随着经济触底的疑云过去，市场开始转而关注复苏「春燕」来临的信号。那么春燕来了吗？根据经济学家克鲁曼的说法，「短期审慎、中期悲观、长期乐观」，若依这段陈述，那么现在讨论经济复苏的时机点，早了何止10年。不过，短期审慎这句话充满了玄机，似乎意味着任何的改变都可能发生，特别是电子产业，因为在当前的时代下，任何的技术创新与产业​​进化都与电子科技脱不了干系，其中，半导体技术更扮演中举足轻重的角色。

在上一篇中，我们已谈过了FPGA产业将如何利用当前的金融危机来扩大自己的竞争优势，特别是在消费性电子端与ASIC的竞争，而其逐渐改进的电耗与成本性能，也是FPGA解决方案日渐位居主流的一大要点。继FPGA之后，本期所报导的则是MEMS技术以及可携式电子的电源管理，包含ADI、Maxim、Microvision、VTI Technologies、Kionix、NS、Mentor Graphics、Fairchild等先进的半导体大厂，都做出了重要的发言。

《图一 MEMS技术座谈会，包含ADI、Maxim、Microvision、VTI Technologies及Kionix五家MEMS组件供货商都与会发表看法。》

价格与性能的两难 MEMS技术面临转折

对于产业来说，MEMS技术绝对不是个新名词，它悄悄的进入电子产品中，早已长达数十年的时间，包含喷墨印表机的喷墨头，以及部分的汽车电子元件等，早就有了MEMS技术的身影；然而对产业来说，MEMS技术却是个新焦点，最主要的因素是这个老技术在消费用性电子产品上找到了新应用，包含任天堂的Wii以及苹果的iPhone就是最好的代表。于是多家的半导体商与系统商开始投入MEMS产品的开发，并纷纷把重心放到消费性市场上。

至此，市场开始创造出更多的MEMS应用与MEMS装置，在短短的2~3年之间，MEMS元件的出货量便创下历史新高，2007年的整体MEMS出货量就达到20亿颗，为MEMS元件成长的高峰期。随后，MEMS元件也难逃金融风暴的强袭，整体市场开始出现了衰退的情况。然而，危机就是转机，为了扩大MEMS元件的应用范围，特别是因对当前的金融危机，MEMS供应商了解必须将产品价格进一步的降低，才有可能再创新高峰。而本届的电子高峰会也特别针对MEMS技术的发展举行了一个座谈会，包含ADI、Maxim、Microvision、VTI Technologies及Kionix五家MEMS元件供应商都在会中发表了独到的看法。

《图二 Analog Devices副总裁Mark Martin表示，MEMS技术彻底的改变了消费者的使用体验。》

消费性电子产品带起MEMS元件需求

MEMS座谈会的主持人TechOnline主编Patrick Mannion表示，过去MEMS元件已大量的运用在​​汽车的加速计应用上，但最近2年，MEMS在汽车的应用上已逐渐衰退，取而代之的是消费性电子应用的成长。根据统计，去年整体的MEMS市场规模达到60.7亿美元，其中有很大的成长是来自于消费性电子产品。

Analog Devices副总裁Mark Martin表示，ADI投入MEMS元件的制造已经有数十年的经验，其中有很大的部分是在汽车的应用上，而最近几年，MEMS元件则在消费性电子产品的销售上有突破性的成长。他指出，MEMS技术彻底的改变了消费者的使用体验，让人们对于终端产品的感受有了全新的定义，也让消费性产品有了更多的差异化空间。而除了在汽车与消费性产品的爆炸性成长之外，MEMS技术也将更进一步的跨入医疗与工业的应用。

《图三 Maxim MEMS产品事业群总裁Vijay Ullal表示，MEMS技术不单单只是一个市场新话题，更是第三种革命的关键技术。》

Maxim MEMS产品事业群总裁Vijay Ullal表示，MEMS技术的起源最早可追溯至200年前，大概是在工业革命的时候，那次的革命不但造成了社会的转变，同时也是文明的转变，主要的就是将能源转为动能，而那就是机械的起源；而第二阶段的革命则是机械转变成运算，代表的产物就是电晶体（transistor）；而第三个革命则是机械转变为感应器（Sensor ）。若将机械、运算及感应器三者结合，便能得到一种真正的智慧型产物，并将人类的生活带往更高的境界。他强调，MEMS技术不单单只是一个市场新话题，更是第三种革命的关键技术。而Maxim所专注的领域则是在感应器的技术，能够将类比与数位讯号的转换完美的呈现。

