MEMS的下一个爆点在哪里?
本刊记者薛士然
智能手机和可穿戴设备等消费电子的发展为MEMS传感器的广泛应用提供了广阔的市场,虽然这一市场的容量依然很大,但是增速已经减缓,任何一个不断规划未来的公司都不会满足于在现有市场中的“安逸”,而是不断寻求更具有发展动力的市场。
作为同时拥有MEMS传感器和致动器解决方案的厂商,意法半导体(ST)已经锁定了二者的未来爆发点:工业和汽车应用。近日,意法半导体大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东详细介绍了公司MEMS产品的下一步规划。
据吴卫东介绍,当年任天堂的游戏机采用了ST的6轴运动传感器,带来了良好的使用体验,自此打开了MEMS应用的消费市场。随着智能手机的快速普及,MEMS传感器的需求更加旺盛,现在我们使用的手机中都有MEMS传感器,比如华为新上市的Mate10中就使用了ST的MEMS传感器,还有很多可穿戴设备中也有ST的传感器。但是现在消费市场(尤其手机)增速明显放缓,MEMS的重头应用将回归工业和汽车领域。
为什么说MEMS市场重回工业和汽车领域?吴卫东这样解释:MEMS最初的目标应用就是工业和汽车,随着技术的成熟和消费电子产品需求的升级,才进入到消费电子领域,并出现井喷式需求。随着市场的变化,工业和汽车将重新成为MEMS产品的主战场。物联网时代,上百亿的设备要连接到网络,实现连接的源头即MEMS传感器。
除了大家熟悉的MEMS传感器(加速度计和陀螺仪等)外,MEMS的另一个分支是致动器(Activity),致动器的第一次爆发应用是喷墨打印机的普及,而现在就是其第二次爆发应用时机。ST与很多合作伙伴推出了相关解决方案。比如与PoLight合作,ST的压电致动器用压电的方式让镜头收缩和形变,实现对焦功能,这样的方式可以在速度、功耗上非常有优势,接下来将与众多摄像头生产厂家配合,一起把此技术引入到市场;ST与Chirp合作,超声波测距传感器未来会在自动驾驶、工业领域等特殊行业里有广泛应用;在MEMS扬声器应用方面,ST与U-Sound合作,推出了相关产品。
同时拥有MEMS传感器和致动器技术,半导体行业这样的公司为数不多,凭借在消费市场积累的技术优势,重回以可靠和安全为主的工业和汽车应用,ST自然具有话语权。
工业和汽车领域与消费市场完全不一样,尤其是在物联网时代,必须要考虑其中的“智慧”因素。所以未来的工业和汽车一定要有RF射频连接,但是RF射频的门槛还是非常高的。吴卫东介绍,之所以ST非常有信心能够服务好物联网,是因为公司可以提供一整套的Sigfox+BLE双射频解决方案,能够与合作伙伴一起把所有的传感器连接起来,并且把传感器的数据有效、有质量地传到后台去做进一步的处理。这样一步到位的解决方案,客户是非常欢迎的。
精度要求等级高也是工业和汽车应用与消费市场的不同之处,比如汽车导航,在GPS信号弱的地方,其内部的传感器能否辅助GPS覆盖盲区;自动驾驶应用,需要传感器的精度在20 cm以下;扩增实境的精度要求在10 cm以下。既然ST MEMS未来着眼于工业和汽车,其产品能满足应用的精度要求吗?为此,吴卫东特意讲了ST在精度方面所做的工作。
如果不考虑功耗,想要提高传感器的精度是一件非常容易的事情,但是在物联网时代,即使工业应用也是对功耗非常敏感的,这就意味着精度的提升绝对不应该以牺牲功耗为前提。ST MEMS产品的精度提高,除了通过改善设计和制造工艺之外,最重要的一个因素就是测试和校准,同样一个MEMS传感器,如果测试和校准做得更精细,其精度可以从5%提升到1%甚至更低,在测试和校准方面,ST拥有非常多的专利技术,所以满足工业和汽车级应用是完全没有问题的。
消费市场的产品更新换代非常快,就以智能手机为例,从开始的2年换一代,到后来的1年换一代,再到目前的6个月换一代,其内部的器件也是跟随产品快速更迭的,但是工业和汽车应用产品的生命周期是非常长的,元器件供应商必须保证有非常长的供货周期,终端客户才敢采用。ST的MEMS产品能够服务于这样的市场,10年的稳定供货周期是其给予客户的承诺。