隨著移動智能、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對高精度、智能化的需求越來越高,為了使客戶能夠更快、更便捷地完成系統(tǒng)開發(fā),一些傳感器廠商開始提供更加先進(jìn)的模塊化開發(fā)平臺,即MCU+傳感器,以使其具有更強(qiáng)的信息處理能力,這也逐漸成為一種新的技術(shù)趨勢。
但是MCU+傳感器需要更加復(fù)雜的數(shù)模混合制造工藝,未來這一發(fā)展趨勢到底能走到哪一步,中國企業(yè)如何順應(yīng)這個走勢,均需要仔細(xì)觀察。
傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器,是傳感器的主要發(fā)展方向。
傳感器作為電子產(chǎn)品的“感知中樞”,在消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。YoleDeveloppement分析師LaurentRobin預(yù)期,2013年~2018年之間,全球MEMS傳感器市場將有18.5%的年復(fù)合增長率,2018年市場規(guī)?赏_(dá)到64億美元。由于越來越多地應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智能交通、智能安防等領(lǐng)域,傳感器在基本功能之外,開始越來越多地承擔(dān)自動調(diào)零、自校準(zhǔn)、自標(biāo)定功能,同時具備邏輯判斷和信息處理能力,能對被測量信號進(jìn)行信號調(diào)理或信號處理,這就需要其擁有越來越強(qiáng)的智能處理能力,也即朝著智能化的方向發(fā)展。
對此,飛思卡爾高級副總裁兼微控制器部門總經(jīng)理GeoffLees表示:“毫無疑問,物聯(lián)網(wǎng)將成為全球信息通信行業(yè)的又一個新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物物相連,每一個需要識別和管理的物體上都需要安裝與之對應(yīng)的傳感器。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步,要求傳感器不僅具備基礎(chǔ)的信息收集功能,智能化的信息處理能力也成為判斷其性能高低的重要依據(jù)。
因為不可能將所有運(yùn)算都放到云端完成,網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點也要完成各自的運(yùn)算任務(wù)!币虼耍瑐鞲衅骱臀⑻幚砥鹘Y(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器成為主要發(fā)展方向。
中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所芯片與微系統(tǒng)工程中心主任金建東表示,智能化傳感器是微處理器和傳感器相結(jié)合的成果。它兼有檢測、判斷與信息處理的功能。智能化傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比,具有很多鮮明的特點,比如有自診斷和自校準(zhǔn)功能,有判斷和信息處理功能,可以對測量值進(jìn)行修正、誤差補(bǔ)償,從而提高測量精度,還可以實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量。
數(shù)模混合工藝存在挑戰(zhàn)
MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多的不同之處,實現(xiàn)整合比較困難,相關(guān)廠商在密切觀察是否能在下一個工藝節(jié)點上(比如28nm)實現(xiàn)兩者的融合。
不過,整合傳感器與MCU在技術(shù)上仍然存在許多挑戰(zhàn),其中最大的挑戰(zhàn)就在工藝制造上。恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)市場總監(jiān)金宇杰表示,MCU和傳感器需要使用不同的工藝,MCU的數(shù)字電路多一些,會用到90nm的CMOS工藝;傳感器的模擬電路更多。把兩種不同工藝的產(chǎn)品整合在一個平臺,是有難度、有挑戰(zhàn)的。意法半導(dǎo)體MEMS技術(shù)營銷經(jīng)理郁正德則表示,整合MCU的智能傳感器其成本勢必也會較高,是否能受到OEM廠商青睞也是業(yè)界關(guān)注的問題。
不過,郁正德也分析說,由于目前MCU與MEMS的產(chǎn)能都在逐年快速成長,市場競爭相當(dāng)激烈,導(dǎo)致價格一路下滑,因此未來高整合度MEMS在價格上的競爭力并不會輸給傳統(tǒng)單顆的設(shè)計,且可減少印刷電路板的占用空間,預(yù)期將非常具有市場潛力。
金宇杰也分析指出:“整合傳感器與MCU將是未來的發(fā)展趨勢,但業(yè)者應(yīng)順其自然,比如CO2感應(yīng)器、濕度傳感器、亮度傳感器等與MCU整合起來十分困難,目前來看兩者分立也沒有太大的缺點,廠商可不必強(qiáng)求;但是對于一些相對容易實現(xiàn)整合的傳感器類型,比如觸摸屏控制器,在市場需求擴(kuò)大之后,已經(jīng)有廠商將其SoC化了,廠商應(yīng)迅速抓住機(jī)會!
飛思卡爾GeoffLees表示:“現(xiàn)在傳感技術(shù)的確發(fā)展很快,集成度越來越高。不過,MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多不同之處,目前實現(xiàn)整合比較困難。我們在密切觀察是否能在下一個工藝節(jié)點上,比如28nm實現(xiàn)兩者工藝的融合;現(xiàn)在則更加關(guān)注一些新的封裝技術(shù),比如CSD封裝、MCP封裝等,在封裝層級把傳感器與MCU結(jié)合在一起。”
適當(dāng)發(fā)展FABLITE、虛擬IDM
MEMS傳感器生產(chǎn)制造的商業(yè)模式十分重要,長期看FABLESS模式將成為主流,但中期看一定會有FABLITE這個階段存在。
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,增幅超過15%.2012年中國傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品專用設(shè)備,其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的42%左右,市場規(guī)模達(dá)到160億元,傳感器整體市場規(guī)模突破500億元。但是,目前國內(nèi)傳感器產(chǎn)品還遠(yuǎn)不能滿足市場需求,特別是一些MEMS傳感器、汽車用傳感器以及專用配套傳感器等仍然主要依賴進(jìn)口。
在智能傳感器成為發(fā)展趨勢之后,制造環(huán)節(jié)也將成為考驗國內(nèi)傳感器行業(yè)的重要因素,中國傳感器企業(yè)如何應(yīng)對特殊制造要求的挑戰(zhàn)呢?
蘇州敏芯CEO李剛表示,MEMS傳感器生產(chǎn)制造的商業(yè)模式十分重要,目前行業(yè)內(nèi)IDM模式和FABLITE(輕晶圓制造)模式、FABLESS模式并存。從長期來看,F(xiàn)ABLESS模式將成為主流,但從中期來看,一定會有FABLITE這個階段存在。
因為在行業(yè)發(fā)展的早期階段,產(chǎn)業(yè)鏈處于形成期,并不是所有產(chǎn)品的所有生產(chǎn)過程都會有產(chǎn)業(yè)鏈的支持。有些產(chǎn)業(yè)鏈解決不了,只能由企業(yè)自己解決。另外,大批量產(chǎn)品可以外包;對于一