MEMS颠覆使用者体验

《图四 Microvision业务与营销副总裁Ian Brown表示，智能型手机有太依赖屏幕呈现（too in screem）内容的缺陷。》

Microvision业务与行销副总裁Ian Brown则表示，如大家所见，个人可携式电子产品在应用与功能上有了相当的进步，特别是智慧型手机的发展，这让人们可以更容易的使用和读取数位媒体内容，但这样的发展存在一个致命的缺陷，那便是所有的内容都太依赖萤幕来呈现（too in screem），因此，部分的内容或体验便无法完整的呈现。他指出，Microvision的目标便是改善消费者在可携式装置上的使用体验，透过核心的MEMS技术，并整合了光源投射元件，开发出一种名为「Pico」引擎的投影技术，能在轻薄短小的可携式装置上，把完整的数位媒体内容投射出来，让使用者可以享有更丰富的内容体验。

《图五 Microvision展示「Pico」引擎的投影技术。》

VTI Technologies副总裁Scott Smyser表示，不仅是消费性电子产品，事实上MEMS元件在很多产品应用上都有成长，特别是在感应器的应用上。但为何今日这项技术变的如此特别？主要的原因就是它整合了运算并在通讯介面上做了改进。但MEMS元件技术的发展关键还是在感应器的设计，如何将运动过程转变成有用的资讯，并传达到装置应用上，是这项技术的困难所在。至于如何提升MEMS感应器元件的销售成长，则有两件事需要改进，首先是装置应用的革命，如苹果的iPhone；其次是元件供应端的改善，如让MEMS元件更低价，同时体积更小，并且提供更多的软体和设计支援，让MEMS元件更容易使用。

《图六 VTI副总裁Scott Smyser表示，不仅是消费性电子产品，MEMS组件在很多产品应用上都有成长，特别是在传感器的应用上。》

Kionix业务与行销副总裁Eric Eisenhut表示，Kionix在消费性电子产品应用上已有数年的历史，特别是协助客户将MEMS感应器技术的类比与数位信号整合至系统中，并与系统协同运作。客制化的MEMS技术，在汽车应用上最为困难，尤其是在技术与性能上的需求；另一方面则是消费性产品，其关键是在使用者介面体验的改​​良，这是决定一项产品好坏的基础。而将产品的介面设计与终端使用需求拉近则系统设计的窍门所在。为了协助客户达成此目的，提供产品开发套件工具则是元件商要做的事，让客户快速更容易的与元件商合作。至于整体的MEMS市场，未来仍将会广泛的成长，不单只是消费性电子产品，包含汽车电子、医疗照护以及工业应用，都会有更多的MEMS技术导入，而如何将这么多的元件与功能恰如其分的整合，则有赖产业共同合作解决。

价格与性能是系统商的抉择

Scott Smyser表示，毫无疑问的，MEMS如果要进入高量产的消费性市场必定要降低成本。对此，VTI使用了一种所谓「Chip on MEMS」的技术，就是利用3D封装的方式，将MEMS元件与ASIC晶片堆叠在一起。不同于一般的MEMS制程，VTI的Chip on MEMS技术是在晶圆制程前来处理MEMS与ASIC的整合，因此不但晶片的体积小，同时成本也非常低。目前VTI新的三轴加速计便是世界上最小且低成本的解决方案。

Eric Eisenhut则表示，除了在MEMS制程与封装的成本上下功夫外，充分了解客户终端系统与装置的设计需求也十分重要。他强调，Kionix并不会一味的追求降低元件的成本，而是充分与客户合作，了解产品的功能与需求，并提供完整的设计方法与元件，由客户来决定哪种方案才是适合该产品，而不是只在单价上竞争。

《图七 Kionix业务与营销副总裁Eric Eisenhut表示，不只消费性电子产品，包含汽车电子、医疗照护以及工业应用，都会有更多的MEMS导入。》

Mark Martin表示，过去MEMS技术难度高且低量产的时代已经过去了，接下来MEMS的成本将会快速的降低，这点从目前的MEMS出货量便可得知，这也证明了MEMS制程技术已成熟，并逐渐克服价格障碍。但他同时也指出，价格并不是MEMS技术的唯一障碍，关键是在如何创造出更多的应用。消费者的使用体验是非常的不可思议，因此，用什么样的MEMS应用去抓住消费者的心才是业者要关注的重心。他表示，未来MEMS的市场也将会出现一定的市场区隔，有低价的应用，自然也有高阶的产品。

《图八 VTI使用「Chip on MEMS」的技术，达成体积小低成本的目标。图为VTI最新的三轴加速计。》

自EDA着手 行动电源管理要从头开始

对可携式装置的开发者来说，电源设计是其心中永远的痛，如何透过优异的电源系统来进一步降低电耗并延长使用时间，是其念兹在的课题。然而，延长装置的使用时间并不单单是终端业者的责任，必须连晶片端都要有所改进才行，甚至是在晶片开发之前的EDA工具，就要放入电源管理的概念。这是一个从上到下整体的思维，如此，​​才能真正克服行动电源的难题。

