.68亿美元，超越飞思卡尔（Freescale）和电装（Denso）公司，首度跃居车用MEMS市场第二的位置。主要原因在该公司的产品兼具安全与动力传动压力感测器的优势，以及透过收购 Schrader Electronics使其成为市场领先的胎压监测感测器供应商。

　　

　　2014年全球前十大车用MEMS感测器供应商销售排名

　　尽管如此，Sensata的市占率仍远落后于主导市场龙头的博世公司（Robert Bosch GmbH）。博世向来在用于汽车安全气囊的高g加速度计以及几乎各领域的产品组合中均占据强劲的市场地位，2014年车用MEMS销售额更达到了7.9亿美元，毋庸置疑地仍位居这一市场龙头地位。

　　Denso在2014年的销售不错但表现下滑，主要原因在于日圆走眨。Denso在MEMS空调侦测以及针对连续变速传动系统的压力计产品领域占据主导位置，同时也是欧洲主要OEM的气体压力感测器供应来源。

2015-2020年MEMS器件市场预判分析概述

　　新兴MEMS传感器、成本显著降低、软件和新技术的重要性日益增加、行业巨头和中国代工厂的崛起：2020年全球MEMS产业将超过200亿美元！