遊戲機/手機添動能　MEMS名利雙收

微機電系統(MEMS)在任天堂(Nintendo)Wii打響名號後，受到多方矚目，MEMS技術與元件應用也日趨多元化，甚至在2009年全球半導體產業 -11%的成長率中，仍有1%的成長，其中挹注MEMS逆勢成長的應用市場，分別為使MEMS市場更亮眼的遊戲機，以及讓MEMS出貨量飆升的手機。

儘管MEMS感測器元件的開發門檻較高，但仍有許多業者投入，而既有MEMS廠商在產量需求提升下，也陸續釋放代工消息，對台灣廠商而言，不啻為一大契機。預估2008～2013年消費性電子應用的MEMS感測器元件產值的年複合成長率(CAGR)將高達18.4%。

MEMS有助遊戲機設計體感功能

圖1　拓墣產業研究所半導體研究中心研究員邱明慧表示，受到白牌手機功能逐漸增加，也紛紛內建MEMS元件的情況下，中國大陸將成為MEMS另一潛在市場。

拓墣產業研究所半導體研究中心研究員邱明慧(圖1)表示，2010年MEMS產業新的亮點無疑是遊戲機產業，從任天堂Wii到索尼(Sony)PS3 Move、預計2010第四季推出的微軟(Microsoft)Kinect，再到任天堂暫定2011年第一季推出的3DS，都因為要增加「體感」功能，創造消費者更好的遊戲體驗，因此陸續導入MEMS元件，其中，以加速度計與陀螺儀為主。而由於MEMS元件內建在遊戲機的控制裝置中，可使模組價格提高20%，IC設計毛利超過50%，因此遊戲機市場促使MEMS元件在半導體廠商眼中更加發光發熱。

至於帶動MEMS元件銷售量大幅成長的應用，則要歸功於手機與消費性電子市場。邱明慧指出，智慧型手機(Smart Phone)與所謂的白牌手機，皆是驅動MEMS出貨量的大宗市場，2010年MEMS於消費性電子與手機產品的市場規模為17億美元，占整體MEMS市場21%。舉加速度計為例，2010年每一百支手機中，即有二十七支內建加速度計，預計2011年在加速度計平均售價(ASP)跌破1美元後，將有48%的手機採用加速度計。值得注意的是，MEMS麥克風於2011～2012年替代傳統麥克風的速度會加快，成為手機與消費性電子市場中，成長最快的MEMS元件。

由上述可見，在兩大產業大力支援下，MEMS無論是在出貨量與增加終端產品的附加價值上，都將有更亮眼的成績。根據拓墣產業研究2007～2012年全球MEMS市場規模預測資料顯示，2010年整體規模將達約900萬美元，2010年可望達到約1億2,000萬美元，在應用市場方面，仍以消費性電子為MEMS主要應用市場，占34%，不過，通訊相關類別如手機的成長性將出現高成長，年成長率為24%，尤其加速度計在中國大陸手機等通訊市場滲透率將首度突破25%。

外商釋出MEMS代工訂單　台廠轉型類IDM

過去MEMS技術掌握在歐美廠商手中，隨著技術已臻成熟，再加上亞洲地區MEMS晶圓製程日漸成形，為求降低製造成本，因此歐美MEMS大廠商逐漸釋出代工機會與技術，台灣廠商除把握此波代工商機外，IC設計公司更可累積MEMS設計製作能量，轉型為類整合元件製造商(IDM Like)。

圖2　利順精密科技開發設計部經理吳名清表示，台灣廠商須思考是否能撐過長時間的產品研發過程，以及需要更完整的產業鏈，才能真正搶占MEMS市場大餅。

MEMS設計架構上異於一般特定應用積體電路(ASIC)，製程過程中需要較為特殊的製造機台，更需要長時間的設計研發，才能完成一個MEMS產品的設計，利順精密科技開發設計部經理吳名清(圖2)舉例，MEMS大廠如德州儀器(TI)、樓氏(Knowles)在決定研發MEMS產品時，到最後產品真正上市，前後各花了20年與14年的時間，甚至發表全球第一個六軸陀螺儀的InvenSense也經過8年時間，產品才正式量產，這些廠商所花費的時間與人力成本，都不是追求立即實際營收來源的台灣廠商可接受的經營模式。不過，現階段，台灣廠商開始整合製程與封測這兩個MEMS的關鍵過程，逐漸建構更強的MEMS製造能力，再加上歐美國家的MEMS製造外移，將可提供台灣廠商更大的代工商機。

