靠着Wii与iPhone的热卖，微机电（MEMS）制程的运动传感器（Motion Sensor）技术一举在消费性市场上打响了名号。短短1年多的时间内，许多的半导体厂纷纷推出对应的解决方案，甚至连晶圆代工厂也喊出MEMS代工的服务，企图抢占这块华丽的CE大饼。然而，消费性电子市场并不是块人人可吃的饼，除了产品的生命周期短、对外型与尺寸十分要求外，在上市时程和成本价格更是斤斤计较，因此，欲投入该市场的半导体公司无不竭尽所能，在技术与策略上进行攻防，希望能在此一竞争激烈的市场上，取得一张亮丽的成绩单。以下便是采访报导。

Motion Sensor的消费性应用潜力可期

虽然要将Motion Sensor全面导入消费性电子应用，在短时间内仍不容易实现，但由于有Wii与iPhone的经典范例，因此，市场普遍相信只要在技术与价格皆成熟后，Motion Sensor绝对有机会在消费性电子市场上出现突破性的成长，同样的，目前这个看法也普遍获得主要的芯片供货商所认同，认为消费性电子将是Motion Sensor最有成长潜力的市场。

《图一 iSuppli的MEMS市场预测表》 数据源: iSuppli

根据市场研究机构The Information Network的调查，2008年全球MEMS应用市场将有11%的成长，市场规模可达78亿美元，其中MEMS在消费电子应用比例接近50%，整体市场规模将近35亿美元。该机构也预测，至2012年时，全球MEMS应用市场规模将达154亿美元，其中MEMS消费性电子应用规模更可成长至71亿美元。另一家市场研究公司iSuppli则指出，手机将是MEMS技术下一个最具潜力的应用市场，成长的幅度预期可超过PC周边和汽车感测领域，至2012年时，MEMS在手机领域的应用规模更可一举达到8.669亿美元，出货量可达2.009亿颗。MEMS市场的研究权威Yole Development更认为，2012年MEMS在手机应用的整体市场规模有机会上看25亿美元。

而在广泛的MEMS技术中，目前就属MEMS麦克风在消费性电子市场上的应用最稳定，不但具有一定规模的出货量，同时技术也最成熟，至于运动传感器，则是成长速度最快的组件。根据iSuppli的调查显示，2008年加速度感测计（Accelerometers）的出货量，便较07年成长了将近2倍，预计2009年的出货成长率也可望达到40%左右。虽然其中很大一部份的成长力道来自于Wii与iPhone，但已可看出该组件在消费性市场的应用潜力。

《图二 MEMS-Base Sensor市场预测表》 数据源:IC Insights

玩具与游戏应用09年最看好

运动传感器在消费性电子市场的应用潜力已是无庸置疑，至于应用的领域则是看好玩具（Toy）与游戏（Gaming）。微智半导体总经理邱亦翔表示，玩具和游戏应用是台湾Motion Sensor厂商最有机会切入的市场，预计2009年将会有相当幅度的成长。

微智半导体是全球第一家以标准CMOS制程生产MEMS传感器的无晶圆IC设计公司，该公司以致力于提供消费性电子市场低价化的MEMS解决方案。蔡表示，Motion Sensor在2006年以前只有在汽车市场使用，之后由于投入的厂商增加，渐渐的技术开始普及，于是Motion Sensor也开始往消费性电子发展。然而，在目前的消费性电子应用上，也只有Wii、iPhone和HTC等几家大厂有采用，组件的供货商也只有特定几家，在整体的应用数量仍不够多，并不算是开放的市场。

《图三 玩具和游戏应用是台湾Motion Sensor厂商最有机会切入的市场。》 数据源:微智半导体

邱亦翔进一步表示，目前国际大厂仍专注在手机与PND等较高阶的产品上，在玩具与游戏应用的着墨较少，而这正是该公司可以切入的市场。他指出，玩具与游戏应用并不需太高阶的规格，但对组件的价格却是非常要求。由于这类应用的系统设计十分简单，几乎没有什么系统设计成本，因此很容易导致价格战，所以大厂兴趣缺缺，而这正是微智的机会点。他也透露，目前微智的2轴加速度计已在数家玩具厂的产品上进行设计，预计明年Q1就会有产品推出。

