電子產(chǎn)業(yè)迫切需要新的微機電系統(tǒng)（MEMS）來推動傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的發(fā)展。根據(jù)業(yè)界分析師表示，如果期望利用物聯(lián)網(wǎng)驅動下一輪的電子產(chǎn)業(yè)成長，在很大程度上必須依賴MEMS和傳感器技術，才能使所有的智能對象與現(xiàn)實世界進行互動。但從實現(xiàn)新的MEMS設計到量產(chǎn)，可能要花很長的時間以及高昂的代價，才能滿足物聯(lián)網(wǎng)市場的期待——除非電子產(chǎn)業(yè)能夠找到加速MEMS開發(fā)之路。采用現(xiàn)有MEMS組件的新應用正以12%的年成長率推動MEMS市場進展。然而，Yole Doveloppement執(zhí)行長兼總裁Jean-Christophe Eloy表示，除非業(yè)界能夠找到如何順利將機械組件轉換為硅晶的方法，否則要加速突破性新產(chǎn)品量產(chǎn)的困難度，可能減緩未來的MEMS市場成長。

　　MEMS完全創(chuàng)新產(chǎn)品缺席逾十年

　　透過在更多應用中更廣泛地采納成熟的MEMS組件，可望讓這種更小體積、更高性能且更低成本的漸進式組件創(chuàng)新，持續(xù)刺激傳感器及其所實現(xiàn)的系統(tǒng)邁向強勁成長。去年在MEMS領域實現(xiàn)最快速成長的要算是安華高科技（Avago Technologies）和Qorvo（原Triquint），這是因為LTE的廣泛普及對于多模手機所用的體聲波（BAW）濾波器帶來了很大的需求。同樣地，更多應用對于MEMS麥克風和慣性傳感器的強勁需求，有助于推動更多的傳感器供貨商進軍2-3億年營收范圍的行列。“這真的很重要，因為現(xiàn)在有多家公司都有潛力發(fā)展成為10億美元的公司”Eloy指出。然而，僅采用現(xiàn)有組件類型的新應用要維持110億美元業(yè)務的兩位數(shù)成長，在時間上可能無法長久。“挑戰(zhàn)之一在于最近完全創(chuàng)新的產(chǎn)品還是2003年時樓氏電子 （Knowles）開發(fā)的MEMS麥克風。”Eloy表示，“從那以后，都只是在整合度、更好的封裝等方面帶來漸進式創(chuàng)新。雖然這些也是非常重要的創(chuàng)新，但不是突破性的新產(chǎn)品。我們?nèi)栽诘却齅EMS開關、自動對焦和揚聲器等產(chǎn)品完全過渡到大量生產(chǎn)階段。”

　　根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)顯示，2014年全球MEMS營收達111億美元

　　半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)找到可在競爭前的研究領域展開合作的方式了，而且已經(jīng)有了發(fā)展良好的商用基礎架構來支持持續(xù)的成長，他表示。“MEMS產(chǎn)業(yè)需要一些變革發(fā)生，以便簡化與加速設計過程，并盡快投入量產(chǎn)。”“隨著到處都需要傳感器來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、情境感知，尤其是對于新型生化與生醫(yī)傳感器的新興需求，我認為MEMS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的確才剛剛開始，”硅谷投資業(yè)者 Band of Angels SIG委員會主席Kurt Petersen表示。“價格將繼續(xù)下滑，但目前開發(fā)中的新型感測機制將大幅提高精度，”對于發(fā)展中的壓電麥克風、超音波手勢辨識以及新的慣性技術帶來巨大的潛在影響——以更高10倍的精確度大幅改善導航信息。Peterson認為真正有用的穿戴設備尚未被開發(fā)出來，但對于其未來的發(fā)展表示樂觀。最有發(fā)展前景的是現(xiàn)正開發(fā)中的新一類生化傳感器，例如新創(chuàng)公司Profusa的可植入式葡萄糖傳感器，外部光學設備讀取，它利用一種可調(diào)式傳感器平臺，在人體內(nèi)偵測化學藥物。除了更好的生化和生醫(yī)傳感器以外，能量采集器是另一個機會。“能量采集器將會變得日趨重要，因為物聯(lián)網(wǎng)將為其提供一個巨大的市場，”他說。

　　MEMS新平臺推動成長

　　為了能以市場要求的最快上市時間與低成本，將這些新式的MEMS組件投入量產(chǎn)，推動半導體業(yè)開發(fā)出一些新的方法。“過去客戶求助于我們時通常要求采用他們自己的獨特工藝，但現(xiàn)在有越來越多的客戶要求我們盡可能使用標準平臺，只需少量修改即可，”Teledyne Dalsa公司MEMS代工廠執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Claude Jean表示。“一款產(chǎn)品采用一種工藝的傳統(tǒng)做法還沒有被完全淘汰，但越來越多的客戶傾向于利用成熟的平臺來開發(fā)產(chǎn)品，”他補充道。Dalsa公司正為慣性傳感器、微測輻射熱計、光學MEMS和壓電組件提供更廣泛的不同平臺，并盡可能地擴展自家的設計和測試支持業(yè)務。新平臺技術也來自研發(fā)實驗室。法國原子能署電子暨信息技術實驗室（CEA-Leti）的目標在于與代工廠合作，將其壓阻式MEMS平臺投入生產(chǎn)以提供給更多客戶。這種技術在移動的物質(zhì)利用》10？m的厚層，而將《500nm的超薄層用于邊緣的壓阻式組件，然后透過壓縮或拉緊改變電阻來檢測其運動。

