整合三軸加速度計與三軸陀螺儀的六軸MEMS器件如雨后春筍般，正快速普及移動設備市場。諸如意法半導體（ST）、應美盛（InvenSense）與博世（BoschSensortec）等公司，皆紛紛邁向多軸設計趨勢，競相推出六軸MEMS組合傳感器，期待以高集成度、高效能、低成本、小體積等優(yōu)勢擴大MEMS市場商機。
研究機構(gòu)YoleDeveloppement預估，2012~2017年，MEMS市場出貨量及營收的年復合成長率將分別達到20%和13%；至2017年時產(chǎn)值將達210億美元。其中，加速度計與陀螺儀等慣性傳感器正加速普及于平板電腦與智能手機中，出貨成長的力道最大，推動各公司營收增長。
有鑒于市場需求暢旺，意法半導體正全力提升MEMS產(chǎn)能。特別是各種新款低價平板將陸續(xù)在下半年登場，勢將帶動加速度計、陀螺儀、電子羅盤、壓力傳感器與MEMS麥克風等元件出貨量向上攀升。因此，意法半導體的日產(chǎn)能已從去年9月的一百五十萬顆，擴大三百萬顆，以因應市場需求。
低價平板需求飆STMEMS日產(chǎn)能翻倍
意法半導體營銷經(jīng)理郁正德表示，隨著平板電腦價格越來越低，市場滲透率也急劇竄升。特別是中國大陸、印度等新興市場對于99~250美元之間的平板價位接受度較高，將有利于擴大整體平板電腦市場產(chǎn)值，并帶動MEMS、電源IC和面板等相關零器件需求。
其中，關乎用戶體驗的MEMS傳感器，受惠平板價格日趨下滑，規(guī)格卻日漸提升，出貨量比起過往已大幅增長。郁正德進一步指出，平板制造商為滿足使用者更多感測體驗，已從過往只導入加速度計與陀螺儀，轉(zhuǎn)變?yōu)閷㈦娮恿_盤、壓力傳感器等器件均列為標準配備，因而助長MEMS傳感器出貨量。
值得注意的是，隨著移動設備采用的MEMS數(shù)量逐漸增加，占位面積與功耗弊病也隨之衍生。因此，可解決上述問題的高度集成的MEMS市場商機已開始浮現(xiàn)。郁正德認為，集成加速度計與陀螺儀的六軸MEMS傳感器，不僅制造成本較低，且符合移 動設備輕薄設計的趨勢，將成為今年MEMS公司產(chǎn)品布局的一大重點。
為順應該趨勢，意法半導體也推出六軸組合傳感器：LSM330。除整合該公司新款三軸加速度計與三軸陀螺儀外，還加入兩個嵌入式有限狀態(tài)機（FiniteStateMachine），透過這兩個可編程電路，能在模組內(nèi)部實現(xiàn)客制化動作識別功能。
郁正德補充，可編程狀態(tài)機能讓組合傳感器識別特定的動作或手勢，并啟動相關程式或應用，例如用特定的手勢移動手機，可打增強現(xiàn)實功能，查看附近的物體或地標。在MEMS傳感器內(nèi)整合該功能，有助于移動設備降低耗電量，并為系統(tǒng)設計人員帶來更多的設計自由度和靈活性。
此外，集成加速度計、陀螺儀與磁力計等三種器件的九軸MEMS組合傳感器，亦逐漸受到市場重視。郁正德分析，過去九軸MEMS元件囿于整合技術未臻完備，且磁力計易受電磁干擾，以及成本過高等挑戰(zhàn)，市場發(fā)展并不順遂。然而，現(xiàn)今九軸MEMS傳感器已可微縮至4mm×4mm，有助減少干擾發(fā)生，且價格也因經(jīng)濟規(guī)模成形而降低，市場潛力不容小覷。
據(jù)了解，意法半導體全球共有六座工廠正全力生產(chǎn)MEMS器件，目前日產(chǎn)能約為三百萬顆，年底時將擴增為四百萬顆。郁正德強調(diào)，產(chǎn)能的擴張，除了持續(xù)看好MEMS市場未來需求不墜外，也代表著意法半導體可透過以量制價的方式，提供客戶更具價格競爭力的解決方案。
根據(jù)研究機構(gòu)IHSiSuppli指出，目前各家MEMS供應商都已皆積極擴產(chǎn)中，以因應不斷升溫的移動設備市場需求，但卻同時也造成器件價格快速跌落；現(xiàn)今單一MEMS器件已不到1美元，對于主打低價的移動設備而言，導入各式各樣的MEMS已非難事，MEMS市場滲透率也因此將持續(xù)擴大。
事實上，為提升移動設備更佳的用戶體驗，多軸MEMS解決方案已成為各家業(yè)者勢在必行的設計新趨勢。其中，InvenSense正積極透過其六軸MEMS產(chǎn)品：MPU-6050搶攻平板市場，并已獲GoogleNexus7采用，宣告六軸MEMS將正式成為低價平板標配之一。
InvenSense拔頭籌打進Nexus7供應鏈
