研究機(jī)構(gòu)Yole Dveloppement預(yù)估，20122017年，MEMS市場(chǎng)出貨量及營(yíng)收的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)將分別達(dá)到20%和13%；至2017年時(shí)產(chǎn)值將達(dá)210億美元。其中，加速度計(jì)與陀螺儀等動(dòng)作感測(cè)器正加速普及于平板電腦與智慧型手機(jī)中，出貨成長(zhǎng)的力道最具潛力，并推升各家業(yè)者營(yíng)收向上(圖1)。  

有鑒于市場(chǎng)需求暢旺，意法半導(dǎo)體正全力提升微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)產(chǎn)能。特別是各種新款低價(jià)平板將陸續(xù)在下半年登場(chǎng)，勢(shì)將帶動(dòng)加速度計(jì)、陀螺儀、電子羅盤、壓力計(jì)與MEMS麥克風(fēng)等元件出貨量向上攀升；因此，意法半導(dǎo)體的日產(chǎn)能已從去年9月的一百五十萬(wàn)顆，擴(kuò)大三百萬(wàn)顆，以因應(yīng)市場(chǎng)需求。  

低價(jià)平板需求飆ST MEMS日產(chǎn)能翻倍

其中，關(guān)乎使用者體驗(yàn)的MEMS元件，受惠平板價(jià)格日趨下滑，規(guī)格卻日漸提升，出貨量比起過(guò)往已大幅增長(zhǎng)。郁正德進(jìn)一步指出，平板制造商為滿足使用者更多感測(cè)體驗(yàn)，已從過(guò)往只導(dǎo)入加速度計(jì)與陀螺儀，轉(zhuǎn)變?yōu)閷㈦娮恿_盤、壓力感測(cè)計(jì)等元件均列為標(biāo)準(zhǔn)配備，因而助長(zhǎng)MEMS元件出貨量。  

值得注意的是，隨著行動(dòng)裝置采用的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整合型MEMS市場(chǎng)商機(jī)已開始浮現(xiàn)。郁正德認(rèn)為，整合加速度計(jì)與陀螺儀的六軸MEMS元件，不僅制造成本較低，且符合行動(dòng)裝置輕薄設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，將成為今年MEMS業(yè)者產(chǎn)品布局的一大重點(diǎn)。

因應(yīng)此一趨勢(shì)，意法半導(dǎo)體也推出高整合度六軸感測(cè)器模組--LSM330；除整合該公司新款三軸加速度計(jì)與三軸陀螺儀外，還加入兩個(gè)嵌入式有限狀態(tài)機(jī)( Finite State Machine)，透過(guò)這兩個(gè)可編程電路，能在模組內(nèi)部實(shí)現(xiàn)客制化動(dòng)作識(shí)別功能。  

郁正德補(bǔ)充，可編程狀態(tài)機(jī)能讓感測(cè)器模組識(shí)別特定的動(dòng)作或手勢(shì)，并啟動(dòng)相關(guān)程式或應(yīng)用；例如用特定的手勢(shì)移動(dòng)手機(jī)，可打開擴(kuò)增實(shí)境功能查看附近的物體或地標(biāo)。在MEMS感測(cè)器內(nèi)整合此一處理功能，有助于行動(dòng)裝置降低耗電量，并為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)更多的設(shè)計(jì)自由度和靈活性。  

此外，整合加速度計(jì)、陀螺儀與磁力計(jì)等三種元件的九軸MEMS元件，亦逐漸受到市場(chǎng)重視。郁正德分析，過(guò)去九軸MEMS元件囿于整合技術(shù)未臻完備，且磁力計(jì)易受電磁干擾(EMI)，以及成本過(guò)高等挑戰(zhàn)，市場(chǎng)發(fā)展并不順?biāo)?。[!--empirenews.page--]然而，現(xiàn)今九軸MEMS感測(cè)器已可微縮至4毫米(mm)×4毫米，有助減少干擾發(fā)生，且價(jià)格也因經(jīng)濟(jì)規(guī)模成形而降低，市場(chǎng)潛力不容小覷。  