无独有偶，爱普生（EPSON）同样也看好玩具与游戏市场，台湾爱普生电子零件事业群电子零件技术服务部经理殷之江表示，游戏将是发展最快的市场，而玩具将是台湾的另一个机会。他指出，台湾厂商在游戏系统的设计速度较慢，且必须依赖国外的规格，因此难有主导权。但由于Wii的热卖，相关的厂商还是能有所获利；至于玩具市场上，新一代的人机接口操作将是该市场的重点，加上目前仍未有主要的厂商投入，因此台湾厂商非常有机会能在此使市场有所作为。此外，包含计算机周边、数字相机、数字相框及PND等，在2009年都会再进一步成长。

《图四 微智半导体为一家以标准CMOS制程生产MEMS传感器的无晶圆IC设计公司，该公司致力于提供消费性电子市场低价化的MEMS解决方案。右1为微智半导体总经理邱亦翔。》

手机应用叫好不叫座 仍属高阶量少市场

在众多消费性电子产品中，属手机的市场规模最大，因此，所有厂商无不希望能将Motion Sensor打入手机市场之中。然而，直至目前为止，也只有iPhone和几款的高阶智能型手机有采用Motion Sensor的解决方案，在数量与应用款式上仍非常少量。

殷之江便直言，大家都想进入手机市场，但因为现阶段Motion Sensor的组件价格仍偏高，加上市场需求不明显的因素，导致Motion Sensor在手机上的发展情形，仍属于叫好不叫座的状况。他指出，目前在Motion Sensor在手机的应用上，仍以2、3轴的加速度计为主，且仅应用在少数几款手机上。致于更先进的陀螺仪则尚未获得手机厂的青睐。殷之江说：「客户还是觉得价格太高」。

《图五 目前在Motion Sensor在手机的应用上，仍以2、3轴的加速度计为主，且仅应用在少数几款手机上。图为使用6轴加速计的夏普手机。》

意法半导体（ST）市场营销项目经理陈昭良也表示，对于手机市场来说，Motion Sensor仍不是必要的选项，加上手机对于零组件的价格十分敏感，在应用需求还未明显涌现时，客户的采用兴趣并不会太高，目前只有零星几款的高阶手机才会有使用，整体的市场规模并不大。

但陈昭良认为，Motion Sensor在手机上的应用比重仍会逐渐提高。他指出，这块市场仍会持续成长，预计2009年中高阶手机采用Motion Sensor的数量就会增加，至2010年时成长幅度会更明显。加上下一代的微软Mobile 7操作系统有特别针对Motion Sensor做支持，预料成长力道会更明显。

《图六 ST市场营销项目经理陈昭良（左）与模拟、功率与微机电组件产品市场经理郁正德（右）》

杀手级应用仍未现身

虽然MEMS Base的Motion Sensor在Wii与iPhone上成功的闯出名号，并成为2008年最火热的话题之一，但由于这两项产品属寡占市场，相关组件也由特定的供货商提供，尽管两项产品的销售量屡创新高，但对于全球的Motion Sensor市场成长帮助并不大。加上Motion Sensor的价格对系统商来说仍是一道障碍，只有高阶的电子产品才有使用的空间，因此整体的出货量也不高，对多数的Motion Sensor供货商而言，目前仍是处在看的到吃不到的局面。

陈昭良就直言，「真正的杀手级应用还没出现」。他表示，就这1年来的观察，MEMS产品无论是在系统和应用的数量，以及设计的熟悉度上都有所提升，但整体而言，仍是处在「没量」的状况。

《图七 爱普生电子零件事业群电子零件技术服务部经理殷之江（左）与电子零件事业群营销业务经理蔡宇宽（右）》

ST模拟、功率与微机电组件产品市场经理郁正德也指出，只有当Motion Sensor从「选项（optional）」变成「必要（Must）」时，则整体市场才会有比较明显的成长。他强调，目前Motion Sensor还没有看到主要的需求动能出现，虽然有一些供货商希望透过降价来吸引系统商采用，但仍是无法达到大量生产的地步。

