傳感器+MCU成趨勢 數(shù)模混合工藝仍存挑戰(zhàn)
隨著移動(dòng)智能、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高精度、智能化的需求越來越高，為了使客戶能夠更快、更便捷地完成系統(tǒng)開發(fā)，一些傳感器廠商開始提供更加先進(jìn)的模塊化開發(fā)平臺(tái)，即MCU+傳感器，以使其具有更強(qiáng)的信息處理能力，這也逐漸成為一種新的技術(shù)趨勢。但是MCU+傳感器需要更加復(fù)雜的數(shù)模混合制造工藝，未來這一發(fā)展趨勢到底能走到哪一步，中國企業(yè)如何順應(yīng)這個(gè)走勢，均需要仔細(xì)觀察。
傳感器+MCU成重要發(fā)展趨勢
傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器，是傳感器的主要發(fā)展方向。
傳感器作為電子產(chǎn)品的“感知中樞”，在消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。YoleDeveloppement分析師LaurentRobin預(yù)期，2013年～2018年之間，全球MEMS傳感器市場將有18.5%的年復(fù)合增長率，2018年市場規(guī)?？赏_(dá)到64億美元。由于越來越多地應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智能交通、智能安防等領(lǐng)域，傳感器在基本功能之外，開始越來越多地承擔(dān)自動(dòng)調(diào)零、自校準(zhǔn)、自標(biāo)定功能，同時(shí)具備邏輯判斷和信息處理能力，能對(duì)被測量信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理或信號(hào)處理，這就需要其擁有越來越強(qiáng)的智能處理能力，也即朝著智能化的方向發(fā)展。
對(duì)此，飛思卡爾高級(jí)副總裁兼微控制器部門總經(jīng)理Geoff Lees表示：“毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)將成為全球信息通信行業(yè)的又一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物物相連，每一個(gè)需要識(shí)別和管理的物體上都需要安裝與之對(duì)應(yīng)的傳感器。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，要求傳感器不僅具備基礎(chǔ)的信息收集功能，智能化的信息處理能力也成為判斷其性能高低的重要依據(jù)。因?yàn)椴豢赡軐⑺羞\(yùn)算都放到云端完成，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也要完成各自的運(yùn)算任務(wù)。”因此，傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器成為主要發(fā)展方向。
中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所芯片與微系統(tǒng)工程中心主任金建東表示，智能化傳感器是微處理器和傳感器相結(jié)合的成果。它兼有檢測、判斷與信息處理的功能。智能化傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比，具有很多鮮明的特點(diǎn)，比如有自診斷和自校準(zhǔn)功能，有判斷和信息處理功能，可以對(duì)測量值進(jìn)行修正、誤差補(bǔ)償，從而提高測量精度，還可以實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量。
數(shù)?；旌?/strong>工藝存在挑戰(zhàn)
MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多的不同之處，實(shí)現(xiàn)整合比較困難，相關(guān)廠商在密切觀察是否能在下一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上(比如28nm)實(shí)現(xiàn)兩者的融合。