據(jù)了解，意法半導(dǎo)體全球共有六座工廠正全力生產(chǎn)MEMS元件，目前日產(chǎn)能約為三百萬(wàn)顆，年底時(shí)將擴(kuò)增為四百萬(wàn)顆。郁正德強(qiáng)調(diào)，此一產(chǎn)能的擴(kuò)張，除了持續(xù)看好MEMS市場(chǎng)未來(lái)需求不墜外，亦代表著意法半導(dǎo)體可透過(guò)以量制價(jià)的方式，提供客戶更具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。  

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)IHS iSuppli指出，目前各家MEMS供應(yīng)商都已皆積極擴(kuò)產(chǎn)中，以因應(yīng)不斷升溫的行動(dòng)裝置市場(chǎng)需求，但卻同時(shí)也造成元件價(jià)格快速跌落；現(xiàn)今單一MEMS元件已不到1美元，對(duì)于主打低價(jià)的行動(dòng)裝置產(chǎn)品而言，導(dǎo)入各式各樣的MEMS已非難事，MEMS市場(chǎng)滲透率也因此將持續(xù)擴(kuò)大。  

事實(shí)上，為提升行動(dòng)裝置更佳的使用者經(jīng)??驗(yàn)，多軸MEMS解決方案已成為各家業(yè)者勢(shì)在必行的設(shè)計(jì)新趨勢(shì)。其中，InvenSense正積極透過(guò)其六軸MEMS產(chǎn)品--MPU-6050搶攻平板市場(chǎng)，并已獲Google Nexus 7采用，宣告六軸整合型MEMS將正式成為低價(jià)平板標(biāo)配之一。

打進(jìn)Nexus 7供應(yīng)鏈InvenSense拔頭籌 

過(guò)往在低價(jià)平板中，無(wú)論是加速度計(jì)或者陀螺儀等常見的元件，通常為節(jié)省成本、加速系統(tǒng)設(shè)計(jì)，皆采用制程與良率相當(dāng)成熟的獨(dú)立式MEMS，而非采用技術(shù)較高的整合型MEMS。然而，現(xiàn)今MEMS制程與良率比起過(guò)往已顯著提升，多軸MEMS不僅價(jià)格已比獨(dú)立元件便宜，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)程依舊不受影響，驅(qū)使市場(chǎng)對(duì)MEMS的需求開始改變。  

有鑒于此，InvenSense六軸MEMS--MPU-6050已于低價(jià)平板市場(chǎng)傳來(lái)捷報(bào)，且隨著Nexus 7持續(xù)在歐美市場(chǎng)暢銷后，該公司MEMS的出貨量亦可望水漲船高，進(jìn)而擴(kuò)大整體營(yíng)收。  

據(jù)了解，MPU-6050整合三軸陀螺儀與三軸加速器于同一晶片上，內(nèi)建可處理復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)感測(cè)融合算法的數(shù)位運(yùn)動(dòng)感測(cè)處理器(Digital Motion Processor, DMP)，此一整合型MEMS所含的運(yùn)動(dòng)感測(cè)融合算法，還可連接外部的磁力感測(cè)器，使組件得以收集整組感測(cè)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(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)單的升級(jí)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(fèi)性電子展(CES)上，即展出了含有動(dòng)作感測(cè)融合演算技術(shù)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(jì)與三軸磁力計(jì)的高整合度MEMS，以4毫米(mm)×4毫米×1毫米的小型封裝，實(shí)現(xiàn)最高整合的九軸動(dòng)作感測(cè)解決方案。  

據(jù)了解，MPU-9150內(nèi)建動(dòng)作感測(cè)融合演算技術(shù)，可將原始加速器、陀螺儀、磁力計(jì)的輸出值融合成單一感測(cè)元件融合演算技術(shù)資料流程，協(xié)助設(shè)計(jì)人員輕松將運(yùn)動(dòng)感測(cè)介面功能運(yùn)用到軟體應(yīng)用中。  

