EETIMES:中国能否占领MEMS市场?

2014-03-24 12:47:00来源: 国际电子商情
    在一窝蜂地为平板电脑和智能手机开发国产应用处理器之后,中国企业家现在又得出结论:智能手机中的MEMS器件数目快速增长,这是不容放过的巨大商机。
因此,中国企业又信心十足地转向了MEMS。

市场调研公司Yole Développement列出了20家排名最领先的MEMS厂商,其中没有中国企业的身影,至少现在还没有。新兴的中国MEMS厂商可能集中在低端领域,比如麦克风和压力传感器

中国初创企业能否成为全球MEMS市场中的风云人物,这是中国微电子产业历史尚未书写的篇章,后事如何,未来10年甚至20年才能见分晓。


单位:百万美元
Source: Yole Development

在基于CMOS的SoC开发领域,中国无厂设计公司尽管开始的时候经验相对缺乏,但上手非常迅速。该领域的机会造就了几个国内赢家(即展讯、全志和瑞芯微),他们脱颖而出。但是,大量厂商最终只能相互大打价格战。这一章节提供了一个极好的例子,它充分显示:广泛的可授权IP内核(来自ARM、Imagination和其它一些厂商)、设计、SPICE和掌握更精细节点的代工厂商,给中国无线设计公司创造了前所未有的公平竞争环境。

MEMS可能与此不同。MEMS将考验中国初创企业的耐心、远见,以及他们拥有的IP资源的广度与深度。中国企业在这些方面通常没有优势。

目前,中国只有四家MEMS企业,即美新半导体(MEMSIC)、深迪、上海矽睿科技(QST)和明皜传感(MiraMEMS)。据称还有大量MEMS厂商在中国涌现,主要是因为本地创投公司与企业家对MEMS的兴趣越来越大。


注:红色部分是中国MEMS厂商。
Source:上海微技术工业研究院(SITRI)

地方政府也在联手研究机构推动MEMS产业发展。上海微技术工业研究院(SITRI)由中国科学院与上海政府联合建立,致力于开发“超越摩尔”的技术。

上海微技术工业研究院仿效台湾工研院(ITRI)的模式,是一个开放性的创新平台,主要包括8寸微制造线、研发设施、工程中心、供应链伙伴和行业协会等。SITRI还提供专门的投资基金。

上海矽睿科技

据上海矽睿科技有限公司(QST)总经理谢志峰,公司成立于2012年,从一开始就专注于生产“高端磁传感器与MEMS传感器”。

谢志峰是半导体行业的资深人士,职业生涯从英特尔开始,在美国加州从事设计X86处理器。他后来返回亚洲,积累了16年的晶圆代工经验:开始是在新加坡特许半导体,后来到上海的中芯国际。

2011年,年过半百的谢志峰开始感到不安,毅然创立了自己的公司。“我在英特尔工作的时候,老板对我说,如果不是为英特尔工作,我就无足轻重,”他说,“我感觉必须创建一家公司,只是为了向原来的老板证明我可以自立。”

谢志峰看上了MEMS。虽然他不是这方面的专家,但他喜欢MEMS,因为当初这个领域没有什么竞争。


上海矽睿科技有限公司(QST)总经理谢志峰

在做尽职调查的时候,谢志峰偶然发现了上海微系统与信息技术研究所(SIMIT),该研究似乎拥有不错的陀螺仪技术。

谢志峰发现,几乎世界任何地方的研究所,“对于把技术转化为成功产品必然涉及的可制造性、占位面积和成本都不了解,尤其是转为消费电子市场中的成功产品。”

谢志峰说服SIMIT把陀螺仪技术和相关专利授予QST,换取QST的股份。谢志峰说:“不涉及金钱交换。”

谢志峰随后取得了另一个突破,获得了“全球著名的霍尼韦尔各向异性磁阻(AMR)磁传感器技术的独家、全球和永久授权”。

借助上海华虹宏力半导体制造有限公司的一条生产线,并与这家晶圆代工厂商合作,QST去年秋天得以推出其首款产品:AMR磁传感器QMC6983。QST在霍尼韦尔技术的基础上开发了这款三轴单芯片磁传感器。自从两个月以前开始,这款产品卖出了70万个。

