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挥动创意舞动微机电革新人机界面 引领晶圆代工新商机

作者: 来源: 发布时间:2009/7/1 17:25:04  点击数:2693

近来微机电(Micro Electro Mechanical System;MEMS)之所以会如此爆红,说穿了就是因为该项产品可以拉近人与机器间的沟通距离,创造全新的人机互动模式HMI(Human Machine Interface),从众所皆知的任天堂Wii开始正式引爆市场商机,不仅是年轻人会玩,就连幼儿甚至是老年人均玩的不亦乐乎,而之所以会如此,最大卖点在于通过MEMS创造出几可乱真的“临场感”,市场预估到2011年MEMS所创造出的市场产值可高达720亿美元。

        MEMS并非新技术 创意才能开创出更多商机

        MEMS的芯片组中内建了3轴数字加速计传感器,也就是说这项产品可延着X-Y-Z3轴来感应出运动,能够对移动者的方向,以及移动的速度、加速度做出第1时间的感测动作,并可在最短时间内将感测到数据经由一套系统演算来产生出有用的反应,且可马上将其转换在屏幕上的动作,这套智能型芯片具有感测能力,且能对一些来自3轴的 
压力做出反应。

        事实上MEMS并非创新产品,上1代2轴加速器已被广泛使用在汽车电子安全系统中,也就是说像是安全气囊,在汽车遭到碰撞时,会通过MEMS使安全气囊引爆,3轴加速器更是已被使用在保护电子装置上,像是笔记本电脑(NB)内部的硬盘,在NB掉落时,可通过MEMS来侦测到掉落动作,并启动硬盘磁头保护装置措施,以避免因剧烈碰撞而造成硬盘内部数据毁损。

        早已存在的科技为何到现在才大红大紫?创造出新应用才是MEMS市场快速发展最大动力,换句话说,“创意”才是让MEMS充满生命力主要因素。如何将对运动感测转变为有意义的用途才是MEMS最大存在意义。过去的Wii到未来的可能用在手机、PDA等移动装置,只要通过倾斜角度来移动装置内窗口,或是透过一些特殊的动作来达到一些人类所想要的快速指令,比方说通过上下甩动达到拨打电话目的,或着是通过左右摇晃作为关机动作。

        除此之外,MEMS应用范围除了现有的加速器传感器外,还可利用陀螺仪(Gyrometer)以及磁性罗盘(Magnetic Compass)来测量出转动方向,进一步来获得更全方位的感测数据,像是一位投手在练习投球时,如能在手碗上配带上一套相当精密的MEMS产品,就可进一步记忆投手在投球时所产生的各项数据,可让这些过去发生的数据来当做投手未来修正自己投球姿势的依据。

        再者,目前运动感测功能仅是MEMS感测应用的一部分,实际上已进入商品化的主力应用还包括微流体组件、RF MEMS、光学MEMS等,可用于照明、温度、湿度、影像等感测用途,而这些产品功能非但能能单独使用或整合在一个装置当中,更进一步可将其组成大量的无线感测网络(Wireless Sensor Network; WSN),进而提供一些保全业者所需要的全面性的监控及感测数据。因此单纯就MEMS传感器功能来说,看似相当容易,但背后「创意」才是开创无穷商机的主角。

        MEMS工艺技术特殊 想要大量生产仍有困难

        就算MEMS这项技术对于多数半导体厂来说并不是一项相当困难技术,也就是说这项技术几乎所有半导体厂包含了整合组件大厂(IDM)、晶圆代工厂等均会制造,但重要的是由于MEMS所需要的工艺技术相对特殊,只要决定投入MEMS产品制造,那么这座厂则必须全数用于投产MEMS,而无法再投入其余产品,因此对只有一座半导体厂的晶圆厂来说,是否要花掉一整座晶圆厂的资源来从事制造MEMS,还是多数半导体厂会考虑的因素之一,除非有足够的订单来消化产品。

        正因为如此,很多IDM厂不太愿意花费整座晶圆厂资源,去制造MEMS,而如此一来对于晶圆代工厂来说便是一项相对有利机会,原因在于IDM大厂可将MEMS商品部分委托晶圆代工厂代工,本身便有多余产能去制造其余IC商品,因而无需担心花费更多投资在于生产MEMS身上。
 不过值得注意的是一旦IDM大厂已有充足的MEMS订单,那最好还是能够自行“从头到脚”一次做齐,目前全球仅有相当少数的IDM厂有如此本事,意法半导体(STM)便是其中一家可从头到尾一次做到完的IDM大厂。 

        因为MEMS属于“特殊”且“客制化”的工艺,因此除非不得已,最好还是全部自制,毕竟唯有如此,才可以从头到尾一次掌握,发生问题也不必经由他人之手检测。

        不过MEMS对于晶圆代工厂的业绩还是有一定帮助,原因在于MEMS可以消化6英寸或8英寸晶圆厂的产能,况且未来MEMS的工艺还是会走向晶圆代工厂的CMOS工艺,再加上可预期MEMS的IC设计公司也将会愈来愈多,因此对于晶圆代工厂的需求自然可以预期。 

        事实上当前的MEMS市场就好比过去在晶圆代工产业未进入成熟前,几乎所有IC产能均来自IDM大厂,但经过一段时 
间的发展,到现在已有相当多IC产能来自晶圆代工厂,而未来可预期的是MEMS产能也将如出一辙,走上当年晶圆代工产业的道路,而一旦晶圆代工厂介入后,势必将使得MEMS产业发展与现在截然不同。

        MEMS下个市场在白色巨塔产业

        事实上MEMS目前可以看到的除了已广泛应用在手机、手持式的数字影音系统、以及个人的卫星导航设备外,再者便是在个人计算机上、游戏机、硬盘、数字相机等外,众人还是相当好奇MEMS下个最大商机到底在那?答案便是近来许多人相当看好的「白色巨塔」产业,也是医疗产业。

        之所以会说医疗产业已是MEMS下世代可观商机来源的原因在于,站在医疗产业所需使用到的仪器设备,要求的绝对是要一项稳定度相当高,且由于需要侦测各种身体上不同部位的器官状况,体积上的要求也绝对是必须愈小愈好,而在此种种要求下,MEMS可说完全符合医疗产业需求。

        所谓的BIO MEMS,就是将MEMS产品应用在生物科技产业身上,目前已有多项产品正进入实验阶段,像是当前已有多家生物科技公司开始与中医结合,希望通过MEMS产品特性,进一步辅佐中医产业进入更高科技化领域,也就是说通过MEMS产品所拥有的特殊侦测特性,让中医师可以取代过去单纯使用手而凭感觉把脉的功效。

        此外,由于MEMS产品兼具稳定性及体积小特性,因此可进入到一些过去些传统的测量仪器所无法达到的地方,比方说像是将MEMS产品结合过去传统量测仪器后,直接进入到人体各个不同器官进行测试。

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