另一方面，除了代工商機外，台灣IC設計廠商也可藉此波機會實現轉型為IDM Like的長期目標，邱明慧指出，MEMS與半導體生產鏈相當不同的是，MEMS晶圓製造占成本比重不高，但封測卻占總成本近五成比重，主要原因在於MEMS只需0.35～0.5微米(μm)舊技術，無需更高階的製程技術，但封裝要求的精密度遠高於半導體封裝，因此測試時間較長，也促使MEMS後段封測廠商能在此MEMS商機中受惠，而台灣晶圓廠商也瞄準此後段封測市場，成立封測子公司或建立自家封測能力，搶攻市場，如台積電、利順精密科技等，藉由晶圓代工模式的成熟，使製程技術流程規格化後，將帶動MEMS產業主導移轉，有助MEMS IC設計公司發展。邱明慧進一步強調，在白牌手機開始導入MEMS元件後，中國大陸MEMS市場將順勢崛起，同時也是台灣IC設計廠商相當好的練兵機會，可為轉型IDM Like預作準備。

圖3　意法半導體事業部副總裁暨MEMS、感測器和高性能類比產品部總經理Benedetto Vigna指出，陀螺儀市場的成長趨動力來自於其可為終端產品帶來的附加價值，而非降低成本。

2010年MEMS出貨量已達十億顆的意法半導體(STMicroelectronics)，針對MEMS廠商委外代工的現象，則有不同看法。該公司事業部副總裁暨MEMS、感測器和高性能類比產品部總經理Benedetto Vigna(圖3)表示，目前意法半導體所有的MEMS元件皆自行生產，該公司為全球第一家採用8吋晶圓生產MEMS的公司，由於MEMS不同於互補式金屬氧化物半導體(CMOS)，製程技術較難，一般代工廠在技術的進展上較難跟上MEMS原廠要求，再加上意法半導體自行研發的技術可使裸晶尺寸(Die Size)更加縮小，一片8吋的晶圓可生產二十五億顆MEMS裸晶，現階段的產能已足以符合未來幾年市場需求，因此意法半導體短時間內不會有委外代工的計畫，也不會投資新晶圓廠。

強化市場地位
ST持續擴增MEMS應用領域　

意法半導體投入MEMS市場時，以發展加速度計與陀螺儀為主，2009年開始增加麥克風、壓力感測計與磁力計的研發，Vigna表示，雖然新進的領域目前尚未創造營收貢獻，不過基於一站式服務的概念，以及麥克風、壓力感測計與磁力計的設計架構與加速度計和陀螺儀相似，可將既有的設計架構轉移至各式MEMS感測器，因此毅然決然投入其他MEMS感測器的研發，並持擴大現有MEMS產品的應用領域。

除了消費性電子與汽車產品對MEMS出貨量的推升外，醫療電子與工業應用更被視為下一波MEMS產業成長的焦點，Vigna指出，意法半導體已製造超過八億五千億顆包括陀螺儀和加速度計的 MEMS產品，並在消費性電子和手機MEMS市場擁有超過50%的市占率，在汽車與工業等其他MEMS市場也擁有21%市占率。未來意法半導體準備將消費性市場的成功經驗所產生的規模經濟效益，帶到包括醫療、工業與汽車電子等其他領域。

此外，意法半導體也推出智慧感測器iNEMO系列，結合MEMS感測器、資料處理與資訊傳輸等功能，Vigna表示，智慧感測器除了可擴大現有MEMS應用至包括物流、建築/橋樑監控、運動與健康等領域，還可以進一步提高意法半導體在MEMS市場的占有率，該公司計畫2010年底推出三倍加速度計與陀螺儀，預計2012年初將推出六軸整合模組，以期穩固意法半導體的領先地位。