在即將過去的2007年里，MEMS傳感器完成了從汽車電子市場到消費電子市場的華麗轉(zhuǎn)身，開始走進越來越多的消費類產(chǎn)品中：硅麥克風在手機中的應(yīng)用呈現(xiàn)出快速增加的趨勢，加速計和陀螺儀也在GPS導航推算系統(tǒng)以及手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機等便攜設(shè)備的防震檢測中大顯身手，而各種MEMS傳感器在消費電子產(chǎn)品中的組合應(yīng)用，更將徹底顛覆從前單一的鍵盤操作模式，帶給消費者更多的體驗和人性化的操控模式。 和傳統(tǒng)器件相比，MEMS傳感器的集成度更高，輸出的信號便于設(shè)計時的系統(tǒng)連接和使用；體積更小，適合消費電子產(chǎn)品的各種外形的設(shè)計；功耗更低，可以滿足各種便攜式產(chǎn)品的低功耗要求；性價比更高，有效地滿足了消費電子產(chǎn)品的性能要求。同時，隨著消費電子產(chǎn)品的技術(shù)日益成熟，產(chǎn)品的同質(zhì)化將是一個嚴峻的課題，而MEMS器件在消費電子產(chǎn)品中的使用，將有助于消費電子產(chǎn)品的差異化發(fā)展。除此之外，隨著MEMS技術(shù)的進步，MEMS器件的成本也日益降低，從而進一步給MEMS器件在消費電子中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。 MEMS器件在消費類產(chǎn)品中的創(chuàng)造性應(yīng)用也有力地推動了MEMS市場自身的加速發(fā)展。市場調(diào)研機構(gòu)Gartner認為，到2010年MEMS元器件可能成為一個100億美元的市場，而具有MEMS技術(shù)的產(chǎn)品可能將增長到950億美元。這一誘人的市場前景既吸引了飛思卡爾、ADI、意法半導體、樓氏電子等傳統(tǒng)半導體大廠的加入，也促進了Bosch Sensortec 、美新半導體、青鳥元芯等新興MEMS公司的出現(xiàn)。 多重傳感器組合，打破傳統(tǒng)單一操作模式

新一代硅麥克風可以實現(xiàn)更小的元件尺寸、更佳的環(huán)境可靠性，同時增強了進入其它電子產(chǎn)品的靈活性。k2kesmc

從產(chǎn)品類型來看，目前在消費電子產(chǎn)品中使用最多的MEMS傳感器是樓氏電子的硅麥克風(SiSonic)，利用MEMS技術(shù)，它已經(jīng)掀起了全球貼片式麥克風潮流。隨著MEMS技術(shù)的引入，新一代硅麥克風可以實現(xiàn)更小的元件尺寸、更佳的環(huán)境可靠性，同時增強了進入其它電子產(chǎn)品的靈活性。通過把MEMS麥克風和處理電路集成在一塊芯片上，可以提高手機通話質(zhì)量，即使是在一個非常吵鬧的環(huán)境下打電話，對方也只聽到你的聲音而完全聽不到其它背景噪音。硅麥克風已被各種便攜式消費電子產(chǎn)品如手機、筆記本電腦、DSC/DVC、BT耳機、便攜多媒體播放器(PMP)等所廣泛采用。據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Information Network，預計到2008年麥克風市場中的MEMS產(chǎn)品將占據(jù)15%的市場份額，復合增長率高達240%。 除了硅麥克風之外，其他的MEMS傳感器也在2007年開始大量進入消費電子產(chǎn)品。無論是任天堂Wii的上市，還是蘋果公司iPhone的發(fā)表，這些劃時代的革命性產(chǎn)品中都無一例外地使用了三軸加速計。據(jù)法國市場調(diào)研公司Yole Development的報告，2005~2006年慣性MEMS市場(包括陀螺儀和加速計)增長了55%，達到2.32億美元，預計2006~2011年平均復合年增率為35%。 Yole的分析師Mathieu Potin表示：“該市場的增長動力主要來自加速計，到2011年將占總體慣性MEMS銷售額的65%左右。而消費電子類應(yīng)用到2011年將占總體銷售額的40%?！? 除了上文提到的GPS盲區(qū)導航以及硬盤防震保護功能之外，這些MEMS加速度傳感器還可以幫助消費電子產(chǎn)品實現(xiàn)圖形翻轉(zhuǎn)(操控界面隨著設(shè)備的狀態(tài)進行調(diào)整以便于操控)；計步器及其延伸功能；音樂及視頻的播放控制；菜單的滾卷；游戲，娛樂；照相功能的防手抖及水平提示等各種功能。 與加速度傳感器相比，壓力傳感器的增長則相對比較平穩(wěn)。據(jù)北京青鳥元芯微系統(tǒng)科技有限責任公司總經(jīng)理張威介紹，目前在胎壓監(jiān)控等汽車電子市場中，壓力傳感器已經(jīng)基本上完成了對傳統(tǒng)器件的替代，成為市場主流；而在消費電子領(lǐng)域，青鳥元芯的壓力傳感器主要應(yīng)用于兩大類產(chǎn)品，一類是用于測氣壓、高度、天氣變化，如運動手表、天氣預報計等；另一類是數(shù)顯模塊，如手持式汽車打氣泵、家用血壓計等。張威表示，青鳥元芯的壓力傳感器基于壓阻式原理，占公司總業(yè)務(wù)的80%以上，其中PS系列壓力傳感器市場反應(yīng)良好，主要用于運動手表，量程范圍可做到5psi到300psi。

