高速增长的背后,未来等待MEMS的会有什么?
在过去的几十年里,MEMS传感器已经取得了长足的发展。
从20世纪90年代末开始,用于汽车安全气囊碰撞传感器的MEMS加速度计和用于翻车检测和防抱死制动系统(ABS)的MEMS陀螺仪均已量产。
在2000年初,MEMS传感器从汽车领域跳到了移动和消费电子领域,先是在大获成功的摩托罗拉RAZR手机中使用了MEMS麦克风,然后在第一款任天堂Wii遥控器中使用了MEMS加速度计。
之后,MEMS商业化顺利开启,且MEMS和非MEMS传感器大规模迅速扩张发展。
举例苹果iPhone.2007年发布的第一款iPhone有一个MEMS加速度计和一个接近传感器。10年后发布的iPhone X包括四个MEMS麦克风、一个气压计、三轴陀螺仪、MEMS加速度计和接近传感器、一个环境光传感器和一个红外(IR)传感器、一个磁力计和多个图像传感器。而自2007年以来,iPhone的销量已经超过20亿部,这使得iPhone成为MEMS领域的主要增长动力。
根据Yole Développement的数据,仅在2020年,MEMS的收入就将达到109亿美元(非MEMS传感器的收入会更高),横跨汽车、消费和移动、物联网(IoT)、医疗和保健、航空航天、工业等市场。
但高速增长的背后,未来等待MEMS的会有什么?
下面我们一起与博世汽车电子执行副总裁Jens Fabrowsky来探讨这个话题。
问: MEMS行业面临哪些主要挑战?
Fabrowsky: 新一代MEMS传感器的开发成本正在增加,这导致了几次重大转变。为了补偿不断上升的开发成本并降低风险,MEMS传感器供应商正在寻求更广阔,更多样化的市场,而不仅仅是针对大批量应用。
同时,终端设备制造商要求更大的产品差异化,但他们不想为此付出高价,也不想等待新的硬件迭代。为了保持竞争力,传感器供应商提供了支持新功能的软件解决方案。这种方法更具成本效益,并加快了设计到生产的周期。
问: 哪些因素正在增加新型MEMS传感器的开发成本,并且公司可以采取哪些措施来减轻其研发风险?
Fabrowsky: 与大多数电子元件一样,MEMS的成本由开发和资本支出决定。内容的日益复杂,尤其是在接口ASIC和软件中,使得MEMS开发成为一个多学科的壮举,需要跨多个设计中心的多种能力来满足不断增长的时间表。
制造业也起着作用。我们经常看到为新的MEMS产品建造的专用生产线,这既强调投资又进行产能规划。作为一个行业的合作,我们可以通过将相同的制造工艺应用于多代产品来降低风险和成本,从而加快产品上市时间,增加产量,提高投资回报率。
问:COVID-19大流行会在多大程度上继续影响传感器供应商?
Fabrowsky:MEMS制造流程已经受到供应链中断的影响。尽管多重采购的好处和流程本身的更直接所有权(on-shoring,垂直整合)对我们有所帮助,但行业内没有人可以断言它们已经处于危险之中,尤其是在发生新一波传染病的情况下。
我们的行业严重依赖即时制造和物流,并且我们都在关注可能改变流程的影响。大流行使我们所有人都意识到,一个重要的竞争优势是可预测的、安全的供应——这也是终端客户必须重视的成本。
问: 客户对软件解决方案的需求对传感器供应商意味着什么?供应商将如何发展以满足这一需求?
Fabrowsky: 在某些硅产品业务部门中,开发软件的研发工作要比设计硬件的工作高!软件不仅是应用程序层所需要的。它还运行处理器接口-驱动程序。此外,日益复杂的测试软件可确保高产量并最大程度地减少缺陷。
在应用程序层,我们越来越多地使用和推广开源平台,以鼓励在整个生态系统中更好地协作。相反,对访问其专有软件环境收费的公司则失去了长期保持竞争力的机会。
问: 为什么终端设备制造商在寻找即插即用解决方案而不是独立设备?
Fabrowsky: 电子设备的消费者一直希望产品具有更多功能和更低的价格。他们的要求会产生a滴效应,这种效应会一直蔓延到像我们这样的零部件供应商。这要求我们管理健康的创新渠道,并选择能够实现增长和高产量的产品和技术。然而,这并不总是那么简单,而且很多时候组件本身还不够。
想想我们用于博世智能眼镜的光驱投影仪 。我们希望在这个市场上赢得设计的唯一方法是通过使用我们自己的扫描镜和驱动器芯片以及激光模块和显示系统的集成来实现完全集成的模块。这使我们能够提供准备好进行组装的经过单独测试和校准的最终产品。
问: 您如何看待MEMS的下一个十年?
Fabrowsky: 我们将研究推动MEMS应用发展的下一个十年。例如,传感器内部的嵌入式计算,以及集成,材料和封装的增强,将增加MEMS传感器和执行器作为电子设备与物理世界之间的接触点的普遍性。这将在我们与机器之间建立一种新的亲密关系,我们称之为 人工移情。