《DJ在線》MEMS產業興，讓裝置更人性化
MoneyDJ新聞 2019-04-18 11:25:46 記者 趙慶翔 報導 TWS真無線藍牙耳機在近期話題火熱，市場銷量也表現亮眼，不管是MEMS麥克風或者感測晶片都扮演關鍵角色。根據研調機構指出，去年MEMS市場規模約15億美金，預估在今年將成長17.5%。目前在MEMS產業的國際大廠也在十家以內，而台灣在這產業崛起的趨勢下，期盼能在新應用找出自己的路。
體積越來越小 MEMS漸取代ECM麥克風
在微小化趨勢下，體積較大的ECM(Electric Condenser Microphone)逐漸被半導體製程的MEMS(Microelectromechanical Systems)取代，但現在部分裝置仍採用ECM，像是KTV唱歌的麥克風，但是現在手機、NB幾乎都採用MEMS麥克風，主要就是因為MEMS比起ECM而言，能夠更耐高溫、穩定的特性。
現在終端裝置越來越強調智慧、多功能，因此體較小的MEMS在設計上更輕巧，可以放置於各種裝置當中，因此市場需求量持續增加。像是手機越來越輕薄、筆電的邊框越來越窄，因此MEMS麥克風就逐漸取代ECM。
根據研調機構顯示，MEMS麥克風全球年出貨量在去(2018)年達54~55億顆，逐漸取代ECM麥克風，滲透率來到62%，預期在2021年將達75億顆，滲透率將超過7成。
MEMS麥克風的原理是以半導體製程，包含ASIC(特殊應用積體電路)和感測器晶片，並以金屬或塑膠外殼包覆，形成腔體，外殼蓋上方或下方有一個小洞，用於接收聲音進入，再傳輸到ASIC中進行資料分析與傳輸。
意法半導體主管分析，MEMS麥克風的技術關鍵是在於腔體設計，要讓共振效果更好、訊號處理效果更好，而且，配合裝置越來越小的趨勢下，也使得腔體空間被壓縮，因此進入門檻高，但半導體製程越來越進步，以及市場需求強，推動廠商在技術上能夠突破。
MEMS要成功? 上下游互相配合是關鍵
MEMS要開發成功，上下游互相配合將是關鍵。國際大廠幾乎在開發期就與CPU公司共同合作，讓元件與處理器能夠更加緊密的配合，能夠讓MEMS元件效果更好，像是MEMS麥克風是收音裝置，後端處理器的演算法才是技術關鍵，因此彼此之間能夠在技術上能夠配合是關鍵。
除此之外，MEMS當中的晶片封裝與測試都是關鍵，要讓封測之後效果也不會變差，這需要很多時間與下游廠商溝通配合。
感測元件多樣 依照客戶需求加入裝置
同樣也是MEMS的技術，除了麥克風之外，還有許多感測元件，包含加速度計、陀螺儀、壓力計等等，以TWS為例，當中就具有加速度計，能夠感測重力，協助裝置判別，能夠通知處理器作出相對應的功能，像是敲擊後能夠開喚起裝置等。
或者是在硬碟當中，加入加速度計，讓硬碟不小心掉落時，能夠感測到姿態改變，進而啟動自動保護機制，將資料保存下來。另外像是骨傳導感測元件同樣也是一種加速度計，特別是在處理聲音的耳機、麥克風等，就能用感測元件將雜訊消除許多，讓使用經驗更加提升。
目前市面上感測元件有許多，依照客戶需求將元件加入裝置當中，並賦予功能，讓裝置能夠符合客戶與市場的需求。
未來MEMS產業發展方向
意法半導體主管說明，除了車用電子的需求增加之外，MEMS市場主要受到各種穿戴式裝置提升不少，特別是在去年下半年許多裝置加入雲端、AI等功能，像是智慧手錶、TWS等市場規模都逐漸提升。
在技術方面，MEMS未來還是朝向低功耗、高效能的方向發展，主要是因裝置當中若要功能越多，加入的感測器就要增加，因此每一個元件所消耗的功耗能夠精簡就是關鍵。
至於在應用方面，隨著行動裝置加速升級語音功能的需求提升，MEMS麥克風就能加入各種智能家電當中，像是智慧音箱等。而感測元件則依照客戶需求，裝置當中能夠加入各種功能，像是利用加速度計把裝置喚起、或者透過陀螺儀將旋轉動作設定各種指令等。更多人性化的設計，讓裝置更貼近使用者的習慣，也讓MEMS產業成長趨勢更加明確。
業內人士認為，目前手機市場越來越萎縮，但手機能夠連結到其他裝置的趨勢正在萌芽，而各種裝置當中要加入MEMS元件的需求也會提升。
台MEMS晶片廠商少 盼新應用擴市場
MEMS技術困難，加上與上下游配合是關鍵，因此目前全球主要的MEMS業者被國際大廠把持，包含博通(Broadcom)、博世(BOSCH)、意法半導體(STMicroelectronics)、德州儀器(Texas Instruments, TI)等，就是看好這塊市場未來的潛力。
對台灣而言，少數做MEMS麥克風的廠商包含鈺太(6679)、鑫創(3259)，鈺太目前以筆電為主要應用，市佔率約18%，未來也在朝向窄邊框筆電、穿戴裝置等應用面拓展業務。而感測元件則有矽創(8016)，包含光感測晶片(P-sensor)、重力感測器(G-sensor)等，鎖定手機市場，持續帶來營運動能。
台灣能否在門檻高卻頗具未來市場規模的MEMS產業當中，找出自己的發展方向，未來應持續關注。
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