- MEMS加速度計/麥克風銷售火爆
- 三軸加速度計/六軸傳感器行情看俏
- LED微型投影獨占市場
- 激光微型投影急起直追
- MEMS振蕩器精準度為致勝關鍵
- 樓氏電子專利的SiSonic表面貼裝MEMS麥克風出貨量已突破十億
- 2009年微型投影的出貨量可達約一千四百五十萬臺
電子書與微型投影兩大熱門應用漸受歡迎，系統商為突顯產品的差異化，紛紛加碼投資新功能，遂引爆MEMS加速度計、麥克風、掃描鏡、振蕩器等組件需求熱潮，因此，也吸引MEMS供貨商競相推出小體積、高效能、低功耗及低成本方案，以爭食市場大餅。
繼智能型手機、游戲機與MP3播放器之后，近期，全球最大電信運營商中國移動宣布進軍電子書市場，再加上三星(Samsung)和尼康(Nikon)于年中先后推出全球首款微型投影手機與微型投影數碼相機，再次炒熱微機電系統(MEMS)的應用話題。其中，隨著電子閱讀器熱賣，將帶動人機接口的MEMS慣性傳感器及MEMS麥克風需求，同時，MEMS顯示技術也可望由手機顯示器轉進中型、彩色的電子書市場。至于微形投影的應用，更是在發展初期即以MEMS為設計理念，至今MEMS已成為全球微型投影三大技術之一，現階段，德州儀器(TI)與Microvision皆已采用MEMS技術開發微型投影機。另外，MEMS振蕩器和MEMS麥克風于微型投影應用的后勢也逐步看漲。
電子書當紅 MEMS加速度計/麥克風銷售火爆
搶攻電子書商機，MEMS供貨商如意法半導體(ST)、飛思卡爾(Freescale)、樓氏電子(Knowles Acoustics)等競相推出標榜小體積、高效能、低功耗優勢的加速度計(Accelerometer)與麥克風器等組件，未來電子書的功能風貌亦呼之欲出。
意法半導體指出，未來電子書將有更多功能須透過MEMS加速度計達成，例如為依照終端消費者的喜好選擇屏幕直式或橫式的閱讀方式，眾多系統商已在電子書中加入自動屏幕旋轉探測功能；另為避免使用觸控屏幕所造成的指紋影響畫面辨識，未來電子書可望新增的動作控制瀏覽(Motion Menu Navigation)功能，將可依據電子書不同的傾斜角度進行拉頁。
意法半導體的加速度計和陀螺儀(Gyroscope)已被廣泛地用于先進的運動感測功能，如橫/縱向旋轉、計步器和選單瀏覽，今年6月，該公司再推出最新超薄三軸數字MEMS加速度計，該款標榜高性能、高穩定度的16位組件，厚度僅0.75毫米，與意法半導體Piccolo MEMS系列的其它產品相同，面積僅3毫米×5毫米，適用于對空間節省有嚴格要求的產品設計。
再者，為達成縮小加速度計和陀螺儀尺寸目的，意法半導體采用技術成熟且穩定的硅深蝕刻制程生產，并將微機械組件建立在單一芯片。因此，除了可將MEMS組件尺寸縮減到非常小之外，并具有低摩擦力、低磨損及高抗震優點。目前已有數以億計的MEMS組件被用于支持各類產品的自適應和交互式功能，包括智能型手機、全球衛星定位系統(GPS)裝置、游戲機等消費性電子產品、汽車子系統、工業設備、醫療儀器及研究設備。
此外，新產品低作業電壓與低功耗特性使其成為須使用電池的產品的最佳選擇，由于具有關機省電模式，可在探測到動作時，立即自動開機，適用于動作感測、方向識別、自由落體探測及震動監測等應用。
同樣瞄準消費性電子市場的MEMS制造商飛思卡爾，針對電子書應用則發表強調低耗電量的三軸加速度計，以搶攻市場商機。飛思卡爾認為，對于電子書應用而言，低重力慣性傳感器產品線的數字輸出只需極低的操作電流，因此非常適合該項應用。
