Micro-electro-mechanical systems (MEMS) sensors
 |
| 康橋科技 —— 白光攝影機專業廠商！ |
MEMS 感測器即微機電系統，是微電路和微機械按功能要求在晶片上的整合，尺寸通常在毫米或微米級。MEMS技術採用了半導體技術中的光刻、腐蝕、薄膜等一系列的現有技術和材料，因此從製造技術本身來講，MEMS中基本的製造技術是成熟的。
但MEMS更側重於超精密機械加工，並要涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。微機電系統的優點是：體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、效能穩定等。
在智慧化電子產品不斷湧現，物聯網智慧終端與整機產品製造市場穩定發展的帶動下，對感測器要求更小型化、智慧化、低功耗、高整合度、可大批量產及低成本，MEMS感測器便能解決這一市場需求，在近幾年技術和產量都得到了高速的發展。
MEMS感測器已經在我們每天使用的各類裝置上，數以百萬計地使用著。
在智慧手機上，MEMS感測器提供在聲音效能、場景切換、手勢辨識、方向定位、以及溫度/壓力/溼度感測器等廣泛的應用；
在汽車上，MEMS感測器藉助氣囊碰撞感測器、胎壓監測系統(TPMS)和車輛穩定性控制增強車輛的效能；
醫療領域，透過MEMS感測器成功研製出微型胰島素注射泵，並使心臟搭橋移植和人工細胞組織，成為現實中可實際使用的治療方式；
在可穿戴應用中，MEMS感測器可實現運動追蹤、心跳速率測量等；
在城市建設領域，MEMS感測器可以協助監測基礎設施建設的穩定性，營造充滿活力的回饋系統……。MEMS感測器已經被廣泛地整合到汽車電子、智慧家庭、智慧電網等物聯網應用領域。
IHS MEMS及感測器業務總監Jérémie Bouchaud指出，在今後5到10年內，智慧手機以及平板電腦，仍然是MEMS主要應用領域。今後MEMS的應用領域將逐漸擴大，包括正在興起的可穿戴裝置、可擁有百餘個MEMS感測器的汽車電子，和人們生活息息相關的智慧家庭和智慧城市都是需要大力挖掘的市場。
「我們認為會有可穿戴裝置的應用，但是它的比例還比較小，目前還不到10%，在這段時間內還是不會超過智慧手機應用。在汽車應用方面，會繼續看到MEMS感測器的應用，因為高階的汽車中，發現會有一百多個MEMS感測器，所以汽車是今後可以發展應用的領域。還有關於物聯網，我認為物聯網在MEMS感測器應用方面會有很好的發展 。」 他表示。
在手持終端應用領域，Jérémie指出將會出現一些新興感測器，包括指紋感測器，環境(溼度、氣體、 紫外線)感測器，健康(脈搏、血氧)感測器，熱成像感測器等。
此外MEMS麥克風、運動感測器包括加速計、磁力計、陀螺儀、壓力感測器，以及不同類別的運動感測器組合等市場，均有較好的成長表現。
近幾年MEMS市場發展迅猛，逐漸出現了多元化發展的局面。例如單位出貨量成長，但平均售價也迅速下跌；傳統製造廠商與新興無晶圓MEMS廠商的競爭；新興MEMS製造技術；多起行業併購等等。
「透過不斷的技術創新，以及多元化發展，輔以穩健可靠的批量生產供應鏈，和強大的合作關係，MEMS器件及感測器廠商將推動物聯網市場的成長。
在亞太等地區市場上，地區經濟特點必須加以考慮，這樣才能研發適合的產品，提供適合的支援模式。」 Jérémie Bouchaud指出。
近年來，MEMS的材料應用上，有被非矽材料逐漸替代的現象，學術研究人員現在開始專注於開發聚合物，和紙基微型器件。利用這些材料開發的器件，不僅技術要求符合環保，而且製作裝置簡單、成本較低。相對矽材料，它們大幅縮減了研發經費預算。許多聚合物和紙基微型器件的創新，都指向了醫療應用，對該領域來說，生物相容性和材料的柔性是基本要求。
紙基和聚合物微型器件的功能和效能開發，目前還處於相對早期的階段，這類器件的生產設施，現今也還沒有開發出來。這些新技術的成熟和商業化，可能還需要超過10年的時間。所以，基於矽材料的微型器件研究，還有很多創新工作要做，不然就會面臨發展停滯的風險。
MEMS感測器中國市場狀況
