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​MEMS在未来面临的挑战

2020-10-20
来源:半导体行业观察
关键词: MEMS 传感器 ABS

  在过去的几十年中,MEMS传感器已经走了很长一段路。1990年代末,用于汽车气囊碰撞传感器的MEMS加速度计和用于侧翻检测和防抱死制动系统(ABS)的MEMS陀螺仪开始批量生产。在2000年代初,MEMS传感器实现了从汽车到移动和消费电子的飞跃,首先是在摩托罗拉在大获成功的RAZR手机中使用MEMS麦克风,然后在首款Nintendo Wii遥控器中使用MEMS加速度计。

  在MEMS商业化的初期,紧随其后的是MEMS和非MEMS传感器大规模普及的时间表。2007年发布的第一款iPhone具有一个MEMS加速度计和一个接近传感器。十年后发布的iPhone X包括四个MEMS麦克风,还有一个气压计,一个三轴陀螺仪,一个MEMS加速度计,此外还有接近传感器,环境光传感器和红外(IR)传感器,磁力计和多个图像传感器。

  为了让大家更清楚MEMS过去几年的发展,我们可以看到自2007年以来,全球已经售出了超过20亿部iPhone,这使iPhone成为MEMS的主要增长动力。根据 YoleDéveloppement 的报告,MEMS产品仅在2020年就将产生109亿美元的收入(非MEMS传感器的收入将更高),涵盖汽车,消费和移动,物联网(IoT),医疗保健,航空航天,工业和其他市场。

  有了这么多的增长,接下来该怎么办?Robert Bosch GmbH汽车电子执行副总裁Jens Fabrowsky日前分享了他们的见解。、

  SEMI: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。

  SEMI: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。

  制造业也发挥着作用。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,我们可以通过将同一制造过程应用于多代产品来降低风险和成本,这将加快产品上市时间,增加产量并提高投资回报率。

  SEMI:COVID-19大流行将在多大程度上继续影响传感器供应商?

  Fabrowsky:MEMS制造流程已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为我们提供了帮助,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,重要的竞争优势是可预测的,安全的供应,最终客户必须珍惜这一成本。

  SEMI:像Robert Bosch这样的传统硬件公司如何以及如何为终端设备制造商带来差异化的平台?

  Fabrowsky:我们一直相信并且仍在投资于自己的制造工厂。其中包括位于德国德累斯顿的12英寸ASIC晶圆厂,我们希望在这里生产下一代电源和控制电子产品,以满足对汽车电气化需求日益增长的硅需求。

  我们认为,我们最大的与众不同之处之一就是我们的产品组合不仅包括组件:与内部合作伙伴部门的紧密合作为我们提供了整个汽车供应链中全面的系统专业知识。在消费电子方面,我们与应用处理器,无线系统和传感器处理软件的制造商建立了广泛的合作关系。凭借我们的专业知识,我们可以为最终客户提供灵活的系统集成选项,这些最终客户还受益于成熟的供应链,该供应链支持大批量生产和经过现场测试的质量。

  SEMI: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。

  SEMI: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。他们的要求产生了trick滴效应,这种效应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。

  

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