飛思卡爾新發表的三軸加速度計MMA7660FC內含嵌入式功能，如方向探測、觸擊探測、晃動探測等，因此應用處理器毋須再經常調用加速度計數據，有助于降低其反應時間、電流消耗及指令循環。此外，產品會探測電子書的位置及方向變化，讓應用處理器進行影像顯示；并可探測觸擊動作，毋須透過觸控屏幕或額外的機械式按鍵，藉以簡化用戶在電子書上的“翻頁”動作。Kelsey強調，從使用者角度觀之，手指輕觸比按下按鍵更省力；而就電子書制造商而言，使用加速度計的觸擊探測功能也較機械式按鍵更便宜，且其單一多功能組件可為制造商節省成本，可謂一舉數得。
而專注于MEMS麥克風開發的樓氏電子，其專利的SiSonic表面貼裝MEMS麥克風出貨量已突破十億顆，特別強調其低振動敏感度和高環境穩定性。近期電子書、微型投影機廠商已與該公司接洽，未來不排除有進一步合作的機會。樓氏電子亞太地區業務協理何美靜(圖3右)透露，樓式電子已獲得電子書廠商探詢，將有意于電子書內建MEMS麥克風，新增錄音功能。
藉由樓氏電子麥克風成功搶灘消費性電子市場，趁勢打響MEMS麥克風知名度后，已進而急速擴大MEMS麥克風的市場需求。為滿足市場需求，該公司除了專精于聲學技術之外，也將致力于縮減MEMS麥克風尺寸，新一代MEMS麥克風尺寸僅3.76毫米×2.95毫米×1.1毫米。
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手勢探測/動作控制需求興 三軸加速度計/六軸傳感器行情看俏
隨著電子書功能更人性與智能化，對于三軸加速度計和六軸傳感器需求更加殷切，成為MEMS廠商的兵家必爭之地。
如近期意法半導體已透過旗下眾多的IP產權開發出六軸傳感器樣品，并先行提供給大客戶參考。目前市場對于電子羅盤(E-compass)的市場需求量大，連帶激勵六軸傳感器的出貨量提高，六軸傳感器為三軸加速度計結合三軸磁感應器的方案，為意法半導體大力擘畫的產品線布局。相比陀螺儀只能探測到相對的位置；六軸傳感器可計算出更精確的位置，因此更適合導航等功能的發展，未來無論三軸加速度計或六軸傳感器均有機會用在電子書閱讀器。
而繼單軸和二軸加速度計后，飛思卡爾正推出三軸數字和仿真加速度計，該產品仍提供增強特性和改進的技術規范，如低電流消耗、更嚴格的偏移補償和增強的嵌入式智慧。
借著MEMS技術的持續演進，六軸加速度計技術規范將達到更高的效能，有別于三軸加速度計的消費性電子應用要求實現基本的手勢探測和動作控制，六軸傳感器則訴求更高精確度的動作與位置探測，只不過目前尚未達到合適的價格點，加上這些特性并非當前電子書閱讀器真正所需，反之，飛思卡爾卻觀察到應用于電子書閱讀器領域的三軸加速度計市場規模逐漸擴大。
有鑒于此，飛思卡爾正全力支持電子書閱讀器的三軸加速度計市場，然消費性電子產品對于組件的價格敏感度高，因此，該公司針對消費性電子市場已制定高性價比的定價策略，并搭配適當的功能集，例如目前正在開發的三軸回轉儀，飛思卡爾憑借擁有的MEMS IP，能在單一封裝中提供傳感器解決方案的各種組合，將可滿足手機、硬盤、便攜式導航裝置(PND)及其它便攜式電子產品市場對于性價比的要求。
成本/效能/尺寸挑戰加劇 200毫米制程舉足輕重
為加速MEMS慣性傳感器應用普及，除了評估個別應用領域對于MEMS組件的尺寸、成本要求選定適當的封裝，如四方形扁平無接腳(QFN)、雙排扁平無接腳(DFN)、小外型集成電路(SOIC)等技術之外，MEMS供貨商更力圖透過8吋(200毫米)晶圓廠，提升成本、效能及尺寸競爭力。
意法半導體已于2006年11月于意大利米蘭建置一條8吋MEMS芯片生產線，該公司號稱是全球首家采用200毫米芯片制造MEMS產品的廠商，新生產線可望降低MEMS產品的單位成本。
