Eric Mounier為Yole Developpement創(chuàng)辦人
2012~2017年,微機電系統(tǒng)(MEMS)市場產(chǎn)值將呈現(xiàn)穩(wěn)定的二位數(shù)成長,預估到2017年產(chǎn)值將達210億美元;出貨量及營收的年復合成長率(CAGR)也將分別達到20%和13%。原因在于各式電子裝置對動作感測器與微流體(Microfluidics)系統(tǒng)晶片的需求將不斷擴大,并逐漸主導MEMS市場。在2017年,這些機件出貨量將接近MEMS市場一半的出貨比重,其中加速度計、陀螺儀和磁力計占整體市場25%,而微流體晶片則占23%。
慣性感測器需求強勁 整合型設計漸興起
動作感測器在終端裝置的滲透率正大幅激增,未來幾年可望顯著成長,截至2017年將帶來52億美元商機。不過,伴隨同業(yè)競爭、價格下滑、市場成熟與供應鏈整合等現(xiàn)象發(fā)生,2012~2017年加速度計、陀螺儀及磁力計加總產(chǎn)值的年復合成長率將僅有8%左右,呈現(xiàn)穩(wěn)定增長局面。
Laurent Robin為MEMS與感測器市場研究員
目前加速度計已普遍用于智慧型手機中,隨著智慧型手機市場快速成長,接下來3年總量將從四億五千萬成長到九億支,更帶動加速度計出貨量攀升。此外,陀螺儀在智慧型手機中的使用率,也從2010年的9%激增到2011年的36%,預估在未來2~3年內(nèi),所有智慧型手機都會裝置陀螺儀,且由于手機制造商已把影像穩(wěn)定做為增加照相畫質(zhì),并與其他產(chǎn)品區(qū)隔功能的手段,故許多手機將搭載兩個以上陀螺儀,挹注更多出貨動能。
搶搭此一熱潮,應美盛(InvenSense)已為手機制造商推出影像穩(wěn)定用的含陀螺儀照相模組,讓手機業(yè)者更容易設計產(chǎn)品;而意法半導體(ST)則推出一款雙核心產(chǎn)品,內(nèi)建兩個高精準度感測器,其中一個核心還可給游戲使用,但該產(chǎn)品須較復雜的特定應用IC設計,故售價將不便宜。
圖1 2010~2017年MEMS市場產(chǎn)值預測
至于磁力計方面,仍舊由擁有78%市占率的AKM主導市場,其Hall-based裝置可與應美盛的MEMS模組和軟體緊密結合。但其他廠商如意法半導體、博世(Bosch)與美新(MEMSIC),都相繼表示其MEMS技術更精確,且耗費更少電力,同時可與其自行推出的裝置完美整合,亟欲分食AKM市占率。
由于消費性電子裝置導入各式慣性感測器的趨勢成形,從2011年開始,兼容多元感測功能的整合型感測器(Combo Sensor)設計也隨之崛起,其內(nèi)含一個特定應用IC、六軸加速度計與一個整合型磁力計,可擴大應用范疇?,F(xiàn)已有內(nèi)含六軸加速度計與陀螺儀的產(chǎn)品問世,且價錢只比純加速度計稍貴。
盡管現(xiàn)階段獨立型元件仍占多數(shù),但2~3年內(nèi)許多公司將陸續(xù)推出六或九軸產(chǎn)品,獨立感測器市場將會開始萎縮,而整合型產(chǎn)品將大幅成長,從目前市場營收不到1億美元的表現(xiàn),到2017年將暴沖至17億美元。
瞄準掃描與診斷測試應用 微流體系統(tǒng)晶片聲勢漲
除慣性感測器市場可期外,微流體系統(tǒng)晶片的需求也持續(xù)增溫,雖開發(fā)時程比預期更長,但微流體市場與去年相比已有23%的年成長率;預期2017年,對微流體裝置產(chǎn)值(不含化學部分)將達48億美元,占總體MEMS市場需求20%,僅次于慣性感測器的比重。
MEMS重要廠商已加碼投資微流體設計,其他聚合化工領域業(yè)者也爭相投入制造,目前廠商已準備好推出低成本、反應快速的微流體解決方案,包含掃描與診斷測試工具等。其中,微流體主力市場應用范疇將在食物與飲水的品質(zhì)掃描方面,其次則是在診斷測試、遠距診斷與醫(yī)學研究應用上,亦將大舉導入微流體方案。
光學/射頻微機電出貨成長不容小覷
至于光學微機電與射頻微機電(RF MEMS)也是市場關注焦點。首先,光學微機電整體市場規(guī)模將在2017年達到26億美元,年復合成長率超過16%。其中,投影設備將是重要推手,特別是新興的微投影機市場今年將有重大進展,許多手機品牌大廠已發(fā)布搭載內(nèi)嵌式微投影的概念機種,刺激光學微機電需求走揚。
盡管目前投影設備應用數(shù)位光源處理(DLP)技術的比例已超越矽基液晶(LCoS),成為市場主流方案;而使用MEMS雷射技術的系統(tǒng)則需兩個大型特定應用IC,以及較大設計空間與成本,仍處于發(fā)展起步階段。但隨著綠光雷射的產(chǎn)品樣本推出,已大幅改善光學微機電的尺寸與成本問題,預估市場滲透率將開始成長。
圖2 2010~2017年消費性應用MEMS動作感測器出貨量預測
與此同時,隨著第一臺搭載WiSpry射頻微機電解決方案的手機在2011年面世,射頻微機電交換器與調(diào)整器正開始走紅。然而,許多人對該技術將來的應用范疇仍存有不同意見,但至少其在天線調(diào)整器或4G智慧型手機的可調(diào)整射頻功能中,具有很大發(fā)展空間。
其中,Paratek也使用薄膜二極可變電容的非MEMS技術,賣出第一個產(chǎn)品給三星(Samsung);而RIM購并Paratek的動作也暗示RIM將此一技術視為未來數(shù)年的戰(zhàn)略重點。往后其他重要的MEMS開發(fā)商也將紛紛跨入此一戰(zhàn)場,如Peregrine推出SOS(Silicon-on-sapphire)的競爭產(chǎn)品,同時,支持SOI(Silicon-on-insulator)技術的業(yè)者也積極發(fā)展。
由于射頻微機電技術正在交換器、可變電容、MEMS震蕩器、體聲波(BAW)濾波器和雙功器中大展拳腳,預計在2017年市場產(chǎn)值可成長到10億美元,年復合成長率達16%。