郁正德表示，目前市场还在等待一个能真正带起Motion Sensor大量成长的创新应用出现。虽然如Wii一类的游戏设备有带起部分市场成长，但整体而言，数量仍不够多。至于PND产品，虽然技术定位明确，但由于价格和性能仍无法满足市场需求，因此也未有突破性的成长。他认为，关键还是在创造需求，系统商必须要思考更创新的产品，才有可能把MEMS产品带上高峰。

陀螺仪需求成长缓慢

而在目前市场上较常使用的Motion Sensor解决方案中，则以2~3轴的加速度计为最多，因其设计简单且方便使用，因此成长的速度较快，目前已被应用在游戏机、PND、智能型手机及计步器等消费性电子上。至于市场所看好的陀螺仪则仍未见有明显起色，市场成长的速度十分缓慢。

《图八 利用陀螺仪来修正行车方位将是未来的重点应用。图为EPSON利用陀螺仪修正气垫船行进的展示。》

根据iSuppli的调查显示，陀螺仪至少要到2010年之后，才会有比较明显的市场需求出现。对此，市场主要的陀螺仪供货商之一的Epson则表示，陀螺仪由于价格较高，且设计较复杂，因此普及的速度较慢。不同于其他的陀螺仪，Epson的陀螺仪是利用自有石英材料所研发出的QMEMS技术所制成，为一高性能的2轴陀螺仪。

殷之江表示，虽然陀螺仪在应用性能上能带来较佳的使用体验，但由于成本的因素，目前系统商仍还是以采用加速度计为主。Epson也曾经与几家的手机厂商接触过，并提供了设计样本，但最终仍是因无明显的市场需求与价格成本的考虑而告终。至于在PND的应用上，虽然陀螺仪具备辅助导航的功能，能在无讯号的状态下，辅助导航系统辨识方位与距离。但由于人类使用的行为模式难以分析，因此导致性能不彰，也无法刺激市场大幅成长。

《图九 华硕的Eee Stick也是EPSON陀螺仪的应用之一。》

郁正德也认为，目前陀螺仪还没有找到主要的应用。虽然在部分的电子装置上有使用，但仍看不出优势。此外，不同于加速度计，陀螺仪在采用上更加复杂，一般RD在设计时并无法完全理解运动的数值，因此也造成普及速度缓慢。但他指出，为了克服在设计上的困难，陀螺仪将会逐渐走向数字输出，届时将可有效降低设计门坎。而ST也预计在明年推出数字陀螺仪，并结合第三方来提供软件的支持，以加速陀螺仪的普及。

低价化发展 单价下探1美元

除了拓展新应用、开发更简易的组件外，持续降低Motion Sensor的价格也是目前众厂所致力的方向。邱亦翔便认为，「1美元将是市场的门坎」。他表示，对于消费性电子市场来说，价格是最关键的因素，只有把MEMS产品压在1美元以下，才有可能进入高量产市场。对此，微智半导体利用自有的CMOS-MEMS制程技术，已成功开发出1美元以下的2轴加速度计，预计在2009年也将推出低价的3轴加速度计。

邱亦翔强调，市场成熟的产品最终都会导入价格战，因此唯有掌握低价化的关键，才有可能在消费性电子市场中胜出。而微智的策略则是先从简单的玩具、PC周边及遥控器切入市场，之后再逐步跨入数字像框、MP3与投影机等高阶的应用上。

《图十 微智半导体利用自有的CMOS-MEMS制程技术，已成功开发出1美元以下的2轴加速度计。》

同样专注在提供低价化MEMS解决方案的工研院微系统科技中心也认为1美元的确有指针性意义。工研院微系统科技中心微感测组件技术部许郁文博士表示，以台湾的产业链情况来看，若要发展MEMS技术则必须往量大的市场才有可为，也就是从消费性电子切入。然而这个市场十分注重零组件的价格，因此能否达成低价化，对于进入消费性市场有相当程度的影响。