至于飛思卡爾已計劃于今年4月，將位于日本和蘇格蘭的兩家6吋晶圓廠遷移至三家8吋晶圓廠中，該公司期望這些8吋晶圓廠及其所建立的長期生產合作關系能充分符合未來生產量要求，并有助于提升成本與效能優勢。
現階段，用來制造MEMS組件的制程可分為體型微加工(Bulk Micromachining)和表面微機具(Surface Micromachining)兩大類制程，飛思卡爾的晶圓廠兼具此兩大項MEMS制造能力。Kelsey分析，飛思卡爾的加速度計內含表面微機具架構；此外壓力傳感器使用大量的微機具制程，亦即在制程中特別加入分離程序，利用非等向性化學過程，將硅晶從晶圓中移除，硅晶表面會視特定區域進行蝕刻以便形成薄膜，而薄膜會對壓力做出反應而產生偏光效果。
不過，專家表示，成本不見得與制程有絕對的關系，此外，現今MEMS市場尚未成熟到以價格為導向，因此仍以技術為主導，提供低價格MEMS組件的供貨商并未占有市場的最大優勢。
另外，在微型投影機的熱潮下，也可望刺激MEMS掃描鏡、振蕩器相關解決方案的需求，MEMS組件供貨商正積極透過技術、產品與市場策略搶攻市場商機。
微型投影掀浪潮 MEMS掃描鏡/振蕩器前景可期
根據市調機構PMA數據顯示，傳統投影機市場增長停滯，相反的，微型投影市場的爆發力驚人，自2008年始，即呈現直線增長的態勢，預估至2009年，微型投影的出貨量將可達約一千四百五十萬臺；至2012年，微型投影的出貨量更高達近一千一百六十萬臺。
目前，微型投影市場由數字微型反射鏡組件(DMD)、硅基液晶(LCoS)及液晶顯示器(LCD)微型投影技術三分天下，值得關注的是，標榜更小體積、更低功耗的新興激光微型投影正積極擺脫技術桎梏，試圖搶占微型投影市場的一席之地。而無論由德州儀器主導的DMD微投影技術，抑或微型激光投影，皆已分別采用MEMS微型反射鏡、MEMS掃描鏡開發微型投影機。隨著微型投影市場崛起，可望擴大MEMS微型反射鏡和掃描鏡的市場規模。
LED微型投影獨占市場 激光微型投影急起直追
根據市調機構Insight Media觀察，微型投影機市場將于2011年開始大幅增長，屆時微型投影機出貨量可達近兩千萬臺；另預計至2015年，全球超過十五億支的手機中，其中約有7%搭載微型投影模塊，微型投影模塊產量可望高達一億件。
此外，市調機構iSuppli也預測，未來4年內，微型投影裝置應用在智能型手機的出貨量將增長六十倍，微型投影的應用領域正逐步延伸至智能型手機、數碼相機、筆記本電腦、移動聯網裝置和便攜式數字錄放機等熱門市場，微型投影技術成為系統廠商提升各類便攜式置附加價值的熱門功能選項。
由于便攜式裝置內建微型投影機風潮興起，市場對于微型投影機的尺寸要求更加嚴苛。有業內人士表示，相比發光二極管(LED)光源微型投影技術(表1)，激光微型投影具有無限焦距、光機體積小、色彩飽和度高、低耗能等特性，后勢深具潛力。
表1 微型投影光機技術比較
即便激光微型投影擁有諸多優點，但LED微型投影技術仍較為成熟，已成為市場的主流方案，反觀激光微型投影的倍頻綠光模塊技術瓶頸若遲遲未能突破，將成為商品化的絆腳石。至今，發表過激光微型投影的廠商不乏國際知名大廠，如美商Microviosn、日商Nippon Signal、臺商先進微系統、三星(Samsung)及以色列bTendo等，惟未能量產的主因正是關鍵組件倍頻綠光模塊技術門坎過高，尚未有廠商能真正跨越。
除了MEMS微型反射鏡、掃描鏡和致動器之外，便攜式裝置內建微型投影風潮興起，也將帶動MEMS振蕩器、三軸加速度計及麥克風市場需求。
功能日趨多元 MEMS振蕩器精準度為致勝關鍵
以電子書閱讀器和微型投影而言，頻率振蕩器為不可或缺的核心組件，每款電子書閱讀器與微型投影必會搭配一顆頻率振蕩器，功能等同于電子裝置的心臟，尤其電子書閱讀器與微型投影功能不斷推陳出新，為支持豐富的功能發展，對于振蕩器的精確度要求亦將更高。