　　“這種技術為緊密地整合多個傳感器提供了替代性方法，可以協(xié)助像系統(tǒng)或CMOS制造商等缺少自有技術的新公司很快地開發(fā)出產(chǎn)品來。”CEA-Leti北美策略合作伙伴副總裁Hughes Metras并指出，CEA-Leti已經(jīng)與首家取得授權的業(yè)者Tronics迅速地將其六自由度慣性傳感器推向市場了。如今，這些基本技術的成熟還意味著MEMS市場開始從一些基于共同利益的合作中尋找優(yōu)勢，特別是在一些設備要求或測試操作等方面。目前在測量慣性傳感器性能方面還沒有被廣泛接受的標準，也沒有像ITRS路線圖那樣為設備制造商定義未來需求的手段，Teledyne Dalsa的Jean指出。“目前在MEMS市場所要求的成本和可用的先進CMOS設備之間存在著巨大的差距。”他認為，“不過，相較于為先進CMOS開發(fā)的工藝，這還需要更簡單且更低成本的TSV工藝等技術支持。”

　　Teledyne Dalsa目前正與Alchimer合作開發(fā)低成本的濕式銅工藝后鉆孔（Via-Last） MEMS TSV途徑。Teledyne DALSA的Via-Last技術采用銅鉆孔，并利用Alchimer的低溫電化學工藝，形成具有5微米直徑x100微米深完美填充的穿孔，并利用銅再分布層和鎳/金UBM連接到外部。但該工藝目前僅適用200mm晶圓，因此，“我們需要MEMS制造商和設備與材料供貨商之間展開更加密切的合作，共同開發(fā)出更低成本的方法來推動創(chuàng)新進展。”他表示。

　　2014年全球車用MEMS傳感器排名前十供應商

　　根據(jù)IHS的統(tǒng)計資料分析，2014年全球車用MEMS市場達到了26億美元的市場規(guī)模，預計未來幾年內(nèi)將以3.4%的復合年成長率（CAGR）成長，在2021年以前達到34億美元。驅動這一市場成長的主要來源在于壓力感測器、流量感測器、陀螺儀與加速度計等4大領域。

　　IHS表示，2014年MEMS供應商藉由汽車安全市場的推動，實現(xiàn)了汽車領域的營收新記錄。各國政府對于電子穩(wěn)定控制（ESC）和胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）的強制性要求，持續(xù)推動汽車中使用的感測器數(shù)量增加。

　　除了壓力感測器、流量感測器、陀螺儀與加速度計等4大領域的帶動，FLIR 與Ulis推出的夜視型輻射熱測定計，以及Sensirion針對窗戶除霧用的濕度感測器也將在2021年以前加入主要的市場產(chǎn)品組合。此外，德州儀器（TI）開發(fā)的數(shù)位光處理（DLP）MEMS預期也將出現(xiàn)在未來的汽車應用中。

　　IHS的資料顯示，2014年全球前十大車用MEMS供應商的銷售額估計就占據(jù)整體市場的78%。值得一提的是，Sensata在2014年的銷售額達到了2.68億美元，超越飛思卡爾（Freescale）和電裝（Denso）公司，首度躍居車用MEMS市場第二的位置。主要原因在該公司的產(chǎn)品兼具安全與動力傳動壓力感測器的優(yōu)勢，以及透過收購 Schrader Electronics使其成為市場領先的胎壓監(jiān)測感測器供應商。

　　2014年全球前十大車用MEMS感測器供應商銷售排名

　　盡管如此，Sensata的市占率仍遠落后于主導市場龍頭的博世公司（Robert Bosch GmbH）。博世向來在用于汽車安全氣囊的高g加速度計以及幾乎各領域的產(chǎn)品組合中均占據(jù)強勁的市場地位，2014年車用MEMS銷售額更達到了7.9億美元，毋庸置疑地仍位居這一市場龍頭地位。

　　Denso在2014年的銷售不錯但表現(xiàn)下滑，主要原因在于日圓走眨。Denso在MEMS空調(diào)偵測以及針對連續(xù)變速傳動系統(tǒng)的壓力計產(chǎn)品領域占據(jù)主導位置，同時也是歐洲主要OEM的氣體壓力感測器供應來源。

　　新興MEMS傳感器、成本顯著降低、軟件和新技術的重要性日益增加、行業(yè)巨頭和中國代工廠的崛起：2020年全球MEMS產(chǎn)業(yè)將超過200億美元！