過往在低價平板電腦中，無論是加速度計或陀螺儀等常見傳感器，通常為節(jié)省成本、加速系統(tǒng)設計，皆采用制程與良率相當成熟的獨立式MEMS，而非采用技術較高的MEMS組合傳感器。然而，現(xiàn)今MEMS制程與良率比起過往已顯著提升，多軸MEMS不僅價格已比獨立器件便宜，且系統(tǒng)設計的時間依舊不受影響，驅(qū)使市場對MEMS的需求開始改變。
有鑒于此，InvenSense六軸MEMS：MPU-6050已于低價平板市場傳來捷報，且隨著Nexus7持續(xù)在歐美市場暢銷后，該公司MEMS的出貨量亦可望水漲船高，進而擴大整體營收。
據(jù)了解，MPU-6050集成三軸陀螺儀與三軸加速度計于同一芯片上，內(nèi)建可處理復雜的運動感測融合算法的數(shù)位運動感測處理器（DigitalMotionProcessor,DMP），該MEMS組合傳感器所含的運動感測融合算法，還可連接外部的磁力計，使器件得以收集全部的運動感測數(shù)據(jù)，并且與前一代MPU-3000系列的接腳與引線相同，提供設計人員簡單的升級路徑，易于安裝在空間受限的印刷電路板上。
另一方面，InvenSense早在今年2012消費性電子展上，即展出了含有動作感測融合演算技術的九軸MPU-9150產(chǎn)品系列。此一九軸MEMS為整合三軸陀螺儀、三軸加速度計與三軸磁力計的高集成度MEMS，以4mm×4mm×1mm的小型封裝，實現(xiàn)最高整合的九軸運動感測解決方案，可將原始加速度計、陀螺儀和磁力計的輸出值融合成單一感測器件融合演算技術資料流程，協(xié)助設計人員輕松將運動感測界面功能運用到軟件應用中。
事實上，InvenSense規(guī)模雖無法與意法半導體、BoschSensortec等大型MEMS供應商相比，但該公司與NVIDIA關系良好，其MEMS器件往往搭配NVIDIA應用處理器一起出貨?，F(xiàn)今市場上已有超過一百款采用InvenSense方案的移動設備，且全球主要的智能手機/平板電腦制造商中，皆有使用MPU-3050及其系統(tǒng)架構(gòu)，顯見InvenSense在整個非蘋產(chǎn)品的市場已占有重要地位。
除意法半導體與InvenSense皆已推出六軸MEMS組合傳感器積極搶攻市場外，在汽車MEMS市場上領先的BoschSensortec亦不甘示弱，同樣發(fā)布集成加速度計與陀螺儀的六軸MEMS產(chǎn)品：BMI055，并瞄準消費性電子市場，以期進一步擴大MEMS業(yè)務。
搶推六軸MEMS方案BoschSensortec跨大步
為搶占移動設備多軸MEMS的市場商機，BoschSensortec的BMI055可滿足消費性電子六軸應用系統(tǒng)的需求，諸如游戲機、智能手機與平板電腦所使用的游戲應用，提升用戶體驗。
此外，對設計人員而言，6自由度應用系統(tǒng)一站式解決方案的問世絕對是好消息，因為可一次獲取如加速度計和陀螺儀數(shù)據(jù)。BMI055是LGA封裝，尺寸為3.0mm×4.5mm×0.95mm。高度整合的特性優(yōu)勢，可為原始設備制造商減少整體物料清單成本，同時因為器件數(shù)量減少，進而可簡化組裝程序與系統(tǒng)設計時間。
除BMI055外，BoschSensortec也提供一項六軸MEMS專用的軟件解決方案，該解決方案結(jié)合加速度計與陀螺儀的測量資料，提供最佳化資料組給各種不同目標應用系統(tǒng)，如果再搭配上外部的磁力計，該軟件甚至可協(xié)助完成九軸應用系統(tǒng)的設計。
盡管BoschSensortec多軸MEMS在消費性電子市場的發(fā)展無法與其車用MEMS市場相提并論，但該公司高度垂直整合的優(yōu)勢可進一步降低MEMS制造成本，為其增加市場競爭力。
郁正德進一步分析，BoschSensortec與意法半導體皆擁有自有的8寸晶圓廠，因此價格上，將比委外晶圓代工廠的MEMS業(yè)者還更具優(yōu)勢，且關鍵技術亦不容易外流。
綜上所述，從各家MEMS公司紛紛推出六軸MEMS器件的跡象不難發(fā)現(xiàn)，移動設備導入各種慣性傳感器已是大勢所趨，尤其是可兼容多元感測功能的MEMS組合傳感器設計更將成為未來主流。對于低價智能手機、低價平板電腦而言，多軸MEMS不但不會造成過高的成本負擔，還能提供使用者更多元的感測應用，提升產(chǎn)品更多附加價值，為消費者、廠商創(chuàng)造雙贏的局面。
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