许郁文表示，依照成本结构来看，目前封装成本占整个MEMS生产的比重最大，因此，如何降低封装的成本将是关键。对此，工研院采用了新一代塑料封装的技术，以降低MEMS生产的成本。此外，除了在封装上进行改进，从最初的MEMS结构设计到封装完成，整个生产链都有还有改进的空间，未来工研院仍会持续在低价化上做努力，将来甚至有望达成「0.8美元」仍有获利空间的地步。

《图十一 工研院微系统科技中心微感测组件技术部许郁文博士表示，台湾MEMS技术必须往量大的市场才有可为。》

虽然低价化是MEMS解决方案的发展趋势，但部份业者却不认为是带动市场成长的主要关键。陈昭良说：「需求要引爆才是关键」。他表示，虽然MEMS产品的价格将朝向缓跌发展，但这并不是促使该市场成长的主因，需求才是关键。如果市场没有需求，就算0.1美元也不会有人要；但若市场需求强劲，即便是2以上美元的价格，还是能大量销售。

EPSON电子零件事业群营销业务经理蔡宇宽同样也认为价钱并不是重点。他表示，虽然台湾是个价格竞争激烈的市场，但以目前的情况来看，即便是价降也不会有大量的市场涌现。加上EPSON的市场定位以中高阶为主，诉求高性能与高质量，并不会在价格上做竞争。

数字输出渐成消费性市场标准

最早的Motion Sensor组件仍是以模拟的讯号输出，但近年来，为了迎合消费性电子的应用需求，Motion Sensor也逐渐整合ADC功能，直接提供数字讯号输出，以因应消费性市场的需要。

陈昭良表示，数字化是MEMS产品的发展趋势之一，将来会有越来越多MEMS产品直接提供数字讯号输出，以符合快速设计的需求。由于数字化的MEMS产品具有干扰低、方便使用等特色，对于消费性电子产品应用十分具优势。目前ST提供的产品都具备模拟与数字两种规格，但未来将逐渐走向以数字为主，包含陀螺仪也会有数字化的版本。但他也指出，虽然数字输出渐居主流，但模拟的版本并不会消失，仍会在特定市场上使用。

《图十二 工研院已开发出台湾第一颗三轴加速度计》

殷之江则表示，目前Epson的陀螺仪仍是只提供模拟讯号，但未来不排除会整合ADC，提供数字化的版本。他指出，根据他实际接触工程师的经验，台湾的工程师通常不太会处理模拟讯号，因此希望厂商能够直接提供数字的组件。此外，由于一般系统工程师对于Motion Sensor的数值解读也不太了解，因此，若直接使用模拟组件，则设计的难度更加困难。蔡宇宽则认为，相较于日本诉求产品差异化，台湾则是比较倾向标准化，因此，对于数字输出的产品需求较大。

微智半导体同样也持续朝提供数字输出的解决方案前进。邱亦翔表示，目前微智首款的2轴加速计为模拟讯号输出，09年便会开始提供支持I2C接口，并整合ADC的数字2轴加速计解决方案。

《图十三 工研院利用3轴加速计所开发的惯性导航系统。》

CMOS-MEMS技术后势看好

为了达成MEMS低价化的目标，一种利用既有标准CMOS制程来生产MEMS产品的技术便因应而生。这种名为「CMOS-MEMS」的技术无需特殊的生产设备，可直接在既有的半导体生产流程上完成MEMS的产品。相较于过去MEMS产品必须先在自有厂房内完成机械结构的生产模式，CMOS-MEMS技术对于量产、系统整合和低价化更具优势。

邱亦翔表示，目前国外厂商以自有厂房生产MEMS的模式，主要是针对车用市场所设计，虽然具备较高的设计弹性，在性能与质量上也较具优势，但缺点是成本高、无法快速反应市场、且整合度低，要切入消费性市场有一定的难度。而CMOS-MEMS是利用标准的CMOS制程生产，除了可降低噪声、系统整合度高外，由于采用既有的产业链，在制造与封装的成本上都可进一步降低。但他指出，由于是采用CMOS制程，因此结构较轻薄，制程因此受限，同时也缺乏设计弹性。此外，核心制程的技术也必须委外生产。

