MEMS感知时代，物联网的神经因谁而动

　　物联网世界产业链生态系统在不断完善，作为感知这个世界的触角，传感器变得越来越智能，其创新的动力正来自于不断细分的消费领域及个性化用户需求，软件算法将成为传感器的核心竞争力。

　　从全球市场来看，MEMS传感器在消费领域比工业领域的营业收入高出十几倍，工业传感器主要应用在导航、地震勘探、医疗、军事、航空和工艺控制等；手机和平板等移动终端则是消费类MEMS传感器的温床，加上突飞猛进的物联网、可穿戴设备产品，IHS预期，在2018年时，全球MEMS消费与移动应用收入将达到57亿美元，工业物联网MEMS将产生的3.34亿美元。

　　越来越Smart的传感器逐渐走向细分领域定制化

　　由集成电路技术为起始点发展而来的MEMS技术，经20多年的萌芽，在90年代日新月异。虽然MEMS历史短暂，但以独特性能、小尺寸、可靠性高以及低成本等优势在手机、平板、汽车、医疗及健康监护、娱乐等领域得到巨大发展。

　　独特的物理和生化感知性能使传感器别具魅力。基本的MEMS传感器是“MEMS+ASIC”组合，MEMS将所感知的外界环境信息（物理/生化）转化为模拟微弱电信号，ASIC将电信号进行放大及滤波等处理，根据需要转化为模拟/数字信号。

　　随着智能硬件产品的爆发及应用领域不断细分，越来越多的MEMS传感器厂商开始走向定制化之路。主要体现在两个方面，一是根据工业级和消费级产品对精度、量程的不同需求来定制；二是针对不同应用细分领域的自带MCU算法定制——“MEMS+ASIC+MCU”组合，作为万物互联的数据来源，传感器不再局限于精准感知，而是变得越来越smart，从感知后需要“举手报告”演变成可以先自行处理数据，再向中央处理器发出执行指令。

　　基于应用服务的算法将是传感器的核心动力

　　国内外传感器厂商在软件算法上的投入不断加大，例如Invensense并购法国超低功率定位、活动追踪和情境感知软件商Movea、室内外定位软件商TPI；最早做加速度计传感器的Freescale也专注于思考在算法上吸引客户；博世最近在慕尼黑展上发布了带MCU的六轴加速度计，用于可穿戴、水杯、衣服等消费电子；国内格科微的全资子公司思立微将触角伸入指纹识别传感器和独特算法设计；国内矽睿，深迪，敏芯，美新，士兰微等纷纷推出整合MCU的解决方案。

　　国内MEMS企业受到客户启发 ，为解决客户没有算法或所做定制软件放不进定制系统等问题，开始将MCU放进传感器。例如国内首家进入MTK参考设计的惯性传感器厂商苏州明皜，将在今年六月开始向客户提供一款整合MCU的三轴加速度传感器。这颗传感器将应用于运动、健康、娱乐等细分领域，根据功能卖点放入不同算法或调整其参数，配合8位到32位的MCU。明皜副总吴炆皜先生表示，国产传感器替代博世、ST等国际品牌是一个必然的趋势。MEMS单以芯片而言量在增长，价格也在下降，市场总容量相比IC还有较大差距。然而，随着智能化社会的推进，传感器被越来越多的领域当作标配应用。传感器企业需要思考如何抓住这一市场机遇目前看来，要抓住物联网的风口。过去明皜卖MEMS芯片，数据分析并不是特长，在物联网时代用户数据模型建立的过程中，作为数据采集来源的传感器有至关重要的作用，而3-5年后数据模型建立完成，硬件迭代周期变长，用户转为服务买单，传感器企业也要走向软硬件结合的集成化之路。

　　图：明皜的三轴加速度传感器和三轴磁传感器

　　明皜CEO汪达炜先生认为，传感器原先是一个被动器件， MCU定制拼的是算法，我们需要变身为系统方案公司。传感器作为触角感知到环境，最终要靠计算做出综合判断，而后扮演执行器的角色，再思考通过什么方式将信息推送给用户。目前的市场来看，手机主芯片希望占据主导地位，但传感器却希望自己越来越智能。将来是不是所有的传感器不再需要去请求主芯片给指令？也许会有，在智能手机上不会马上实现，但是可穿戴设备已经改变，可穿戴设备是可以没有主芯片的。MCU将帮助传感器实现智能化。明皜的惯性传感器已应用于移动终端、可穿戴设备等领域，未来室内导航、健康医疗等应用也会是明皜重点关注的。

　　不同于手机或平板中的十几颗传感器将数据交由外部MCU（Sensor Hub）来进行各种不同算法处理，物联网产品功能更加碎片化，因此对于一些只有一到两颗传感器的可穿戴设备，将算法打包一起卖给集成商成为趋势。另外，物联网时代硬件公司不再占有主导地位，而是变为服务的载体，同样芯片的定义也会采用从应用倒推的方式，例如指纹识别，医疗（心率/血氧）传感器等细分领域中，由于算法的数据模型不同（中医、西医、脉搏等），传感器厂商的测量方法也不同，要求的精度和材质也有区别，因此传感器厂商需要充分跟应用服务企业沟通。

　　传感器制造产业链不断升级完善

　　MEMS设计在走向智能化的同时，产业链上下游企业也在为物联网推波助澜。有些Foundry将现有6寸、8寸线改为MEMS生产线， MEMS在走向CMOS和MEMS的集成工艺方案，这样更容易实现MEMS与信号控制电路的单片集成，在提高MEMS性能的同时又能降低加工成本。而对于MEMS的封装测试，根据MEMS的设计不同，测试方法各有不同，且由于MEMS产品细分领域多，不同MEMS需要单独开发封装工艺，并不太容易形成规模效应，目前封测厂可以针对某一类型的具有通用性的MEMS封装工艺，根据不同客户微调，尽可能实现规模量产。苏州晶方科技研发总经理王之奇先生表示，晶方除专注在CIS（影像传感器）和FingerPrint（指纹识别）MEMS外，还有很多其他MEMS产品。CIS的封装跟MEMS的封装具有共通性，晶方能快速导入MEMS量产，现在越来越多客户在导入8寸线。就一般MEMS芯片而言，比CIS小很多，成本优势明显，而且MEMS对封装一致性要求非常高，整片MEMS同时封装就可以达到效果。

　　图：晶方MEMS（微机电系统）晶圆级封装技术

　　可以看到，物联网产业链生态系统的建立促使上下游企业联动，传感器技术作为物联网感知层的核心，其创新动力正来自于不断细分的消费领域及个性化用户需求，应用场景推动传感器算法创新， MEMS传感器企业正从渠道竞争走向产品规划准确性的竞争。