由于存在干扰,智能手机中的压力传感器通常不能很好地用于室内GPS。谢志峰表示,他的公司推出的AMR磁传感器解决了这个问题。该传感器拥有内置自检验功能和温度漂移补偿模块,因此可以实现高精度和更好的可靠性。QST表示,由于具有这种优点,其AMR磁传感器可以用于穿戴式系统和各种其它应用。

但谢志峰承认,要想追上博世和意法半导体等领先厂商,QST和其它中国MEMS企业还有很长的路要走。初创企业不仅要追赶领先者,而且也必须制订长期计划,使自己能够对传感器的发展作出快速反应。

MEMS的新模式

Yole Développement最近发表的报告指出:“惯性MEMS一直面临剧烈的市场与技术进化。”在“独立”MEMS器件方面,“6和9轴自由度(DOF)传感器正在组合传感器领域形成新的模式,”该公司写道。正在兴起的一个趋势是,把几个惯性传感器组合在一个封装之中。该报告指出,这类传感器的主要应用是消费领域。主要形式包括加速计与磁力计组合,或者加速计与陀螺仪组合。

比较随意的MEMS观察者认为,中国人对MEMS感兴趣,主要是因为MEMS是一个模块,不会被手机中的大型SoC集成,这样就给他们足够的喘息空间独立生存。

但是,实情远非如此。

谢志峰表示,MEMS市场的进入门槛比多数企业家所认为的要高得多。他一口气列出了六条进入MEMS市场之前必须了解的事情。

●    第一,每项MEMS技术都要求独特的制造工艺。你不能随便找一家代工厂商生产自己的MEMS。多数代工厂商并不拥有生产你们MEMS所必需的IP。

●    第二,MEMS要求你有自己的传感器设计。

● 第三,MEMS也要求传感器与低功耗ASIC配合,低功耗ASIC在弱信号条件下精度很好。

●    第四,传感器与ASIC必须放置在一个封装之中。但多数代工厂商可能缺乏这方面的经验。

●    第五,MEMS需要在运动过程中测试。

●    第六,传感器需要与系统中的主芯片通讯,比如手机中的传感器。但是,每个传感器都是不同的,而且每个手机模块也是不同的。因此,他们的通信方式也不同。

如果说谢志峰在进入MEMS市场之前低估了什么的话,那就是他的公司和现场应用工程师的软件工作量,他们花费了大量精力来微调应用软件。他说,当发现公司生产的MEMS能够在一款手机中完美工作,在另一款手机中却不行时,“我们意识到软件是关键。”

混合与匹配不同的算法以及与不同厂商ASIC集成的传感器,非常复杂性和困难,这是推动MEMS向6D和9D传感器发展的主要是因素。谢志峰解释道:“一站式解决方案让MEMS集成变得更加干净、简单和可靠。”

传感器中枢

MEMS未来面临的挑战不仅是单一封装中的传感器数量不断增加。新出现的一个事物是“传感器中枢”,即厂商给封装中的传感器-ASIC组合增加了一个微控制器。谢志峰解释道,传感器中枢中需要微控制器,主要用于管理功耗。

据谢志峰,以前手机中的主CPU承担了这项任务。但每当传感器需要测量什么东西的时候就唤醒CPU,非常耗电。

除了本周刚宣布的公司首款加速计,QST目前还有一个CMOS集成6D运动传感器(比如3轴加速计+3轴陀螺仪,3轴磁传感器+3轴加速计技术)和9D传感器路线图。

但谢志峰表示,随着传感器中枢的出现,“我们决定提前我们的计划,更早地在MEMS中增加一个微控制器。”原来公司计划是在2015或2016年这么做。

QST有两个选择,可以把MEMS封装外包给一家MCU厂商,或者与一家MCU厂商合作把MCU集成到自己的MEMS之中。QST决定采用后者。谢志峰表示:“考虑到ARM的生态系统,ARM内核将是我们的首要考虑。为了推出专用、低功耗版本,我们也可以考虑MIPS。”


关键字:中国  MEMS市场

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2014/0324/article_31725.html
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