MEMS的趨勢與需求

MEMS元件有多夯？答案就在加速器、感應器、陀螺儀、消費電子、手機麥克風等各種產品中──它們都看得見MEMS的身影。近來的發展，MEMS更延伸到了諸如車輛控制與安全、GPS航位推算、印表機列印等方面的應用。

而根據調查資料顯示，2008年全球MEMS應用市場將有11％的成長，市場規模可達78億美元，其中MEMS在消費電子應用比例接近50％，整體市場規模將近35億美元。同時也預測到了2012年，全球MEMS應用市場規模將更高達154億美元，其中MEMS消費性電子應用規模更可成長至71億美元。

QMEMS的技術與特色

然而，由於這些以矽為材料的MEMS元件，往往受到環境溫度以及周遭元件的影響，且在可靠度以及訊號穩定性方面，還有相當大的改善空間。因此，為了突破傳統機械加工技術的極限，Epson Toyocom公司利用石英（QUARTZ）材料的穩定性，結合了MEMS製造技術，在2006年推出了「QMEMS」技術。根據該公司對QMEMS的描述就是：通過微加工技術，使水晶材料具備機械、電子、光學、化學等方面的特性，並增加高精度、高穩定附加值的設備。

事實上，由於計時功能的需求，在電子產品中的運算單元，為了提供系統的時脈信號源，通常就需要個別的石英振盪器。由此可見，石英晶體技術在電子業中的應用可以說無所不在。而石英的重要性在於它是一種具高穩定性及高精準度等特性的晶體材料，除了應用於計時功能外，也可以開發為感測元件（如Gyro），或光學元件（如OLPF），用途相當廣泛。

QMEMS的應用產品

從上述中，我們可以體認到MEMS元件已大量出現在我們的日常生活中。Epson Toyocom表示，目前該公司的QMEMS元件家族可大致分為三類：一是「計時元件」，包括音叉型晶體、HFF（High Frequency Fundamental）晶體單元和印刷蝕刻製程；二是「感測元件」，包括陀螺儀感應器；三是「光學元件」。主要產品如下：

大氣壓力感應器

採用QMEMS技術支援特殊原創的壓力感測結構，體積只有12.5cc，重量僅15g，精確度卻達到10Pa或約1/10,000bar之內，其解析度也只有0.1Pa。新型壓力感測器的效能與特色可以幫裝置設計人員帶來非常大的幫助，不僅縮減裝置外型尺寸，並大幅提升各種氣象及安全性應用裝置的效能。

《圖一　大氣壓力感應器》 圖片來源：Epson

即時時脈產生器

該公司已開發出超省電的RX-8571系列即時時脈產生器（real time clock module）。此產品以CMOS製程為基礎，利用內建IC的低電滲漏，並透過單片晶體結構的優點將石英晶體單元與振盪器電路的結合效果最佳化，達到200nA（典型）的消耗電流，相較於以往產品減低了約30％的耗電。

《圖二　即時時脈產生器》 圖片來源：Epson

角速度感測器

此產品的核心雙T結構，即是利用QMEMS製程來達成，由於它採用了石英晶體材料，因而能夠感測出極微小的角加速度變化量，而且不易受溫度影響而產生誤差。實際應用案例，包括對氣墊船的穩定性控制，以及華碩最新推出的EeeStick遊戲搖桿等。

《圖三　角速度感測器》 圖片來源：Epson