未來MEMS發(fā)展關鍵議題

為維持產品競爭力，MEMS領導業(yè)者莫不朝降低成本與提高附加價值發(fā)展，

可行的方向有二，一是產品持續(xù)微型化(Minimization)，

二是提高產品功能整合程度(Modulization)。

【撰文／李冠樺】

依照MEMS應用領域來區(qū)分，消費電子、汽車電子、醫(yī)療和生命科技、通訊和工業(yè)自動化是主要項目。(攝影／許育愷)

隨著MEMS組件逐漸進入消費性電子市場，未來幾年整體MEMS市場將由以往的少量多樣，轉變?yōu)槎嗔可贅?。主流應用如通訊或消費性產品將產生大量組件需求，并帶動MEMS產業(yè)再次進入成長期。不過，隨著愈來愈多的業(yè)者搶入，在整體市場仍處新應用培育階段，熱門應用產品屈指可數(shù)的情況下，短期過多的業(yè)者競相投入，無疑使得產業(yè)競爭加?。皇紫劝l(fā)生的，就是熱門MEMS產品的價格戰(zhàn)一觸即發(fā)。以MEMS麥克風為例，由于應用于手機市場，加上投入業(yè)者快速成長，產業(yè)競爭的快速升溫造成ASP大幅下滑，未來幾年ASP仍將平均以-14％速度下滑，如何維系獲利能力，成為業(yè)者共同課題。

降低生產成本

在如何建立合適策略，維系公司獲利能力上，由于消費性電子市場產品變化快速、生命周期短，加上目標客群對于產品的要求往往在于輕薄短小且價格低廉，故對于組件的需求重點在于低價與高整合度；因此，為維持產品競爭力，領導業(yè)者莫不朝降低成本與提高附加價值發(fā)展，即所謂的Minimization & Modulization，藉由將產品持續(xù)微型化(Minimization)，并藉由經濟規(guī)模降低生產成本；另一方面則是提高產品功能整合程度(Modulization)，增加產品附加價值；并利用專業(yè)代工業(yè)者進行生產，進一步帶動垂直分工產業(yè)體系成型。

首先在降低生產成本上，隨著市場需求的提高，整體產業(yè)開始走向藉由經濟規(guī)模降低生產成本，這帶動了MEMS組件的生產規(guī)模由以往的4吋或6吋晶圓，逐漸朝向8吋晶圓發(fā)展，以期能更快滿足消費電子的大量需求與低價壓力。在此種趨勢下，目前部分MEMS業(yè)者陸續(xù)建立新的8吋生產線，也有許多半導體業(yè)者考慮將老舊的8吋生產線重新利用，投入MEMS制造，未來這些擁有8吋廠的DRAM或晶圓代工業(yè)者，將成為目前MEMS制造商的潛在競爭者或代工商。

MEMS組件的生產規(guī)模逐漸朝向8吋晶圓發(fā)展，以期能更快滿足消費電子的大量需求與低價壓力。(攝影／鄒福生)

除了藉由8吋生產線的采用來降低成本外，另一個可有效降低產品成本的方式，則是藉由掌握封裝技術，縮小組件體積并降低成本。由于MEMS封測約占產品40％成本，在市場對于低價、小型化與高整合度(MEMS+IC)的需求壓力催促下，具備影響量產進度與最終產品良率，以及能改變最終產品尺寸的封裝技術，將成為影響業(yè)者在MEMS產業(yè)競爭力的關鍵。

觀察目前的主流封裝方式，仍是以2 chips(1 MEMS+1 LSI)封裝為單一產品，亦即以SiP方式整合MEMS與ASIC。此種方式優(yōu)點除在于將制造步驟單純化外，亦可依據(jù)應用所需的特性需求，彈性調整搭配的芯片組合，適合目前的多樣化市場生態(tài)；而除了目前的2 chips封裝方式外，IMU亦已嘗試使用Multi-chip 3D stacking package進行進一步整合。

加強整合度

除了降低成本外，另一個方向就是藉由加強整合度，提高產品附加價值來確保公司競爭優(yōu)勢。近年來業(yè)者陸續(xù)提出所謂「From device to module」的產品發(fā)展藍圖；例如Si Microphone的領導業(yè)者Knowles提出了所謂acoustic module的觀念，做為微麥克風下一代產品的發(fā)展概念；亦即除了原先的微麥克風組件外，進一步加入了signal processing function于組件中，以強化產品的噪音消除能力，或是針對免持功能加入增益回路等。而Bosch、SDA/SDI等業(yè)者亦針對加速度計或陀螺儀提出所謂IMU(Inertial Measurements Unit)的整合發(fā)展方向。發(fā)展MEMS振蕩器的SiTime、Discera亦嘗試整合更多的周邊電路，以取代傳統(tǒng)的石英組件與振蕩電路。

此外，在MEMS制程平臺的選擇上，隨著MEMS跨入大眾消費性電子市場，未來對于成本與產量的掌握將成為業(yè)者競爭優(yōu)勢；Si制程具有低成本、產能豐富、相關支持產業(yè)完整，加上CMOS MEMS有可能進一步與IC整合為單一芯片，故仍將為應用于大眾市場的MEMS產品主要制程選擇。

而隨著產業(yè)競爭逐漸走向白熱化，未來專利戰(zhàn)將成為領導業(yè)者有效阻隔競爭者的攻擊手段。以MEMS麥克風為例，領導業(yè)者Knoewles在MEMS麥克風結構與封裝技術上享有的專利優(yōu)勢與專利布局，有效的限制了其他業(yè)者在目前主流市場的發(fā)展，至今仍有近八成市占率；隨著未來競爭的白熱化，專利戰(zhàn)將成為后進者成長隱憂。