對岸中國作為全球最大的電子產品生產基地，消耗了全球四分之一的MEMS器件，吸引了全球的目光。但是就目前來看，中國大部分MEMS及感測器仍依賴進口，在2015年全球Top 50 MEMS供應商中國廠商僅有三家，瑞聲科技(AAC)、歌爾聲學(Goertek)、共達電聲(Gettop)和美新半導體(MEMSIC)。
然而，排名稍微靠前AAC和Goertek主要靠購買英飛凌的裸片來生產MEMS麥克風。不過近年來，中國對MEMS慣性感測器的研發熱度很高，而且大多集中在中國的頂尖研究機構。
清華大學、北京大學、中科院、電子26所等，還有一些海歸人員創下了一些MEMS感測器企業，如美新半導體、蘇州敏芯微電子、深迪半導體(上海)有限公司等。
中國的MEMS產業生態系統也正逐步完善，從研發、開發、設計、代工、封測到應用，產業鏈已基本形成，上海、蘇州、無錫都形成了研發中心。這也是台灣電子產業必須正視的趨勢與現象。這不是爭不爭氣的問題，而是市場效應。從政府相關單位到民間企業，必須重新思考這個效應。
這些MEMS企業雖然出貨量低，但是在一些低端消費消域，還是有些競爭力了。MEMS麥克風供應商AAC， Goertek等，透過購買英飛凌的MEMS和ASIC晶片然後自己封裝。美新(MEMSIC)的加速度計和磁力計，深迪(Senodia)的磁力計和陀螺儀，明皜(MiraMEMS)加速度計、磁力計、6軸電子羅盤，矽睿(QST)加速度計和磁力計。
由於MEMS感測器在消費端的應用，已經由高階市場逐步擴散到一些低端手機、可穿戴式裝置。這一塊的應用市場未來也很大。中國MEMS公司由於與國際大公司的技術差距，未來會集中「進攻」低端消費MEMS領域。在這些要求不高的領域，還是有很強的競爭力。而這些一般消費性產品的應用，台灣沒有條件再去投入。
MEMS前端研發需要大量的資金與時間，品種又過多，MEMS 器件很難贏利。這些廠家的最終命運一定是，要麼在低端消費品市場的競爭中脫穎而出，要麼就是累積技術最終被歌爾聲學這類廠家收購。
全球十大MEMS廠商
接下來小編為你盤點全球MEMS感測器十大廠商及相關產品(素材收集於網路)：
Top 10：Panasonic (松下)
松下電器，正式名稱為Panasonic株式會社(日語：パナソニック株式會社，Panasonic Corporation)，日本最大的電機製造商，也是日本前八大電機企業之一(松下電器、索尼、夏普、NEC、富士通、日立、東芝、三菱電機)，總部位於日本大阪府門真市。
Panasonic的中文為「松下」(早期叫National，1986年開始逐步更改為Panasonic，2008年10月1日起全部統一為 Panasonic)由日本松下電器產業株式會社，自1918年松下幸之助創業，發展品牌產品涉及家電、數位視聽電子、辦公產品、航空等諸多領域而享譽全球。
松下集團是全球性電子廠商，從事各種電器產品的生產、銷售等事業活動。1978年，中國國家領導人参觀了松下集團日本電視機工廠。在雙方會談中，創業 者松下幸之助表達了為中國做合作的決心。隨後，松下集團進入了中國事業的起始階段。在這幾年中，松下集團致力於產品出口，以及對中國工廠的技術合作，並於 1987年設立了第一家合資工廠。截至今日，松下集團在中國的事業活動涉及研究開發、製造、銷售、服務、物流、宣傳等多個方面。
松下電器半導體有限公司(Panasonic Semiconductor Solutions Co.， Ltd.)，是全球首屈一指的半導體供應商。並提供尖端半導體解決方案及軟體。
相關產品：MEMS陀螺儀感測器EWTS8RK，EWTS8RN
Top9：Denso(電裝)
電裝株式會社(デンソー株式會社，DENSO CORPORATION)1949年12月，作為豐田汽車工業株式會社的零組件工廠之一的電裝，從豐田集團獨立分離出來，以1500萬日元的資本金和 1445名員工的規模，在日本愛知縣刈谷市成立了「日本電裝株式會社」，並開始了營運。
如今，電裝已發展到日本排名第一、世界頂級的汽車零組件供應商集團 公司，在全球30多個國家和地區設有184家關聯公司，集團員工數達139842名 (截至2014年3月31日) 。
電裝株式會社 ，是世界汽車零組件及系統的頂級供應商。為世界頂級汽車技術、系統，以及零組件的全球性供應商，電裝在環境保護、發動機管理、車身電子產品、駕駛控制與安全、資訊和通訊等領域，成為全球主要整車生產商可信賴的合作伙伴。
