這是近日, 意法半導體 (ST) 在北京舉辦的主題為MEMS 媒體溝通會上, ST大中華暨南亞區類比和MEMS產品部市場總監 吳衛東 對未來的判斷. 過去十幾年ST 在消費級的MEMS 市場大獲成功, 國內包括華為, OPPO, vivo, 小米等幾乎所有手機廠商都與ST 有合作. 不過, 隨著智能手機增長進入飽和期, MEMS 的增長開始轉向工業物聯網與智能汽車領域. ST 表示, 公司也將繼續抓機會開拓MEMS新的市場增長空間.
多元化的產品組合和全產業鏈是ST的優勢
與很多具有單一優勢的半導體公司不同, ST 是一家擁有眾多產品線, 包括MEMS產品, 功率器件, 射頻器件, 微控制器, 分立和先進類比產品等.
在MEMS 的產品組合上, ST現在主要做五類產品: 光學防抖陀螺儀, 加速度計+陀螺儀/6軸IMU模組, 超低功耗加速度計, 高精度壓力感測器, 加速度計+磁強計慣性測量單元. 這些產品線, 目前已經超過了六成的市場佔有率.
全產業鏈也有ST 明顯的優勢. MEMS 分為兩部分: 一部分是感測器, 就是我們耳熟能詳的加速度, 陀螺儀; 另一份是致動器, 英文是Actuator, 這也是MEMS的重要組成部分. 吳衛東表示, ST的優勢之一就是同時擁有這兩項技術. 因為ST作為一個IDM的半導體公司, 擁有完整的研發生產, 雖然這兩項原理是正反的關係, 但在真正的設計和工藝上, 是可以複用的.
致動器Actuator 主要原理是用電, 磁的方式推動微小物體. 吳衛東預測, 未來幾年將迎來第二次爆發, 同時大家也可以看到ST與合作夥伴在市場上呈現成熟的產品. 吳衛東舉了四個與合作夥伴共同開發的例子.
第一, 壓電致動器, 採用PZT Technology, 可以實現快速對焦的功能. 合作夥伴PoLight是一家歐洲的公司, 他的解決方案, 就像瞳孔一樣, 用壓電的方式可以讓鏡頭收縮和形變, 達到對焦功能. 這種方式相比之前方案有質的提升. 接下來會有很多攝像頭生產廠家配合一起把這樣的技術引入到市場量化.
第二, 超聲波測距, 與Chirp公司合作. ST 提供給這家公司一個MEMS mirror的technology, 可以實現讓超聲波全方位地發射出去. 未來該技術將在包括自動駕駛, 工業領域裡, 特殊的行業裡比較可靠的應用領域.
第三, 微鏡投影, 與耳熟能詳的MicroVision合作. ST 提供不同技術的mirror, 有壓電式, 有靜電式, 有電磁式. MicroVision通過它的整體解決方案推向市場, 今年一季度底, 國內有一家手機正式推出了基於MicroVision解決方案的, 帶微型投影儀的手機, 這款手機至少在市場上也引起了一定的反響.
第四, MEMS揚聲器, ST與U-Sound一起在合作. 在今年的巴塞羅那MWC上已經推出雛形產品, 為阿里將會推向市場的基於MEMS推進器的產品.
'對於這些合作夥伴, ST做的就是晶圓製程和系統解決方案的配合. ' 吳衛東說道.
談到在中國市場的合作, 吳衛東表示, 過去幾年, ST在中國不僅僅是人力資源和投資在加大, 業務也成長得很快. 目前主要的業務來自於手機客戶, 包括華為, OPPO, vivo, 小米等數得上名字的都和ST有合作. 同樣在汽車領域, 在中國也有很多合作夥伴, 包括聯電, 德賽等.
MEMS增長正轉向汽車和工業市場
ST 在消費電子市場的MEMS領域大獲成功, 不過目前這一市場也步入成熟期, 總量巨大增幅卻緩慢. ST 認為, 隨著物聯網智慧工業, 智能汽車產業加速崛起, 將為MEMS市場帶來新的活力.
吳衛東表示, 一旦談到工業和汽車一定要有RF射頻的連接. 而ST 很有優勢可以提供整套解決方案. 我們可以把合作夥伴的所有sensor都連接起來, 把sensor的數據有效, 有質量地傳到後台去. 這對很多客戶和應用來講, 這樣一步到位的解決方案, 今天市場上只有為數不多的半導體供應商可以做到.
工業與汽車領域除了完整方案, 還要有高可靠性, 高精度等. 例如, 目前自動駕駛領域要求sensor做事的時候要在20厘米以下. 虛擬增強實要求光學防抖, 畫面之間的偏差10厘米以內. '目前穀歌從Android 5.0開始, 規定了sensor在某些參數規格的要求, 只有感測器首先把關, 整個系統才會有好的效果. ' 吳衛東說道.
另外吳衛東還提到, 與消費電子產品不同, 工業和汽車級別的產品面臨更為複雜的環境, 這需要產品有非常高的可靠性. 在農業檢測上甚至都不知道放到感測器的具體位置, 很多使用場景需要用十年甚至更久, 這就既要有很好的精度, 同時功耗不能增加, 這才是真正的挑戰.
在精度方面吳衛東給出了三個重要考慮方面:
1, 雜訊. 有本身機械結構產生的造成; 還有高頻雜訊, sensor在應用時是數字輸出, 在任何電子線路裡會有電磁耦合現象. 廠商需要有足夠的經驗幫助客戶在演算法上規避或抑制掉, 消除掉這樣的雜訊.
2, 穩定性. 有時間的穩定性, 解決老化問題. 有溫度的穩定性, 各種條件下做到平衡.
3, 提高精度. 除了要考慮設計和製造工藝外, 80%是測試和校準. 同樣一個MEMS感測器, 如果測試, 校準做得更精細的話, 它完完全全可以從精度只有5%提升到1%甚至更低. 消費類因為一天要保證出貨100萬片, 產線, 產能不可能支撐每一個器件都要去校準, 測試, 我花的時間按秒來算. 工業級別則不同, 一個晶片測試上百次, 可以把這個感測器調校得非常精準, 這可以用幾星期來計算. 按單位1的概念來講, 消費級是乘以10, 工業級乘以100, 戰略級乘以1000的概念. 這一點, MEMS sensor是比較獨特的.
吳衛東表示, ST 在測試領域有很多經驗, 甚至有很多專利技術. 另外, ST 在花費巨額資金投資到製造設備, 測試設備當中.
除了上述三點, 吳衛東認為, 安全也是工藝和汽車領域客戶考慮的重點, 目前ST 有整體解決方案. 例如, 在汽車領域ST有ADAS系統, 整體解決方案. ST還承諾客戶, 保證產品的市場供應時間超過10年.
吳衛東最後表示, 目前在MEMS 產品領域ST 出貨量已經超過130億片. 未來我們將從消費類持續增長拓展到工業類和汽車類, 還將延伸到射頻等方面, 為智慧城市提供一套整體的解決方案.