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未来MEMS发展关键议题

时间：2010-09-11 06:58:00

关键字： MEMS 组件麦克风 NI

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[导读]为维持产品竞争力，MEMS领导业者莫不朝降低成本与提高附加价值发展，可行的方向有二，一是产品持续微型化(Minimization)，二是提高产品功能整合程度(Modulization)。【撰文／李冠桦】依照MEMS应用领域来区分，消

为维持产品竞争力，MEMS领导业者莫不朝降低成本与提高附加价值发展，

可行的方向有二，一是产品持续微型化(Minimization)，

二是提高产品功能整合程度(Modulization)。

【撰文／李冠桦】

依照MEMS应用领域来区分，消费电子、汽车电子、医疗和生命科技、通讯和工业自动化是主要项目。(摄影／许育恺)

随着MEMS组件逐渐进入消费性电子市场，未来几年整体MEMS市场将由以往的少量多样，转变为多量少样。主流应用如通讯或消费性产品将产生大量组件需求，并带动MEMS产业再次进入成长期。不过，随着愈来愈多的业者抢入，在整体市场仍处新应用培育阶段，热门应用产品屈指可数的情况下，短期过多的业者竞相投入，无疑使得产业竞争加剧；首先发生的，就是热门MEMS产品的价格战一触即发。以MEMS麦克风为例，由于应用于手机市场，加上投入业者快速成长，产业竞争的快速升温造成ASP大幅下滑，未来几年ASP仍将平均以-14％速度下滑，如何维系获利能力，成为业者共同课题。

降低生产成本

在如何建立合适策略，维系公司获利能力上，由于消费性电子市场产品变化快速、生命周期短，加上目标客群对于产品的要求往往在于轻薄短小且价格低廉，故对于组件的需求重点在于低价与高整合度；因此，为维持产品竞争力，领导业者莫不朝降低成本与提高附加价值发展，即所谓的Minimization & Modulization，藉由将产品持续微型化(Minimization)，并藉由经济规模降低生产成本；另一方面则是提高产品功能整合程度(Modulization)，增加产品附加价值；并利用专业代工业者进行生产，进一步带动垂直分工产业体系成型。

首先在降低生产成本上，随着市场需求的提高，整体产业开始走向藉由经济规模降低生产成本，这带动了MEMS组件的生产规模由以往的4吋或6吋晶圆，逐渐朝向8吋晶圆发展，以期能更快满足消费电子的大量需求与低价压力。在此种趋势下，目前部分MEMS业者陆续建立新的8吋生产线，也有许多半导体业者考虑将老旧的8吋生产线重新利用，投入MEMS制造，未来这些拥有8吋厂的DRAM或晶圆代工业者，将成为目前MEMS制造商的潜在竞争者或代工商。

MEMS组件的生产规模逐渐朝向8吋晶圆发展，以期能更快满足消费电子的大量需求与低价压力。(摄影／邹福生)

除了藉由8吋生产线的采用来降低成本外，另一个可有效降低产品成本的方式，则是藉由掌握封装技术，缩小组件体积并降低成本。由于MEMS封测约占产品40％成本，在市场对于低价、小型化与高整合度(MEMS+IC)的需求压力催促下，具备影响量产进度与最终产品良率，以及能改变最终产品尺寸的封装技术，将成为影响业者在MEMS产业竞争力的关键。

观察目前的主流封装方式，仍是以2 chips(1 MEMS+1 LSI)封装为单一产品，亦即以SiP方式整合MEMS与ASIC。此种方式优点除在于将制造步骤单纯化外，亦可依据应用所需的特性需求，弹性调整搭配的芯片组合，适合目前的多样化市场生态；而除了目前的2 chips封装方式外，IMU亦已尝试使用Multi-chip 3D stacking package进行进一步整合。

加强整合度

除了降低成本外，另一个方向就是藉由加强整合度，提高产品附加价值来确保公司竞争优势。近年来业者陆续提出所谓「From device to module」的产品发展蓝图；例如Si Microphone的领导业者Knowles提出了所谓acoustic module的观念，做为微麦克风下一代产品的发展概念；亦即除了原先的微麦克风组件外，进一步加入了signal processing function于组件中，以强化产品的噪音消除能力，或是针对免持功能加入增益回路等。而Bosch、SDA/SDI等业者亦针对加速度计或陀螺仪提出所谓IMU(Inertial Measurements Unit)的整合发展方向。发展MEMS振荡器的SiTime、Discera亦尝试整合更多的周边电路，以取代传统的石英组件与振荡电路。

此外，在MEMS制程平台的选择上，随着MEMS跨入大众消费性电子市场，未来对于成本与产量的掌握将成为业者竞争优势；Si制程具有低成本、产能丰富、相关支持产业完整，加上CMOS MEMS有可能进一步与IC整合为单一芯片，故仍将为应用于大众市场的MEMS产品主要制程选择。

而随着产业竞争逐渐走向白热化，未来专利战将成为领导业者有效阻隔竞争者的攻击手段。以MEMS麦克风为例，领导业者Knoewles在MEMS麦克风结构与封装技术上享有的专利优势与专利布局，有效的限制了其他业者在目前主流市场的发展，至今仍有近八成市占率；随着未来竞争的白热化，专利战将成为后进者成长隐忧。