無論是博世（Robert Bosch）還是意法半導體（STMicroelectronics；ST），都沒能在2017年全球MEMS市場排名中拔得頭籌。今天，世界上最大的的全球微機電系統(tǒng)（MEMS）供應商是——博通（Broadcom）！

誰想得到呢？

根據(jù)法國市場市調(diào)公司Yole Développement發(fā)布的MEMS最新報告，去年，博通的排名首次超過了MEMS產(chǎn)業(yè)中的所有常見對手，這都要歸功于射頻（RF） MEMS的熱銷。

與《EE Times》的電話采訪中，Yole的MEMS元件和技術資深分析師Eric Mounier解釋，由于4G的復雜性迫使手機必須支援多頻段，從而引發(fā)對于RF濾波器無與倫比的需求高峰。隨之而來的是對于RF MEMS的市場需求暢旺。他指出，隨著業(yè)界轉(zhuǎn)向5G，這種現(xiàn)象只會加劇。

Yole將RF MEMS （BAW濾波器）視為推動整個MEMS市場最強勁的引擎之一。Yole預測，如果不包括RF，MEMS市場在2011-2023年間將年成長9%；若再加上RF MEMS，則整個MEMS市場的年復合成長率（CAGR）可望達到17.5%。

二十年前，MEMS在整個IC市場上可能被視為一種另類的利基應用。現(xiàn)在則已大相徑庭。2017年，MEMS、傳感器和致動器（actuator）占全球晶片銷售額4，200億美元的11%。而且，MEMS在整個半導體市場的占有率還會更進一步增加。Mounier預測，到2023年將增加到15%～20%。

行動（mobile）和汽車是進一步推動MEMS需求的兩個最大領域。Yole預測，2023年的行動應用將為傳感器和致動器創(chuàng)造530億美元的營收，而汽車應用則有205億美元。MEMS的下一波趨勢將會是工業(yè)4.0 （46億美元）、醫(yī)療保健（23億美元）和語音處理（14億美元）。

MEMS進化

回顧在1980和1990年代初期的MEMS，Mounier指出，當時的MEMS完全與檢測機械運動、壓力或沖擊的基本傳感器脫離不了關系。他說：「但那些傳感器并不是很精確」。

進入21世紀，用于MEMS的電子和材料改善后，讓傳感器足夠精確以測量物體。Mounier說，MEMS已可使用旋轉(zhuǎn)感測和可見光管理（DLP）。而在2000-2010年中期，聲音和紅外線（IR）波長也被加進MEMS技術中。

簡言之，MEMS從實體傳感器轉(zhuǎn)向光管理（如微鏡）、然后是紅外線感測（微輻射熱測量計）。麥克風以及語音，也助長了MEMS的發(fā)展。

MEMS革命帶來了第一款超越人類感官的傳感器。據(jù)Mounier說，如今，MEMS和傳感器的發(fā)展以其于「超音波、遙感超譜（hyperspectral）、RF和其它方面的感測能力，已經(jīng)遠遠超人類的能力。」

MEMS中最熱門的趨勢是傳感器融合。透過將多個傳感器整合至一個封裝中，MEMS可以擷取「全方位環(huán)境感知」，Mounier解釋說。

別忘了，隨著傳感器整合在一起，用戶期望多傳感器套件的軟體結(jié)合感官資料，還能夠產(chǎn)生更高度度的智慧。下一個里程碑可說是傳感器和人工智慧（AI）的「伏爾甘」（Vulcan，羅馬神話中的火與工匠之神，其司掌的熔爐被視為神奇的源泉）心靈融合能力。

盡管傳感器融合技術在汽車和智慧型手機中的應用已非常流行，但該產(chǎn)業(yè)針對應該在哪里進行融合仍然存在分歧。一些公司開始在更接近傳感器的位置處理資料。其他人則主張后端的資料融合。Mounier坦承，業(yè)界對此的爭辯不曾稍歇。