魏繼烈：將來MEMS傳感器的應(yīng)用熱點在于多種傳感器的組合，打破從前單一的鍵盤操作模式。

美新半導體(無錫)有限公司高級市場經(jīng)理魏繼烈表示：“不同的MEMS傳感器的應(yīng)用將會有不同的應(yīng)用，每一種MEMS傳感器都是針對測量某種物理量而設(shè)計，不同的傳感器的應(yīng)用將由該傳感器所感應(yīng)的物理量的延展性來決定。從應(yīng)用的角度看，不外乎是提供功能或娛樂、體驗，結(jié)合這兩部分，我們認為將來MEMS傳感器的應(yīng)用熱點在于多種傳感器的組合，在完成各種傳感器所具備的功能的基礎(chǔ)上，打破從前單一的操作模式(鍵盤操作)，通過算法處理，為用戶提供更加人性化的操控方式和娛樂及用戶體驗。” 他進一步指出：“手機作為未來的個人多媒體平臺，將擔負個人通訊，娛樂等功能。MEMS傳感器通過從單一到多種的發(fā)展和集成，將可以給消費者更多地便利、快樂和體驗。作為消費者主體的人，在解決了溫飽問題之后，最大的需求就在于‘溝通’，‘娛樂’等方面上，從這個層面出發(fā)，隨著MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展，在手機中的應(yīng)用前景非常廣闊。” 飛思卡爾半導體公司汽車和標準產(chǎn)品部傳感器部副總裁兼總經(jīng)理Demetre Kondylis也認同這一觀點，他表示：“通信和消費電子市場上每天都有新的MEMS應(yīng)用面世，其中一個非常重要的機會就在手機領(lǐng)域，因為手機具有獨特的需求，其組件封裝和PCB等硬件必須非常小巧。” 從封裝入手MEMS廠商積極應(yīng)對成本挑戰(zhàn) 為消費電子市場開發(fā)MEMS傳感器所面臨的首要挑戰(zhàn)，即是滿足消費電子產(chǎn)品對于成本的要求。近幾年MEMS產(chǎn)品能夠在對成本極為敏感的消費類市場得到迅速應(yīng)用，這在很大程度上要歸功于產(chǎn)品價格的逐步下降。