電裝提供多樣化的產品及其售後服務，包括汽車空調裝置和供熱系統、電 子自動化和電子控制產品、燃油管理系統、散熱器、火花塞、組合儀表、過濾器、產業機器人、電信產品，以及資訊處理裝置。
作為電裝在中國的統括公司——電裝(中國)投資有限公司成立於2003年。
Top8：Invensense(應美盛)
Invensense公司成立於2003年6月，總部位於美國Sunnyvale，測試廠位於台灣，並在台灣、韓國、日本、杜拜設有業務處，及應用支援 服務處。主要生產的產品為運動感測追蹤元件。投資方包括Artiman Ventures、Partech International、Sierra Ventures和高通。
InvenSense為智慧型運動處理方案的先驅、全球業界的領導廠商，驅動了運動感測人機介面，在消費性電子產品上的應用。InvenSense是針對掌上型CE產品市場需求，發展出多軸角速度陀螺儀的先驅。在2006年，InvenSense便推出世界第一個高效能的雙軸陀螺儀，於2007 年，InvenSense更發展出針對CE應用之業界最小的雙軸陀螺儀。
Invensense擁有四種專有技術優勢：專利的Nasiri-Fabrication製程，先進的MEMS陀螺儀設計，可提供感測器訊號處理方案 (signal processing)，及運作本司運動處理平台(Motion Processing)關鍵之融合演算法技術(Sensor Fusion)的混合訊號電路系統(mixed-signal circuitry)，以及本公司的運動處理資料庫與運動感測應用(Motion Application)軟體方案。
相關產品：六軸重力加速度智慧感測器晶片系列：MPU-6050、MPU-6000、MPU-6555、MPU-6500、ICM-20608
ToP7：Knowles Electroincs(樓氏電子)
樓氏電子(Knowles Electronics)是1946年成立的，一家以應用為基礎的，致力於開發針對助聽器，和其他電子裝置市場的新型產品和元件的技術公司。
總部位於美國伊利諾 伊州的艾塔斯卡(Itasca)，全球員工超過一萬名，遍佈全球 37 個分支機構，包括歐洲、亞洲和北美的設計中心。從 1974 年開始在亞洲進行生產製造，並在中國和馬來西亞建立了世界一流的工廠。
樓氏電子是先進的微聲裝置、特種元件以及行動通訊、消費電子、醫療科技、軍事/空間，和其它工業終端市場的人機介面解決方案的市場領導者和全球供應商。提供精確可靠的產品，包括助聽器元件、MEMs(微機電系統)麥克風、揚聲器、受話器、感測器、電容器、振盪器等。
相關產品：表面貼裝MEMs SPH0641LM4H-1
Top6：Qorvo
RF Micro Devices Inc.和TriQuint半導體公司，2014年9月28日前宣佈，兩家公司以平等地位合併後的控股公司，將起名為Qorvo Inc.。另外雙方還將公佈新的Qorvo標識和股票程式碼，並在完成合並後立即開始使用。
TriQuint半導體公司成立於1985年，為全球各大通訊、國防及航空航太公司提供創新射頻解決方案，及代工廠服務，是該領域的全球領先供應商。
TriQuint憑藉其業內最全面的技術陣容、公認的研發領先地位、以及大規模製造方面的技術能力，使用砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、表面聲波 (SAW)和體聲波(BAW)技術生產各類標準和定製產品。
RFMD是設計和生產，高效能射頻解決方案的全球領先企業。RFMD的產品幫助實現全世界行動化，提供增強的通訊連線，並支援行動裝置、無線基礎設施、 無線區域網(WLAN或Wi-Fi)、有線電視(CATV)/寬頻、智慧能源/先進計量基礎設施(AMI) ，以及航空航太和國防市場需要的領先功能。
RFMD的多元化半導體技術系列，和在射頻系統領域的技術專長受到業內公認，是全球領先行動裝置、客戶端裝置及通訊 裝置提供商的優先供應商。
