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物联网与MCU 挑战与机遇并存

行业上下游中国仪表网2013年08月29日 16:48人气:14289

  导读:随着物联网告诉发展,一些传感器厂商开始提供更加先进的模块化开发平台,MCU 传感器。中国企业如何顺应这个走势,需要仔细观察。
  
  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。
  
  对此,飞思卡尔高级副总裁兼微控制器部门总经理GeoffLees表示:“毫无疑问,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。
  
  中国电子科技集团公司第四十九研究所芯片与微系统工程中心主任金建东表示,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。
  
  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。恩智浦半导体大中华区市场总监金宇杰表示,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,郁正德也分析说,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。金宇杰也分析指出:“整合传感器与MCU将是未来的发展趋势,但业者应顺其自然,比如CO2感应器、湿度传感器、亮度传感器等与MCU整合起来十分困难,目前来看两者分立也没有太大的缺点,厂商可不必强求;但是对于一些相对容易实现整合的传感器类型,比如触摸屏控制器,在市场需求扩大之后,已经有厂商将其SoC化了,厂商应迅速抓住机会。”
  
  飞思卡尔GeoffLees表示:“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。”
  
  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,中国传感器企业如何应对特殊制造要求的挑战呢?
  
  苏州敏芯CEO李刚表示,MEMS传感器生产制造的商业模式十分重要,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。
  
  华山资本董事总经理陈大同表示,针对传感器等需要特殊工艺制造的行业,可以采取虚拟IDM的方式。那些需要特殊制程的半导体产品,比如ImageSensor、PowerDevice、IGBT、Memory等,都需要IC设计公司与制造公司通力合作才能够做好。这些产品目前来看8英寸生产线就可以做得很好,投入资金量也不是很大,完全可以采用地方政府为主、联合优秀企业共同参与的方式。
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