Angelo Assimakopoulos：MEMS器件的制造方法非常適合消費電子市場這樣存在大批量需求的領(lǐng)域。

樓氏電子新事業(yè)發(fā)展處長Angelo Assimakopoulos表示，不是所有的產(chǎn)品都適合采用MEMS，但是對于消費電子市場這樣存在大批量需求的領(lǐng)域，MEMS器件的制造方法非常適合。麥克風、壓力傳感器、陀螺儀、加速計和高度計等傳感器產(chǎn)品可以利用半導體制造工藝，以一致的產(chǎn)量大規(guī)模生產(chǎn)，并達到適于消費市場的成本目標。不過，由于MEMS研發(fā)與資本支出成本高昂，在可制造性設(shè)計(design for manufacturing)方面采取正確的方案非常關(guān)鍵。利用MEMS器件來滿足消費電子市場的成本要求，需要在產(chǎn)品開發(fā)初期就加以考慮，不能在向市場發(fā)布產(chǎn)品時才考慮。這樣才能確定和選擇最適合商業(yè)計劃的制造與供應(yīng)模式。當制造商進入市場時，他們需要立即啟動成本削減計劃，以在消費電子市場保持增長勢頭。只有正確執(zhí)行這些計劃，MEMS產(chǎn)品才能實現(xiàn)性能優(yōu)勢(產(chǎn)品，可靠性，制造等等)，并使消費電子市場中的客戶實現(xiàn)總體成本節(jié)省。 除了前期計劃，封裝技術(shù)是另一個影響成本的重要因素。眾所周知，封裝成本在MEMS傳感器的成本中占很大比重，樓氏電子表示其硅麥克風有幾種不同的封裝方法，不過最普遍使用的還是傳統(tǒng)的PCB封裝，因為這種方法“隨時可用、具有成本效益，而且對于新產(chǎn)品開發(fā)來說具有靈活性”。 飛思卡爾則在繼續(xù)改進其封裝技術(shù)，并且考慮增加芯片級封裝和晶片級封裝。Kondylis還指出：“飛思卡爾的優(yōu)勢包括其廣泛的IP產(chǎn)品系列。在MEMS領(lǐng)域，作為大批量制造商，我們可以提供供貨保證。飛思卡爾的傳感器產(chǎn)品系列包括多功能應(yīng)用以及使用各種移植和安裝選項以適應(yīng)最終設(shè)計的高級/多樣化封裝。飛思卡爾與客戶建立了經(jīng)過廣泛實踐驗證的良好關(guān)系，可以為使用傳感器產(chǎn)品提供一流的支持。產(chǎn)品集成有助于提高產(chǎn)量，幫助降低多功能單一封裝解決方案的生產(chǎn)成本。這些解決方案可以幫助客戶簡化他們的新產(chǎn)品開發(fā)，加快產(chǎn)品的上市速度?！彼€強調(diào)說：“客戶想要的是完整的交鑰匙硬件和軟件解決方案而不僅僅是傳感器組件。飛思卡爾已經(jīng)采取了很多措施來滿足這一需求。例如，我們?yōu)樽杂陕潴w檢測提供完整的軟件解決方案。為了為開發(fā)人員提供更大的設(shè)計靈活性，飛思卡爾計劃在2007年推出數(shù)字輸入加速計?！? 與國際廠商相比，中國本地企業(yè)也在充分挖掘自己的優(yōu)勢所在。美新目前主要就是通過研發(fā)和使用不同的封裝來降低產(chǎn)品成本，此外魏繼烈還表示：“與國際廠商相比，美新的主要競爭優(yōu)勢在于服務(wù)和創(chuàng)新。針對消費電子市場的特色，美新跨越了單純提供產(chǎn)品(Device)的階段，我們給客戶提供的不僅是器件，同時包含了各種創(chuàng)意及內(nèi)容服務(wù)?！鼻帏B元芯的張威則認為，同國際MEMS巨頭相比，更低的采購成本與制造成本是中國本地企業(yè)的競爭優(yōu)勢之一。但他同時也謹慎地指出, MEMS制造技術(shù)結(jié)合了電子、機械、化學等眾多行業(yè)特性，并且與納米技術(shù)相兼容，是一門非常復雜的綜合學科，發(fā)展時間也并不算長，并且目前行業(yè)標準缺乏，各廠商各自為陣，MEMS傳感器產(chǎn)品也尚未經(jīng)過市場的長時間檢驗，是否存在風險隱患還為未可知，因此需要謹慎對待。 其次，更小巧的封裝體積也是消費手持電子產(chǎn)品的一個必要條件。Kondylis表示，飛思卡爾的主要技術(shù)計劃包括以創(chuàng)新的方式在片上系統(tǒng)(SoC)和System in Package(SiP)中集成批量和表面微加工MEMS、混合信號和嵌入式控制，進而開發(fā)世界級的傳感解決方案。他指出，集成工作經(jīng)歷了這么一個過程，即從獨立的器件發(fā)展到基礎(chǔ)集成，再到技術(shù)合并和選擇性的集成，最后將實現(xiàn)完全集成。他說：“飛思卡爾利用分技術(shù)區(qū)實現(xiàn)慣性和壓力傳感器，進而實現(xiàn)更大的設(shè)計靈活性并最大限度地提高產(chǎn)品性能。飛思卡爾的多芯片(變頻器+ASIC)方法可實現(xiàn)封裝內(nèi)集成來采用更小巧的組件。所使用的一些方法都是CMOS和MEMS技術(shù)的結(jié)合?！? 硅麥克風巨頭Akustica不久前宣布開發(fā)出世界上最小的麥克風，在1×1mm的尺寸上集成了轉(zhuǎn)換器和處理電路，據(jù)稱比同類產(chǎn)品的尺寸小了70%。這款麥克風采用了一個微機電系統(tǒng)(MEMS)振膜和芯片上互補型CMOS模擬電路，無需傳統(tǒng)封裝就可以直接貼裝在印刷電路板上，可以和手機等小型電子設(shè)備中的其它ASIC一起整合在一個封裝中，非常適用于手機。