為獲得電子書閱讀器和微型投影的青睞，MEMS振蕩器廠商也使出渾身解數，爭相推出講求超薄化、高精度、低耗電、高可靠度的MEMS振蕩器，爭取最大市占。例如SiTime現已開發出厚度僅0.25毫米的MEMS振蕩器，該公司稱，該產品運作功耗達4毫安以下，低于任何可編程振蕩器，且待機功耗少于1微安培，因此可延長電池使用時間；此外，工作頻率達1M～100MHz，適合任何低功耗振蕩器的應用；加上，防振性能可達70G～50,000G；至于穩定度方面，平均故障間隔(MTBF)最高可達5億小時，優于石英振蕩器十倍。
而Discera則是繼晶體振蕩器后(XO)，再計劃投入溫度補償晶體振蕩器(TXCO)新品的開發，目標為精度達10-6，試圖藉此拓展Discera的市場版圖。
此外，為獲得電子書閱讀器和微型投影的青睞，MEMS振蕩器廠商相繼標榜體積更小、成本更低的的MEMS振蕩器。有別于石英振蕩器采用陶瓷封裝，尺寸愈小愈貴，相對而言，MEMS振蕩器則是愈小愈便宜，Discera已開發出比產業標準封裝尺寸如7050、5032、3225及2520等更小的MEMS振蕩器，而隨著體積縮小，MEMS振蕩器單價將較石英振蕩器更具競爭力。
相比石英振蕩器，MEMS振蕩器具備更小、更薄的優勢，恰好符合講求輕薄短小的應用需求，遂逐漸引起電子書閱讀器和微型投影廠商的關注。Discera即證實，電子書閱讀器和微型投影機廠商正在測試Discera的MEMS振蕩器樣品。
不過，相比石英振蕩器，MEMS振蕩器性能卻有不及之處，此將影響市場接受度，將為MEMS振蕩器廠商竭力改善的課題。
實現梯形校正/錄音功能 MEMS三軸加速度計/麥克風需求涌現
不同于傳統桌上型投影機，微型投影無論單機或者內建于其它便攜式裝置，必須經常進行梯形校正，將大幅推升MEMS三軸加速度計需求。
此外，可作為收音和傳感器的MEMS麥克風，在提供傳感器功能時可接收到人耳聽不見的超高頻或超低頻聲音，已有廠商試圖透過MEMS麥克風的感測特性，實現梯形校正功能。樓氏電子不諱言，除了電子書之外，廠商也有意于微型投影系統內建樓式電子MEMS麥克風作為傳感器，目的為取代傳統的加速度計，初步規劃為梯形校正的功能。
為進軍消費性電子市場，MEMS麥克風廠商皆致力于研發微小化、多功能的MEMS麥克風產品。專家認為，小體積MEMS麥克風將為市場的致勝關鍵，樓氏電子現在通過MEMS的CMOS設計流程，達成高整合、小體積及低成本的優勢；此外，MEMS麥克風匯集數字/模擬輸出、差分輸出、抗射頻(RF)噪音、放大器、敏感度等多元化功能將為大勢所趨，未來樓氏電子亦計劃于MEMS麥克風導入更多的功能。
意法半導體對MEMS麥克風市場也躍躍欲試，該公司首款MEMS麥克風產品已完成，但未正式發表，目前僅提供給通訊、消費性電子、個人計算機及便攜式裝置等領域的大客戶參考。該產品透過表面貼裝技術(SMT)封裝達成小尺寸優勢，體積規格為3毫米×4毫米×1毫米。
另外，為擴大MEME麥克風市場滲透率，MEMS麥克風廠商正致力于提高聲音敏感度、信噪比、音壓比、耐久度、穩定度及輸出電阻等效能。專家指出，聲音敏感度與信噪比及輸出電阻為客戶采購的三大要點，分別須達成-42dB、55dB和300奧姆的規格。現今，樓氏電子透過掌握技術門坎高的聲學技術，以達成MEMS麥克風高效能的要求。
隨著MEMS技術顯神通，電子書閱讀器和微型投影功能將更趨多元，并可進一步縮減電子書閱讀器、微型投影的外觀尺寸與降低功耗，加上吸引更多廠商投入之下，價格將更具吸引力，可望再掀市場熱潮。
