刺激MEMS銷(xiāo)量大漲的頭號功臣非iPhone莫屬。據In-Stat的報告指出,MEMS的單位出貨量將在未來(lái)幾年內以19.87%的復合年增率成長(cháng),預計2009年達到近60億個(gè)。 2007年上市的iPhone對傳統手機的顛覆意義,可以說(shuō)再一次發(fā)明了手機。它獨特的多點(diǎn)觸控、縱橫畫(huà)面自動(dòng)切換,成為示范MEMS應用于手機的創(chuàng )舉。自此,眾多手機品牌競相跟風(fēng),挖掘MEMS在手機市場(chǎng)的潛力。iPhone的出現,令人注意到MEMS的魔力,只要手機系統設計師發(fā)揮想象力,手機的功能可以千變萬(wàn)化。于是我們看到LG推出可以3D界面轉換、桌面任意拖拽的cookie,索尼愛(ài)立信W580c則有晃動(dòng)換歌的“shakecontrol”系統。MEMS成就了手機功能的百花齊放,一掃蜂擁而上開(kāi)發(fā)相似功能的單調局面。與此同時(shí),手機行業(yè)也成為MEMS市場(chǎng)最有力的推手,研究機構iSuppli指出,2008年出貨的12.9億部移動(dòng)設備中有10%采用MEMS加速計,而這個(gè)比例在2007年僅為2%。
MEMS激發(fā)功能設計活力
MEMS可以稱(chēng)得上市場(chǎng)環(huán)境低迷中增勢強勁的新興市場(chǎng),MEMS廠(chǎng)商已經(jīng)注意到以手機為代表的消費類(lèi)電子市場(chǎng)。飛思卡爾半導體亞太中心及全球代理商總監陳光輝表示,Touch之于智能手機猶如安全氣囊之于汽車(chē),言下之意觸摸控制將成為智能手機的標配?!跋M類(lèi)電子比拼的是功能的創(chuàng )新,不能僅限于價(jià)格戰?!痹摴竟I(yè)和消費微控制器產(chǎn)品部亞太區經(jīng)理曾勁濤進(jìn)一步指出,MEMS在消費類(lèi)產(chǎn)品中已經(jīng)形成趨勢,“多一個(gè)新奇功能可以大幅提高手機制造商的利潤,而MEMS帶來(lái)的投入產(chǎn)出比相當可觀(guān)?!彼硎臼挚春梦磥?lái)該市場(chǎng)將繼續增長(cháng)。
消費類(lèi)電子產(chǎn)品除了觸摸控制大熱之外,晃動(dòng)、翻轉等立體控制手法也屢見(jiàn)不鮮,讓手機像Wii一樣充滿(mǎn)動(dòng)感的是重力傳感器。以后,遙控器可能不再需要按鈕,只要順勢搖動(dòng)遙控器就可以更換電視頻道、調節音量等,成為名副其實(shí)的“搖”控器。重力傳感器結合手表、iPod還可以實(shí)現計步器的功能,開(kāi)發(fā)功能多合一的產(chǎn)品變得輕而易舉。
Bosch公司全資子公司BoschSensortec則通過(guò)壓力傳感器展現其發(fā)散性思維。以壓力傳感器測量大氣壓力的方式采集環(huán)境信息,登山時(shí)可測量海拔高度;進(jìn)一步加以處理比對數據,就能預測天氣變化,成為隨身攜帶“晴雨表”。而GPS結合壓力傳感器,可大幅提高定位精確度。該公司銷(xiāo)售副總裁HubertusvonJanecek介紹,現代城市中的高架道路通常是GPS系統的盲點(diǎn),GPS無(wú)法識別高度信息,因而導航困難。壓力傳感器可以感知氣壓變化進(jìn)而獲取高度信息,增加GPS系統的3維分辨能力,解決多重道路的駕駛導航。據他透露,日本東京導航系統已經(jīng)導入使用壓力傳感器。
Bosch在MEMS領(lǐng)域有25年的經(jīng)驗積累,擁有超過(guò)700多項的專(zhuān)利。正是注意到消費類(lèi)電子市場(chǎng)MEMS應用機會(huì )增多,在2005年成立了針對消費電子產(chǎn)品的Boschsensortec公司,現已擠身消費類(lèi)MEMS三大供應商的行列。
MEMS考驗產(chǎn)業(yè)鏈配合度
MEMS是微電子和微機械的綜合,衍生出千差萬(wàn)別的設計應用,但是對系統設計而言存在諸多挑戰。
Sensor屬于前端數據采集,后端必須依靠控制IC的處理。陳光輝形象地將Sensor比作感覺(jué)器官,MCU就是大腦;感覺(jué)器官采集感知外部信息,并傳遞給大腦做出判斷?!皡f(xié)調手腦是開(kāi)發(fā)MEMS的難點(diǎn)之一?!痹鴦艥J為選用不同廠(chǎng)商出品的Sensor搭配MCU,在采樣方面會(huì )遭遇難度,而且算法與選用MCU關(guān)聯(lián)密切,不同MCU內核的資源存在差異。MEMS系統不僅需要Sensor經(jīng)驗,還要求深厚的MCU開(kāi)發(fā)背景。Sensor和MCU之間的數據處理涉及采樣、過(guò)濾、解碼、數模轉換等復雜過(guò)程。飛思卡爾半導體為全球第二大MCU供應商,擁有全線(xiàn)的MCU產(chǎn)品,了解MCU與Sensor的協(xié)調配合?!帮w思卡爾解決了MCU和Sensor之間的設計,讓用戶(hù)將精力集中在應用層創(chuàng )新?!标惞廨x說(shuō)道。
消費類(lèi)電子要求器件小型化,但這并難不倒MEMS供應商。飛思卡爾MPR031、032的展板面積僅為2mm×2mm,BoschSensortec也已完成2mm×2mm傳感器的研發(fā)。Janecek指出,“MEMS的最大挑戰并不是微型化,而在于表面貼裝技術(shù)?!笔艿脚涮桩a(chǎn)業(yè)鏈的限制,微型器件的焊接技術(shù)是MEMS面臨的瓶頸之一。