不過，整合傳感器與MCU在技術(shù)上仍然存在許多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)就在工藝制造上。恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)市場總監(jiān)金宇杰表示，MCU和傳感器需要使用不同的工藝，MCU的數(shù)字電路多一些，會(huì)用到90nm的CMOS工藝;傳感器的模擬電路更多。把兩種不同工藝的產(chǎn)品整合在一個(gè)平臺(tái)，是有難度、有挑戰(zhàn)的。意法半導(dǎo)體MEMS技術(shù)營銷經(jīng)理郁正德則表示，整合MCU的智能傳感器其成本勢必也會(huì)較高，是否能受到OEM廠商青睞也是業(yè)界關(guān)注的問題。
不過，郁正德也分析說，由于目前MCU與MEMS的產(chǎn)能都在逐年快速成長，市場競爭相當(dāng)激烈，導(dǎo)致價(jià)格一路下滑，因此未來高整合度MEMS在價(jià)格上的競爭力并不會(huì)輸給傳統(tǒng)單顆的設(shè)計(jì)，且可減少印刷電路板的占用空間，預(yù)期將非常具有市場潛力。金宇杰也分析指出：“整合傳感器與MCU將是未來的發(fā)展趨勢，但業(yè)者應(yīng)順其自然，比如CO2感應(yīng)器、濕度傳感器、亮度傳感器等與MCU整合起來十分困難，目前來看兩者分立也沒有太大的缺點(diǎn)，廠商可不必強(qiáng)求;但是對(duì)于一些相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)整合的傳感器類型，比如觸摸屏控制器，在市場需求擴(kuò)大之后，已經(jīng)有廠商將其SoC化了，廠商應(yīng)迅速抓住機(jī)會(huì)。”
飛思卡爾Geoff Lees表示：“現(xiàn)在傳感技術(shù)的確發(fā)展很快，集成度越來越高。不過，MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多不同之處，目前實(shí)現(xiàn)整合比較困難。我們?cè)诿芮杏^察是否能在下一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上，比如28nm實(shí)現(xiàn)兩者工藝的融合;現(xiàn)在則更加關(guān)注一些新的封裝技術(shù)，比如CSD封裝、MCP封裝等，在封裝層級(jí)把傳感器與MCU結(jié)合在一起。”
適當(dāng)發(fā)展FABLITE、虛擬IDM
MEMS傳感器生產(chǎn)制造的商業(yè)模式十分重要，長期看FABLESS模式將成為主流，但中期看一定會(huì)有FABLITE這個(gè)階段存在。
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長，增幅超過15%。2012年中國傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品專用設(shè)備，其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的42%左右，市場規(guī)模達(dá)到160億元，傳感器整體市場規(guī)模突破500億元。但是，目前國內(nèi)傳感器產(chǎn)品還遠(yuǎn)不能滿足市場需求，特別是一些MEMS傳感器、汽車用傳感器以及專用配套傳感器等仍然主要依賴進(jìn)口。在智能傳感器成為發(fā)展趨勢之后，制造環(huán)節(jié)也將成為考驗(yàn)國內(nèi)傳感器行業(yè)的重要因素，中國傳感器企業(yè)如何應(yīng)對(duì)特殊制造要求的挑戰(zhàn)呢?
蘇州敏芯CEO李剛表示，MEMS傳感器生產(chǎn)制造的商業(yè)模式十分重要，目前行業(yè)內(nèi)IDM模式和FABLITE(輕晶圓制造)模式、FABLESS模式并存。從長期來看，F(xiàn)ABLESS模式將成為主流，但從中期來看，一定會(huì)有FABLITE這個(gè)階段存在。因?yàn)樵谛袠I(yè)發(fā)展的早期階段，產(chǎn)業(yè)鏈處于形成期，并不是所有產(chǎn)品的所有生產(chǎn)過程都會(huì)有產(chǎn)業(yè)鏈的支持。有些產(chǎn)業(yè)鏈解決不了，只能由企業(yè)自己解決。另外，大批量產(chǎn)品可以外包;對(duì)于一些小批量多品種的產(chǎn)品，外包很困難，也是由企業(yè)自己完成制造的。
華山資本董事總經(jīng)理陳大同表示，針對(duì)傳感器等需要特殊工藝制造的行業(yè)，可以采取虛擬IDM的方式。那些需要特殊制程的半導(dǎo)體產(chǎn)品，比如Image Sensor、Power Device、IGBT、Memory等，都需要IC設(shè)計(jì)公司與制造公司通力合作才能夠做好。這些產(chǎn)品目前來看8英寸生產(chǎn)線就可以做得很好，投入資金量也不是很大，完全可以采用地方政府為主、聯(lián)合優(yōu)秀企業(yè)共同參與的方式。
下載文檔