Qorvo 兼具RFMD和TriQuint的技術、集體經驗和智慧資源，是行動、基礎設施和國防應用領域可擴充套件，和動態 RF 解決方案的全球領導者。
2016年Qorvo收購一家超低功耗、短程RF通訊技術公司的GreenPeak Technologies。
相關產品： BAW和SAW濾波器 890084
Top5：Hewlett Packard(惠普)
惠普研發有限股份公司(Hewlett-Packard Development Company)位於美國加州的帕羅奧多，是一間全球性的資訊科技公司，主要競爭對手有IBM和戴爾公司。主要專注於桌上型電腦、伺服器、膝上型電腦、印表機、數位視訊、軟體、電腦與資訊服務等業務。2002年收購了美國著名的電腦公司康柏電腦公司。
惠普公司是由威廉·休利特及大衛·帕卡德兩位史丹佛大學畢業生於1939年所創辦。他們在加州帕羅奧多附近自家的車庫創設惠普，因此有「車庫創業」之稱，而該車庫亦被保留下來成為加州政府指定古蹟。
2014年10月6日，惠普發表宣告，將公司拆分為兩間獨立上市公司，個人電腦與印表機事業獨立，並且沿用原本HP品牌名稱，至於企業服務業務，分割為惠普商務(HP Enterprise)。分割作業將在2015年完成。原HP執行長Meg Whitman，轉任惠普商務執行長，由Pat Russo擔任董事長；原有HP公司由Dion Weisle出任執行長，董事長由Meg Whitman擔任。
由於惠普的印表機銷量較高，噴墨印表機MEMS熱激勵器等銷量也隨之增加，因此惠普在這一領域也具有較高的營收。
相關產品：基於極速獨立供墨系統的噴墨列印頭。
Top4：Avago Technologies(安華高)
安華高科技(Avago Technologies)公司1999年從HP分拆出來，是一家設計、研發，並向全球客戶廣泛提供各種類比半導體裝置的供應商，總部分別設在美國加州聖荷西和新加坡。Avago Technologies提供類比、混合訊號和光電器件及子系統，主要包括光電產品、射頻/微波器件，及企業ASIC三大類產品。
產品組合廣泛多樣，在以下四個主要目標市場中擁有約 6500 種產品，即：無線通訊、有線基礎設施、工業和汽車電子產品以及消費品與電腦外圍裝置。
安華高的產品在這些目標市場中，可應用於行動電話、家用電器、資料聯網與電信裝置、企業儲存和伺服器、發電和再生能源系統、工廠自動化、顯示器、光學滑鼠以及印表機。
2013年，Avago將以66億美元對LSI公司進行收購，勢將成為企業級儲存市場新的一份子。2015年安華高科技以總計約370億美元的現金和股票收購博通，這是全球晶片業歷史上最大規模的一樁併購案，安華高科技有限公司已經決定更名為博通有限公司。
相關產品：體聲波(BAW)濾波器ACPF-7241
Top3：Texas Instruments(德州儀器)
德州儀器(Texas Instruments，簡稱：TI)是一家位於美國德克薩斯州達拉斯的跨國公司，成立於於1951年，以開發、製造、銷售半導體和電腦技術聞名於世。
主要從事數位訊號處理與類比電路方面的研究、製造和銷售。它在25個國家有製造、設計或者銷售機構。德州儀器是世界第三大半導體製造商，僅次於英特爾、三 星；是行動電話的第二大晶片供應商，僅次於高通；同時也是在世界範圍內的第一大數位訊號處理器(DSPs)和類比半導體元件的製造商，其產品還包括電腦、微控制器以及多核處理器。
2011年收購美國國家半導體(National Semiconductor)之後，TI擁有由約45000種類比電路產品，及客戶設計工具組成的投資組合，這使TI成為世界上最大類比電路元器件生產廠商。德州儀器在基於行動反射數位光處理裝置的MEMS銷售方面表現頗佳。
相關產品：基於MEMS的TI TI DLP Pico
Top2：ST Micro Electronics (意法半導體)
意法半導體集團在1987年由義大利的Società Generale Semiconduttori (SGS) Microelettronica，與法國湯姆遜(Thomson)公司的半導體分部Thomson Semiconducteurs，兩家半導體公司合併而成，該公司自1998年5月湯姆遜撤股後由SGS-THOMSON更名為意法半導體 (ST Microelectronics)，總部位於瑞士日內瓦。