加速計將在GPS導航推算系統(tǒng)以及手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機等便攜設(shè)備的防震檢測中大顯身手。k2kesmc

意法半導體新的三軸運動傳感器在產(chǎn)品小型化路線上也前進了一大步，新一代低功耗三軸線性加速計芯片LIS331采用 3×3×0.9mm的塑膠封裝，能夠有效地克服便攜電子設(shè)備對空間和重量的限制因素，并承受高達10,000g的振動和撞擊。這款動作傳感器適合消費電子和工業(yè)市場上的低g應(yīng)用，包括手機和游戲的用戶界面、硬盤保護功能中的自由落體檢測和白色家電中的震動檢測和修正。特別低，單擊和雙擊識別功能允許制造商把一個簡單的敲擊動作與用戶的命令關(guān)聯(lián)起來，如關(guān)開便攜設(shè)備電源、打開一個文檔、瀏覽一個應(yīng)用程序的菜單或者直接在衣袋里把正在振鈴的手機靜音。 飛思卡爾也于日前推出了一款據(jù)稱全球最薄的三軸數(shù)字輸出加速計MMA7450L，這種加速計采用塑料矩柵陣列(LGA)封裝，厚度僅0.8毫米，比以前的產(chǎn)品體積縮小77%，旨在滿足功能豐富的便攜式消費電子產(chǎn)品日益凸現(xiàn)的空間限制。MMA7450L是為了簡化微處理器和微控制器(MCU)的集成而設(shè)計的，它基于需要移動、加速或傾斜傳感的手部運動和設(shè)備，可用于便攜式電子產(chǎn)品的用戶界面。 Demetre表示，飛思卡爾的HARMEMS(高深寬比微電機系統(tǒng))技術(shù)最近幾年取得的一些令人興奮的技術(shù)進步成果，采用該技術(shù)開發(fā)的具有超阻尼變頻器的慣性傳感器使設(shè)備可免受任何高頻率震動的影響。飛思卡爾最近推出的MMA73x0L加速計系列具有很高的靈敏度，并且在3×5×1mm的LGA封裝中包含了體積最小的變頻器。為了實現(xiàn)進一步集成，飛思卡爾還在QFN 6×6mm封裝中開發(fā)Z軸慣性衛(wèi)星解決方案。 青鳥元芯的張威認為，目前半導體芯片的集成度已經(jīng)很高，即減小了體積又降低了成本，隨著MEMS技術(shù)的完善，未來MEMS傳感器很可能也會和其他半導體芯片進一步集成，從而成為“最終的系統(tǒng)級芯片”，“例如，隨著手機發(fā)展成綜合性的移動個人多媒體終端，半導體芯片大廠未來很有可能將MEMS器件也集成到IC當中去, 替代獨立的MEMS器件，從而進一步減小產(chǎn)品體積?！? “我們都在講‘虛擬世界’，其實目前在消費電子市場，‘虛擬世界’和消費者的溝通非常單一(主要是通過鍵盤操作)，MEMS傳感器在消費電子產(chǎn)品中的應(yīng)用將徹底改變這種單一的局面，通過在消費電子產(chǎn)品中使用多種傳感器，可以讓你的‘虛擬世界’能和你真正地溝通，這也正是美新的追求目標。”正如魏繼烈所說，隨著更多種類的MEMS傳感器產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，更多創(chuàng)造性應(yīng)用在消費電子產(chǎn)品上的開發(fā)，MEMS傳感器必將幫助消費電子構(gòu)建起全新的溝通模式，讓消費電子產(chǎn)品通過使用MEMS傳感器帶給消費者更多的快樂和體驗。