经济衰退未降低电力需求 节能要整体考量

Mentor Graphics执行长Walden C.?Rhines在专题研讲上表示，人们对于电力的需求一直是有增无减，即便是在当前的金融危机之下，电力的耗损仍是持续的增加，光电子产品就占了所有电力支出的13%。原因有很多，包含装置电晶体数目的不断增加，造成装置的电耗持续提高；电池技术在最近4年内，未有明显的突破；晶片的漏电问题；以及网路应用的普及，特别是资料中心（Data Center）的广设，更是产生了无数的电力怪物，其用在散热上的电力消耗是非常可观。

《图九 Mentor Graphics P&R部门总经理Pravin Madhani表示，2008年是芯片业一个重大的转折点，这个变化主要来自于低功耗的需求。》

Rhines指出，为了克服电耗的问题，晶片业者必须找出新的电路设计方式来因应。与过去​​的设计方式不同，现在的系统商会在装置开发前，先定好电耗目标，整体的系统必须在此电耗范围内，因此，包含晶片端的物理设计、RTL设计、系统的整合设计、散热的问题以及应用的软体等，都必须考量在内。而EDA工具能够提供晶片开发者准确的电耗模拟分析，并在最上层的RTL阶层就着手低功耗的设计，而其能达到的劫店性能也最大，并借此协助开发者符合系统的电耗目标。

低功耗需求冲击晶片设计

Portable Design主编John Donovan表示，在可携式产品的设计上，开发者所面临的最主要挑战便是CPU与电池，其中可携式电源更是最大的问题所在。而要解决电耗的问题约有35到40种不同的途径，从简单的单一电压、电源时脉，到高阶的晶片架构设计等，众多的环节都必须要考量在内。

《图十 NS研发主管Gordon Mortensen表示，光是在芯片制程上做改进是不够的。》

Mentor Graphics P&R部门总经理Pravin Madhani表示，对晶片业者来说，2008年是一个重大的转折点，这个变化主要来自于低功耗的需求。而促成这样的需求产生，首先是包含iPod、iPhone和各式的手机在内的可携式电子产品的热销，其次是资料中心与伺服器导入节能观念，第三便是制程的演进，尤其是低功耗45奈米技术的推出。而这三个因素让晶片设计快速的朝向低功耗发展，其中又以逻辑闸的睡眠/唤醒与多重电压技术，对于低功耗系统与晶片设计有绝对性的影响。

动态电压与软体管理是节电重要命题

NS研发主管Gordon Mortensen表示，自1973年时，第一部行动电话诞生以来，手机与可携式多媒体装置的功能与性能便不断的提升。包含储存的容量、传输的频宽、无线网路连线、显示幕的尺寸，以及电晶体逻辑闸的数目，都是飞快的成长，这也造成了装置电耗的不断提升。而未来的可携式装置应用，又将以影片传输为主，这无疑是对电耗更大的挑战。为解决这个问题，光是在晶片制程上做改进是不够的，必须有效的进行装置与晶片的电源管理，特别是每个装置的电耗需求都不同，因此动态电压调节（DVS）的技术就显的非常重要。

《图十一 Fairchild资深行动电源解决方案主管Bruno Kranzen表示，电源管理并不只是芯片公司的问题，必须与所有的业者共同合作。》

Fairchild资深行动电源解决方案主管Bruno Kranzen表示，手机的应用与功能仍不断增强中，未来人们将会直接从网路上下载影片至手机上，用手机拍摄高解析的照片，而通用的多核心技术也会成为主流，这些趋势都将造成电耗进一步的提升。然而，电池科技并未跟上装置功能的发展，这也是为何电源管理技术如此重要。但电源管理并不单单只是晶片公司的问题，晶片业者也无法独自解决这个问题，必须与所有的业者共同合作，包含系统业者、应用软体和作业系统等。当然电路设计仍是其中最关键的核心。

《图十二 Mentor Graphics执行长Walden C.?Rhines表示，即便是在当前的金融危机之下，电力的耗损仍是持续的增加。》

结语

MEMS技术在消费性电子产品上尝到甜头后，供应商们想当然尔会进一步扩大其应用层面与市场规模，因此价格的因素很快就会被克服，且几乎不​​会成阻碍MEMS发展的绊脚石，真正的困境还是来自于创新应用与使用者体验的改善。至于人们所关心的「MEMS Fabless」议题，短期内恐难成气候，至少在未来5年之内，台面上的主要MEMS供应商都没有相关的计画，目前只有少数的公司，特别是在台湾地区，才有零星的产品活动。而在可携式电源管理的部份，该命题仍是极重要的环节，不只晶片商和系统商会积极投入发展，软体商也将扮演举足轻重的角色。所有的业者都一致认同，节电必须考量所有的环节，光靠单一产业的努力，是起不了太大作用。

还在MEMS与可携式电源之后，下一期则将报导嵌入式设计与4G通讯的发展。 （未完待续）