意法公司銷售收入<在半導體工業第七大高速成長市場之間分佈均衡(五大市場佔2007年銷售收入的百分比)：通訊(35%)，消費(17%)，電腦 (16%)，汽車(16%)，工業(16%)。
意法半導體擁有世界上最強大的產品陣容，既有智慧財產權含量較高的專用產品，也有多領域的創新產品，例如分立器件、高效能微控制器、安全型智慧卡晶片、微機電系統(MEMS)器件。
意法半導體已經公佈了與英特爾和Francisco Partners合資成立一個獨立的半導體公司的合作意向，名為Numonyx的新公司，將主要提供消費電子和工業裝置用非易失儲存器解決方案。
2001年起，意法半導體涉足於開發微機電系統，最初的硏究與開發於意法半導體在Castelletto的工廠中完成，但後來於2006年6月關閉，微機電系統活動遷移到位於Agrate的主要加工廠。
意法半導體的感測器產品包括MEMS(微機電感測器，包括加速度計、陀螺儀、數位羅盤、慣性模組、壓力感測器、溼度感測器和麥克風)、智慧感測器、Sensor Hub、溫度感測器和觸控感測器。
相關產品：6軸MEMS慣性感測器模組LSM6DSL和LSM6DSM
Top1：Robert Bosch(羅伯特·博世)
羅伯特·博世有限公司(Robert Bosch GmbH)是一間總部位於德國格爾林根的電子工程跨國公司，由羅伯特·博世於1886年建立。博世是德國最大的工業企業之一，從事汽車技術、工業技術和消 費品及建築技術的產業。1886年年僅25歲的羅伯特·博世先生在斯圖加特創辦公司時，就將公司定位為「精密機械及電氣工程的工廠」。
博世1909年進入中國市場，生產和銷售汽車零配件和售後市場產品、工業傳動和控制技術、包裝技術、電動工具、安控和通訊系統、熱力技術，以及家用電器。博世2014年在中國經營著62家公司，合併銷售額達到521億人民幣。
博世MEMS感測器於可穿戴裝置、物聯網等新應用，將依整合性與功率表現規劃相關產品線，分別為應用於感測器節點的高整合/高功率MEMS感測器，用 於穿戴式裝置的高整合/低功率型，搭載於物聯網標籤的單一元件/高功率型，及智慧開關用單一元件/高功率型，其中，高整合型持續自3軸朝6軸，乃至於9軸 發展，功率高低則與具備無線通訊功能有關。
相關產品：高智慧感測器解決方案BHV250和BHV160
全球前十名MEMS廠商佔據了大部分市場佔有率，我們將它們分為兩大類：
「氣勢洶洶的悍將」和「苦苦掙扎的巨頭」。「氣勢洶洶的悍將」包括博世、InvenSense、Avago和Qorvo。博世是值得特別注意的，因為它是目前排名前三十名中唯一一家雙市場(汽車和消費電子)MEMS公司，並且還具有研發和量產雙重設施。
「苦苦掙扎的巨頭」包括意法半導體、惠普、德州儀器、佳能、樓氏電子、電裝和松下。這些公司目前正在努力尋找一種有效的成長引擎。此外，還值得一提的是一些「小巨人」，如Qorvo和英飛凌(Infineon)，將來很有潛力發展為「悍將」或「巨頭」。
總結：
1、MEMS感測器，相對傳統的感測器有很多的優勢，廣泛的應用在了消費類電子、醫療保健、汽車工業等行業。
2、由於MEMS感測器行業的品種多達上萬種，研發投入過大，單品種的銷量很難放大，所以只有大企業才能贏利。
3、MEMS感測器已在消費電子產品、汽車工業、醫療保健、機器人及自動化工業、太空衛星、運載火箭、航空航太裝置等領域有著廣泛的應用，其中消費類電子已經成為了MEMS感測器的第一大應用市場。
4、汽車領域MEMS感測器前10大廠商，合計市佔率接近94%集中度非常高。是因為汽車上的使用的安全效能要求高，只有少數廠家能達到要求。
5、消費電子是MEMS最大的應用市場。Yole Developpement研究報告預測，全球MEMS消費類感測器市場，將以18.5%的年複合成長率成長，到2018年將達到64億美元。廠商的集中度相對較低，是因為消費類的MEMS感測器要求較低。
6、2015年MEMS感測器市場規模達到146億美元，預計到2020年，MEMS市場產值將以12%～13%的複合成長率成長至300億美元，單位出貨量達到23.5億。
0 comments:
張貼留言