成長最快的傳感器？

現(xiàn)在，按照元件類別來解析傳感器營收，2017年CMOS成像營收高達134億美元，位居排行榜第一，其次是RF、雷達和指紋傳感器。

但是，如果你問2023年成長最快的傳感器，那么，3D最受青睞。針對光達（LiDAR）的高需求，Mounier看好3D傳感器的CAGR將會達到40%。

MEMS風云榜

MEMS產(chǎn)品多樣化，并受到各細分市場的驅(qū)動。其結(jié)果是，MEMS供應商的贏家和輸家往往是風水輪流轉(zhuǎn)。

目前，博通的MEMS業(yè)務展現(xiàn)最強勁的成長幅度，這可歸功于RF MEMS市場成長。

博世在市場上排名第二，依然是最穩(wěn)健的MEMS業(yè)者之一。據(jù)Mounier觀察，由于博世涵蓋兩種差異化的MEMS市場領域（消費者和汽車），為避免損失而兩方下注，使得博世在確保穩(wěn)定成長方面「相當成功」。

相反地，意法半導體的MEMS業(yè)務則「面臨挑戰(zhàn)」，Mounier說，這主要是因為蘋果（Apple）是意法半導體的唯一大客戶。同時，意法半導體一直難以在汽車和工業(yè)MEMS市場有所斬獲。

樓氏電子（Knowles Electronics）的MEMS營收表現(xiàn)持平，主要原因是MEMS麥克風市場競爭加劇。（Knowles Electronics）

德州儀器（Texas Instruments；TI）也一直在苦苦掙扎，因為微鏡是其唯一的MEMS產(chǎn)品。Mounier說，TI的成功取決于光達。如果微鏡可以成功地用于光達，TI的MEMS業(yè)務將發(fā)生重大改觀。

MEMS代工廠有誰？

2017年，受惠于惠普（HP）的噴墨列印業(yè)務，意法半導體仍能執(zhí)MEMS代工廠的牛耳。

當問及代工市場的顯著變化時，Mounier列舉了若干驚喜。他提到加拿大公司Teledyne DALSA的強勁成長。Teledyne DALSA在一年內(nèi)將銷售額提高了1，000萬美元，在2017年達到了6，000萬美元。這家加拿大公司稱自己是「世界上最重要的純粹MEMS代工廠之一」，擁有跨多種元件類型生產(chǎn)的能力。其產(chǎn)品包括用于電信的微鏡、用于游戲控制器的陀螺儀傳感器、用于微型醫(yī)療系統(tǒng)的微流體元件，以及用于汽車的壓力傳感器和慣性傳感器、用于智慧手機的麥克風等。

瑞典公司Silex Microsystems則是另一家發(fā)展迅速的純粹MEMS代工廠。該公司將代工業(yè)務從2016年的4，100萬美元擴大至2017年的5，000萬美元。

然而，對于Mounier而言，最令人意外的是位于荷蘭埃因霍芬（Eindhoven）的飛利浦創(chuàng)新服務公司（Philips Innovation Services）。脫胎于飛利浦研發(fā)（Philips R&D）而獨立后，該公司似乎吸引了許多不愿透露名稱的客戶。Philips Innovation Services致力于設計、開發(fā)和提供客制MEMS元件和組裝微型元件。其MEMS代工廠號稱有140名專家，這家荷蘭公司提供「MEMS原型、MEMS制程開發(fā)和MEMS制造」。

MEMS的未來

發(fā)明新型MEMS技術并嘗試不同材料的新創(chuàng)公司，正積極推動MEMS朝向多樣化的未來進展。

USound是一家熱門的MEMS新創(chuàng)公司，它「進展十分迅速，將在2019年推出MEMS微型揚聲器」。而壓電麥克風公司Vesper，最近則從包括亞馬遜（Amazon）在內(nèi)的投資方籌集了2，300萬美元。Mounier說，隨著汽車產(chǎn)業(yè)對于光達的持續(xù)需求，RoboSense和Innoviz等光達公司也引起了諸多關注。Chirp Microsystems （主打3D感測技術）則在今年早些時候被TDK收入麾下。他還談到了「為生物相容性醫(yī)療裝置制造鈦MEMS」的法國初創(chuàng)公司——Mistic。

值得關注的MEMS新創(chuàng)公司

在Yole協(xié)助下，《EE Times》整理了17家值得關注的MEMS新創(chuàng)公司。Mounier并提醒說，這份清單并非詳盡無遺，但讓我們一窺MEMS發(fā)展走向的脈絡。