“各類傳感器的需求持續增長，至2020年，MEMS傳感的市值將會達到25億美元，是2000年的5倍。”MIG（MEMS工業集團）執行總監Karen Lightman在日前的亞洲傳感器大會上表示，“而這些傳感器驅動的設備市場則更是巨大。”她說道。

　　從汽車到智能手機，再到智能穿戴、IOT等，各種MEMS傳感應用而生，百花齊放，讓我們先來看看目前都有哪些種類的MEMS傳感器，他們的需求排名如何。

　　MEMS傳感器種類及市場大小排名

　　MIG執行總監Karen Lightman在會上與大家分享了目前MEMS傳感器主要的應用領域，并按目前的市場大小，進行了分類排序，它們包括：壓力傳感器、加速度傳感器、麥克風傳感器、陀螺儀傳感器、噴墨打印機頭傳感器、BAW過濾器、DLP傳感器、微型熱幅射測量計、時鐘傳感器、水探測傳感器、氣化學傳感器、光MEMS（通信）傳感器、開關電容傳感器、片上顏色傳感器、熱傳感器、MEMS flat顯示傳感器、微燃料電池傳感器、流體傳感器、joystick傳感器、藥因子傳感器、相機變焦傳感器、可變型微鏡傳感器、能量采集傳感器、掃描微鏡傳感器、安全氣囊傳感器、MEMS楊聲器傳感器、以及閥門傳感器等等。

　　圖：Karen指出，目前消費類MEMS傳感器面臨著四個挑戰：尺寸、智能、應用和價格，業界將圍繞著這四個挑戰來努力。

　　中國傳感器廠商上規模的已過50家

　　而上海微技術工業研究院（SITRI）總裁楊瀟則在會上分析道，MEMS傳感器經歷了從汽車延伸到手機的快速成長，現在正在拓展到智能穿戴、再到 IOT和工業4.0，成長空間巨大。他分析道，智能手機中目前采用MEMS和傳感器最多的是三星的Galaxy s5，共采用了包括加速計、電子羅盤儀、硅麥、接近傳感器、陀螺儀、環境燈、氣壓計、溫度計、霍爾傳感器、RGB傳感器、手勢傳感器、指紋傳感器以及心率傳感器等十幾個傳感器。蘋果的iphone6也采用了很多傳感器。“他們的特點是，每一代都會比前一代采用更多的傳感器。”楊瀟說道，“而中國手機廠商同，比如華為、小米、OPPO、聯想、中心、vivo、魅族、金立等手機，也都采用了很多傳感器。”他補充。

　　至于目前正在迅速成長的智能穿戴產品，楊瀟表示，它們采用了更多的傳感器，包括各種運動傳感器（加速度、陀螺儀、電子磁盤儀、CMOS sensor、電容和接近光傳感器）、觸控傳感器、智能反饋傳感器（haptics）、聲學傳感器（麥克風、揚聲器以及心率監控ECG傳感器）、生物傳感器（各種DNA傳感器、液體細包傳感器）、濕度/溫度傳感器、壓力傳感器、以及光傳感器等等。據他們統計的數據顯示，2015年二季度，全球出貨量最大的智能穿戴產品是Fitbit，第二名是蘋果手表，第三名則是中國的小米手環。“小米手環雖然只采用了三軸傳感器，但是它的出貨量非常大，二季度出貨300 萬個，預計2015全年出貨達1000萬個。”他分析道。這里，蘋果手表apple watch采用的傳感器最多，包括6軸加速度與陀螺儀、環境光傳感器、硅麥克風、壓力觸控傳感器、以及光心率傳感器。

　　圖：全球智能穿戴產品出貨量排名。

　　中國手機與智能穿戴等消費電子廠商采用的MEMS傳感器越來越多，楊瀟表示，他們所占全球MEMS的市場份額，已從2011年的9%，提升到2015 年的30%，后面還會持續增長。另一方面，中國本土的傳感器廠商也在迅速增長，我們看到如下圖，2015年，中國的有一定規模的傳感器廠商已增至超過50 家。

　　圖：中國的有一定規模的MEMS傳感器廠商數量已超過50家。

　　從MEMS供應鏈上來看，楊瀟表示SITRI可以提供從設計到制造到生態鏈的幾乎全產業鏈支援。而基它的重要供應鏈廠商還包括華虹宏力、華天科技、長電科技、SMIC、南通富士通、上海先進半導體等等。“我們會360度全方位地支持M2M與IOT的創新。”他說道。

　　MEMS與CMOS集成的工藝演進

　　中芯國際技術研究發展執行副總裁李序武在會上從半導體工藝的角度對傳感器的技術演講進行了分享。他指出，未來CMOS Sensor將會向3D-CIS發展，而MEMS傳感器則是向TSV，WLCSP方向發展。

　　李序武指出，未來需要CMOS與MEMS工藝的無縫集成。他對這兩個工藝進行了分析比較，MEMS演進需要新的工藝，包括深硅刻蝕、晶園級綁定、高精度晶園減薄、真空封裝以及TSV與WLP封裝；而CMOS演進則是需要新的材料，包括Cr/Au/Ti/Cu/Al等金屬化物、磁材料以及壓電材料。此外，MEMS還需要特殊的測試方式、機械壓力與可靠性測試、IR與超聲探測以及3D測繪等。

　　他認為CMOS與MEMS集能帶來諸多優勢，“集成帶來SoC級別的設計和架構，集成會帶來更低量產成本，集成會在EMI與寄生性能等方面帶來更高的性能。”下圖，是他分享的一些CMOS-MEMS集成的工藝。

　　圖 ：一些 CMOS-MEMS集成的工藝

　　［　圖：SMIC目前和未來將能提供的各種工藝。/center］

　　［center］圖：SMIC在MEMS傳感品上的演進圖，今年已可以量產硅麥與一些運動傳感器包括9軸傳感器；預計明年可以生產壓力傳感器，而未來將向高端的RF MEMS、各種生物傳感器、微投傳感器等邁進。