MEMS市场是半导体产业最值得期待的市场之一,产业分析专家预测在往后5年内市场将成长大约50%,在2010年前将会达到100亿美元。其中MEMS运动感测技术即因具有颠覆可携式和消费性产品应用的巨大影响力,因而成为市场关注的焦点。从任天堂的Wii游戏机在家庭中的热卖盛况,即可一窥其核心的运动感测器塑造了多大的魅力。
集中资源开发新型MEMS技术
在这场令人兴奋且快速成长的市场中,意法半导体(纽约证券交易所代码︰STM)无疑是引领变革的重要推手。在2006年以前,MEMS的应用范围很窄,仅限于如安全气囊碰撞感测器等少数应用,因为体积庞大、功耗极高,成本昂贵,无法用于消费性产品。然而,ST在数年前即决定集中资源开发新型的MEMS技术,藉由创新的工程技术及设计开发专利的新MEMS架构,在提供高性能的同时,缩小尺寸,提升稳固性、减少耗电量。
在此同时,ST透过最先进的200mm生产线来专门制造MEMS产品,如加速感测器、陀螺仪和压力感测器。由于采用同步加工制程技术,将晶圆的直径增加了50%,晶片数量也增加了一倍多,同时,还大幅地降低了晶片的单位成本。这让ST能够为客户大量地提供精确而可靠的产品,而且价格可符合消费性应用的低成本门槛。
《图一 ST自由度高的4 x 4mm线性输出加速计》
图片来源:ST提供
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加速度计、陀螺仪广为广用
目前ST的运动感测器系列已被市场广为应用,例如任天堂的Wii、Notebook的自由落体检测硬碟防护(如富士通西门子的ESPRIMO系列产品)、Gyration 公司的Air Mouse、先进智慧型手机(如Openmoko的Neo FreeRunner手机)及许多其它的应用。以三轴线性加速度计来说,由于具有微型化特性,可有效地符合可携式电子设备对空间和重量限制上的要求,加上具有高效能、低功耗和极高抗冲击的特性,相当适合行动和游戏设备的运动使用介面、保护硬碟资料的自由坠落侦测,以及白色家电(white-goods)的振动监控和补偿等low-g应用。
在MEMS线性加速运动感测器获得巨大成功后,ST扩大其产品阵容,新增加了微型MEMS陀螺仪。这类感测器可检测倾斜和角速度,特别适合于更复杂的游戏控制器、虚拟现实感测器、运动控制、指向装置,以及汽车导航功能,如惯性导航和地图比对。此外,陀螺仪也能与线性加速度计整合为一个模组,即能为产品提供更全面的运动感测功能。
全方位协助产品缩短上市时程
除了功能特性与成本考量外,MEMS运动感测器要成功打入可携性的消费市场,还需满足其他的条件。这个市场非常需要具弹性和可靠的运动感测器以实现创新和友善用户介面和功能,因此,ST的MEMS元件强调能够提供完善的输出弹性和丰富的嵌入式功能,进而能简化设备产品的整合难度,协助设备产品制造商缩短产品上市的时程。
不仅如此,ST极重视完善的产业链控制,并在拥有各种强大IP的同时,持续加强与合作伙伴的关系,目的即在于加速扩大现有的应用和新兴MEMS市场的开发,与客户携手拓展事业的新高峰。