事實(shí)上，InvenSense的規(guī)模雖無(wú)法與意法半導(dǎo)體、Bosch Sensortec等大型MEMS供應(yīng)商比擬，但該公司與輝達(dá)(NVIDIA)關(guān)系良好，其MEMS元件往往搭配NVIDIA應(yīng)用處理器一起出貨；現(xiàn)今市場(chǎng)上已有超過(guò)一百款采用InvenSense方案的行動(dòng)裝置，且全球主要的智慧手機(jī)/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(gè)非蘋產(chǎn)品的市場(chǎng)已占有重要地位。  

除意法半導(dǎo)體與InvenSense皆已推出六軸MEMS產(chǎn)品積極搶攻市場(chǎng)外，在車用MEMS市場(chǎng)執(zhí)牛耳的Bosch Sensortec亦不甘示弱，同樣發(fā)表整合加速度計(jì)與陀螺儀的六軸MEMS產(chǎn)品--BMI055，并瞄準(zhǔn)消費(fèi)性電子市場(chǎng)，以期進(jìn)一步擴(kuò)大MEMS業(yè)務(wù)。  

搶推六軸MEMS方案Bosch Sensortec跨大步

為搶食行動(dòng)裝置多軸MEMS的市場(chǎng)商機(jī)，Bosch Sensortec的BMI055可滿足進(jìn)階消費(fèi)性電子六軸空間自由度(6DoF)應(yīng)用系統(tǒng)的需求，諸如游戲機(jī)、智慧型手機(jī)與平板電腦所使用的游戲應(yīng)用，提升使用者體驗(yàn)。  

此外，對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，6DoF應(yīng)用系統(tǒng)一站式解決方案的問世是一大利多，可一次獲取如加速感測(cè)器、陀螺儀、以及其軟體等所需的各種元件。BMI055以??平面閘格陣列(LGA)封裝，體積僅3.0毫米(mm) ×4.5毫米×0.95毫米。高度整合的特性優(yōu)勢(shì)，可為原始設(shè)備制造商(OEM)減少整體物料清單成本(BOM)，同時(shí)因?yàn)?strong>元件數(shù)量減少，進(jìn)而可簡(jiǎn)化組裝程序與系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)程。  

除BMI055外，Bosch Sensortec也提供一項(xiàng)六軸MEMS專用的軟體解決方案，該解決方案結(jié)合加速度計(jì)與陀螺儀感測(cè)器的測(cè)量資料，提供最佳化資料組給各種不同目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，如果再搭配上外部的磁力計(jì)，該軟體甚至可協(xié)助完成九軸應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。  

盡管Bosch Sensortec多軸MEMS在消費(fèi)性電子市場(chǎng)的發(fā)展無(wú)法與其車用MEMS市場(chǎng)相提并論，但該公司高度垂直整合的優(yōu)勢(shì)可進(jìn)一步降低MEMS制造成本，為其增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。  

郁正德進(jìn)一步分析，Bosch Sensortec與意法半導(dǎo)體皆擁有自有的8吋晶圓廠，因此價(jià)格上，將比委外晶圓代工廠的MEMS業(yè)者還更具優(yōu)勢(shì)，且關(guān)鍵技術(shù)亦不容易外流。  [!--empirenews.page--]

綜上所述，從各家MEMS業(yè)者紛紛推出六軸MEMS產(chǎn)品的跡象不難發(fā)現(xiàn)，行動(dòng)裝置導(dǎo)入各式慣性感測(cè)器已是大勢(shì)所趨，尤其是可兼容多元感測(cè)功能的整合型MEMS設(shè)計(jì)更將成為未來(lái)主流；對(duì)于低價(jià)智慧型手機(jī)、低價(jià)平板等裝置而言，多軸MEMS不但不會(huì)造成過(guò)高的成本負(fù)擔(dān)，還能提供使用者更多元的感測(cè)應(yīng)用，提升產(chǎn)品更多附加價(jià)值，為消費(fèi)者、廠商創(chuàng)造雙贏的局面。