感测器/微流体领军MEMS产值5年后翻倍

受惠消费性电子对动作感测功能需求增温，以及MEMES技术在生物医学领域重要性提升，惯性感测器与微流体装置出货量正急速增长，将成为未来5年MEMS市场成长最主要的驱动来源；预估至2017年，整体MEMS产值可望突破210亿美元，较现今规模扩大一倍。

Eric Mounier为Yole Developpement创办人
2012～2017年，微机电系统(MEMS)市场产值将呈现稳定的二位数成长，预估到2017年产值将达210亿美元；出货量及营收的年复合成长率(CAGR)也将分别达到20%和13%。原因在于各式电子装置对动作感测器与微流体(Microfluidics)系统晶片的需求将不断扩大，并逐渐主导MEMS市场。在2017年，这些机件出货量将接近MEMS市场一半的出货比重，其中加速度计、陀螺仪和磁力计占整体市场25%，而微流体晶片则占23%。
惯性感测器需求强劲　整合型设计渐兴起
动作感测器在终端装置的渗透率正大幅激增，未来几年可望显著成长，截至2017年将带来52亿美元商机。不过，伴随同业竞争、价格下滑、市场成熟与供应链整合等现象发生，2012～2017年加速度计、陀螺仪及磁力计加总产值的年复合成长率将仅有8%左右，呈现稳定增长局面。

Laurent Robin为MEMS与感测器市场研究员
目前加速度计已普遍用于智慧型手机中，随着智慧型手机市场快速成长，接下来3年总量将从四亿五千万成长到九亿支，更带动加速度计出货量攀升。此外，陀螺仪在智慧型手机中的使用率，也从2010年的9%激增到2011年的36%，预估在未来2～3年内，所有智慧型手机都会装置陀螺仪，且由于手机制造商已把影像稳定做为增加照相画质，并与其他产品区隔功能的手段，故许多手机将搭载两个以上陀螺仪，挹注更多出货动能。
抢搭此一热潮，应美盛(InvenSense)已为手机制造商推出影像稳定用的含陀螺仪照相模组，让手机业者更容易设计产品；而意法半导体(ST)则推出一款双核心产品，内建两个高精准度感测器，其中一个核心还可给游戏使用，但该产品须较复杂的特定应用IC设计，故售价将不便宜。

图1　2010～2017年MEMS市场产值预测
至于磁力计方面，仍旧由拥有78%市占率的AKM主导市场，其Hall-based装置可与应美盛的MEMS模组和软体紧密结合。但其他厂商如意法半导体、博世(Bosch)与美新(MEMSIC)，都相继表示其MEMS技术更精确，且耗费更少电力，同时可与其自行推出的装置完美整合，亟欲分食AKM市占率。
由于消费性电子装置导入各式惯性感测器的趋势成形，从2011年开始，兼容多元感测功能的整合型感测器(Combo Sensor)设计也随之崛起，其内含一个特定应用IC、六轴加速度计与一个整合型磁力计，可扩大应用范畴。现已有内含六轴加速度计与陀螺仪的产品问世，且价钱只比纯加速度计稍贵。
尽管现阶段独立型元件仍占多数，但2～3年内许多公司将陆续推出六或九轴产品，独立感测器市场将会开始萎缩，而整合型产品将大幅成长，从目前市场营收不到1亿美元的表现，到2017年将暴冲至17亿美元。
瞄准扫描与诊断测试应用　微流体系统晶片声势涨
除惯性感测器市场可期外，微流体系统晶片的需求也持续增温，虽开发时程比预期更长，但微流体市场与去年相比已有23%的年成长率；预期2017年，对微流体装置产值(不含化学部分)将达48亿美元，占总体MEMS市场需求20%，仅次于惯性感测器的比重。
MEMS重要厂商已加码投资微流体设计，其他聚合化工领域业者也争相投入制造，目前厂商已准备好推出低成本、反应快速的微流体解决方案，包含扫描与诊断测试工具等。其中，微流体主力市场应用范畴将在食物与饮水的品质扫描方面，其次则是在诊断测试、远距诊断与医学研究应用上，亦将大举导入微流体方案。
光学/射频微机电出货成长不容小觑
至于光学微机电与射频微机电(RF MEMS)也是市场关注焦点。首先，光学微机电整体市场规模将在2017年达到26亿美元，年复合成长率超过16%。其中，投影设备将是重要推手，特别是新兴的微投影机市场今年将有重大进展，许多手机品牌大厂已发布搭载内嵌式微投影的概念机种，刺激光学微机电需求走扬。
尽管目前投影设备应用数位光源处理(DLP)技术的比例已超越矽基液晶(LCoS)，成为市场主流方案；而使用MEMS雷射技术的系统则需两个大型特定应用IC，以及较大设计空间与成本，仍处于发展起步阶段。但随着绿光雷射的产品样本推出，已大幅改善光学微机电的尺寸与成本问题，预估市场渗透率将开始成长。
图2　2010～2017年消费性应用MEMS动作感测器出货量预测
与此同时，随着第一台搭载WiSpry射频微机电解决方案的手机在2011年面世，射频微机电交换器与调整器正开始走红。然而，许多人对该技术将来的应用范畴仍存有不同意见，但至少其在天线调整器或4G智慧型手机的可调整射频功能中，具有很大发展空间。
其中，Paratek也使用薄膜二极可变电容的非MEMS技术，卖出第一个产品给三星(Samsung)；而RIM购并Paratek的动作也暗示RIM将此一技术视为未来数年的战略重点。往后其他重要的MEMS开发商也将纷纷跨入此一战场，如Peregrine推出SOS(Silicon-on-sapphire)的竞争产品，同时，支持SOI(Silicon-on-insulator)技术的业者也积极发展。
由于射频微机电技术正在交换器、可变电容、MEMS震荡器、体声波(BAW)滤波器和双功器中大展拳脚，预计在2017年市场产值可成长到10亿美元，年复合成长率达16%。