邱亦翔进一步表示，在CMOS制程上，机械的结构性能受到一定的限制，因此，电路的设计变成为关键，而系统电路设计正是微智的强项。他指出，不同于其他的MEMS供货商，微智是从电子端切入机械端，利用专利的SoC电路设计，来弥补MEMS CMOS制程的性能，因此能提供市场优异电路性能的MEMS产品。

《图十四 微智半导体已于2008年4月Tape Out第一片使用CMOS-MEMS技术生产的2轴加速计8吋晶圆。》

台湾研发MEMS技术的学术龙头工研院也表示，未来工研院也将会实行CMOS-MEMS的制程方式，以生产低价化的MEMS解决方案。许郁文表示，目前工研院已着手研发CMOS-MEMS的技术，以发展低价化的MEMS产品。由于CMOS-MEMS的产品拥有较低的噪声，在系统的整合度上也较突出，非常符合在消费性电子产品的设计需求。

许郁文也强调，就工研院的立场，并不是为单一产品做研发，而是以建立起一产业平台为目标，以因应产业和多元产品的需求。因此，工研院将会与代工厂和封装厂共同合作，尽力起台湾的CMOS-MEMS产业链。

特殊制程MEMS的性能地位仍难以撼动

虽然CMOS-MEMS技术在低价化与系统整合度上有相当的赢面，但短时间内要撼动目前主流的自有厂MEMS生产模式仍有一定的难度，除了产品性能无法相提并论外，市场的接受度也是一大考验。

陈昭良表示，使用自有厂来生产MEMS产品，不但具备较大的设计弹性，客制化的程度也较高，同时变因小，也比较能控制成本。至于CMOS-MEMS制程的良率仍不确定，同时光罩的成本也是一个负担。虽然CMOS-MEMS可能在量产价格上具备一定的优势，但若面临更改设计时，则自有场的成本和反应速度也更胜一筹。

《图十五 特殊制程的MEMS产品具备较高的设计弹性，在性能与质量上也较具优势。图为EPSON的陀螺仪结构。》 数据源:EPSON

此外，陈昭良也认为，机械与电路是两个差异性很大的组件，要将之结合仍有很大的障碍存在，采用分开设计的方式在性能与质量上较有保障。他表示，机械与电路要强行结合一定会牺牲性能，硬要让其中一个组件去符合另一个需求，一定会导致性能不彰，因此分开设计是最好的方式。而ST实行3D堆栈的方式，在性能与尺寸上能同时兼顾，而且生产弹性佳，对快速反应客户的需求。

殷之江则表示，不能单从组件的价格去做思考，应该从规格上着墨。以Epson来说，是利用自有的石英QMEMS技术生产MEMS产品，利用专利的音叉结构和石英材料，创造出相当高的敏感度，而且非常的耐用和稳定，这是CMOS-MEMS很难达到地方。但他也相信，未来若MEMS组件逐渐成熟后，也有可能演变成规模经济，届时价格的考虑便成主因，因此，Epson也会持续拉近与硅晶解决方案的价差。

结语

殷之江则表示，不能单从组件的价格去做思考，应该从规格上着墨。以Epson来说，是利用自有的石英QMEMS技术生产MEMS产品，利用专利的音叉结构和石英材料，创造出相当高的敏感度，而且非常的耐用和稳定，这是CMOS-MEMS很难达到地方。但他也相信，未来若MEMS组件逐渐成熟后，也有可能演变成规模经济，届时价格的考虑便成主因，因此，Epson也会持续拉近与硅晶解决方案的价差。毫无疑问的，消费性电子市场绝对是运动传感器最重要的市场，无论就数量或者整体市场规模而言，都是吸引相关厂商投入的主要诱因。但依目前的消费性电子产品设计趋势来看，能够提供创新的使用体验，才有可能创造新一波的市场销售。因此，对于运动传感器组件供货商来说，等待系统商创新变成其最迫切却又最无力的困难；而对系统商来说，除了思考创新应用外，组件价格仍是其不得不面对的难题。

而CMOS-MEMS技术的问世，预料将会给系统商带来解套的方式，但在价格与性能的权宜之下，将渐渐出现一定的市场区隔，就像目前所有的信息产品一样，逐渐朝向「M型化」发展，因此，我们有理由相信零组件也会M型化，特别是运动传感器。