传感器+MCU成重要发展趋势
随着移动智能、物联网等产业的快速发展,对高精度、智能化的需求越来越高,为了使客户能够更快、更便捷地完成系统开发,一些传感器厂商开始提供更加先进的模块化开发平台,即$MCU+传感器,以使其具有更强的信息处理能力,这也逐渐成为一种新的技术趋势。但是MCU+传感器需要更加复杂的数模混合制造工艺,未来这一发展趋势到底能走到哪一步,中国企业如何顺应这个走势,均需要仔细观察。
传感器与MCU走向融合
传感器和微处理器结合、具有各种功能的单片集成化智能传感器,是传感器的主要发展方向。
传感器作为电子产品的“感知中枢”,在消费电子、工业、医疗、汽车等领域的应用越来越广泛。YoleDeveloppement分析师LaurentRobin预期,2013年~2018年之间,全球MEMS传感器市场将有18.5%的年复合增长率,2018年市场规模可望达到64亿美元。由于越来越多地应用于智能电网、智能交通、智能安防等领域,传感器在基本功能之外,开始越来越多地承担自动调零、自校准、自标定功能,同时具备逻辑判断和信息处理能力,能对被测量信号进行信号调理或信号处理,这就需要其拥有越来越强的智能处理能力,也即朝着智能化的方向发展。
物联网将成为全球信息通信行业的又一个新兴产业。物联网的基本要求是物物相连,每一个需要识别和管理的物体上都需要安装与之对应的传感器。随着物联网技术的进步,要求传感器不仅具备基础的信息收集功能,智能化的信息处理能力也成为判断其性能高低的重要依据。因为不可能将所有运算都放到云端完成,网络的各个节点也要完成各自的运算任务。因此,$传感器和微处理器结合、具有各种功能的单片集成化智能传感器成为主要发展方向。
智能化传感器是微处理器和传感器相结合的成果。它兼有检测、判断与信息处理的功能。智能化传感器与传统传感器相比,具有很多鲜明的特点,比如有自诊断和自校准功能,有判断和信息处理功能,可以对测量值进行修正、误差补偿,从而提高测量精度,还可以实现多传感器多参数测量。
工艺制造成最大挑战
MCU与传感器的工艺技术有很多的不同之处,实现整合比较困难,相关厂商在密切观察是否能在下一个工艺节点上(比如28nm)实现两者的融合。
不过,整合传感器与MCU在技术上仍然存在许多挑战,其中最大的挑战就在工艺制造上。MCU和传感器需要使用不同的工艺,MCU的数字电路多一些,会用到90nm的CMOS工艺;传感器的模拟电路更多。把两种不同工艺的产品整合在一个平台,是有难度、有挑战的。意法半导体MEMS技术营销经理郁正德则表示,整合MCU的智能传感器其成本势必也会较高,是否能受到OEM厂商青睐也是业界关注的问题。
不过,由于目前MCU与MEMS的产能都在逐年快速成长,市场竞争相当激烈,导致价格一路下滑,因此未来高整合度MEMS在价格上的竞争力并不会输给传统单颗的设计,且可减少印刷电路板的占用空间,预期将非常具有市场潜力。
现在传感技术的确发展很快,集成度越来越高。不过,MCU与传感器的工艺技术有很多不同之处,目前实现整合比较困难。我们在密切观察是否能在下一个工艺节点上,比如28nm实现两者工艺的融合;现在则更加关注一些新的封装技术,比如CSD封装、MCP封装等,在封装层级把传感器与MCU结合在一起。
FABLESS模式将成为主流
MEMS传感器生产制造的商业模式十分重要,长期看FABLESS模式将成为主流,但中期看一定会有FABLITE这个阶段存在。
$中国传感器的市场近几年一直持续增长,增幅超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右,市场规模达到160亿元,传感器整体市场规模突破500亿元。但是,目前国内传感器产品还远不能满足市场需求,特别是一些MEMS传感器、汽车用传感器以及专用配套传感器等仍然主要依赖进口。在智能传感器成为发展趋势之后,制造环节也将成为考验国内传感器行业的重要因素。目前行业内IDM模式和FABLITE(轻晶圆制造)模式、FABLESS模式并存。从长期来看,FABLESS模式将成为主流,但从中期来看,一定会有FABLITE这个阶段存在。因为在行业发展的早期阶段,产业链处于形成期,并不是所有产品的所有生产过程都会有产业链的支持。有些产业链解决不了,只能由企业自己解决。另外,大批量产品可以外包;对于一些小批量多品种的产品,外包很困难,也是由企业自己完成制造的。
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