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感測器/MEMS  

業界大廠競逐自有感測器設計

上網時間: 2014年11月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:感測器  感測器中樞  MEMS 

作者:羅克林

隨著智慧型手機到航空設備等各種裝置普遍整合感測器感測器中樞,帶動了多家MEMS/感測器新創企業風起雲湧以及商品定價不斷地下跌。這不禁讓人好奇為什麼這麼多家公司紛紛將重要的研發資源投入自家感測器設計,甚至積極地致力於自行生產這些元件或交由代工廠製造了。

有些公司只追求垂直整合,尤其是在亞洲。例如,在歐姆龍公司(Omron Corp.)暢銷的血壓計中,從LCD螢幕到裡面的壓力感測器等所有元件都是自行生產。許多日本公司特別重視垂直整合,甚至還自行成立銀行以便獲得更多的貸款優惠利率,或是便於為新創公司進行融資。由此看來,‘「垂直整合」這個理念已經深植於其血液中了,那麼這些公司之所以生產自家感測器也就不難理解了。

第二個最合乎邏輯的理由是可以為公司的產品組合增加更多產品。歐姆龍將其LCD模組賣給其他需要小尺寸螢幕的儀錶公司。至於MEMS麥克風,則以晶圓的形式賣給其它缺少設計專利但又想加入這一市場競爭的公司,包括意法半導體(STMicroelectronics;ST)。

同樣的還有Sony,它也是一家垂直整合的公司:它既是一家OEM,也是半導體供應商。Sony在元件供應方面最大的成就是影像感測器。它同時還提供MEMS麥克風和一些消費級陀螺儀,但也一直面臨來自ST或應美盛(InvenSense)產品的嚴苛競爭。

在可穿戴式裝置領域,OEM通常經由技術授權或是購買零件來自行組裝光學脈搏感測器。例如,許多OEM從Valencell、Philips等公司取得授權,並自行組裝感測器模組。

GE測量與控制事業部提供感測元件、設備、儀器和系統,讓客戶得以監控、保護、控制和驗證關鍵的製程與應用
GE測量與控制事業部提供感測元件、設備、儀器和系統,讓客戶得以監控、保護、控制和驗證關鍵的製程與應用。這是專注於高成長產業的核心技術儀器業務。

在美國,有多家公司設計、開發而且有時還製造自家的MEMS和其它感測器(或是透過一家代工廠進行生產)。這些公司包括了工業級巨擘到消費電子公司,但打造自有感測器的原因各不相同。

市調公司IHS電子與媒體研究分析部門的MEMS、感測器與工業電子資深首席分析師 Jeremie Bouchaud表示,“我們必須將他們區分為工業級企業如通用公司(GE)和Honeywell,以及消費電子公司如蘋果(Apple)和NIKE。”

“GE和Honeywell都是系統公司,專注於工業與航空市場,必須開發自家使用的感測器,”Bouchaud 說,“這些應用於工業、醫療或航太軍工系統的感測器往往有特殊要求,因而必須開發自已的技術來確保穩定取得這些產品。特別是在航空領域,如EADS、Raytheon、Northrop Grumman、Rafael和BAE Systems等公司都有自已的MEMS/感測器研發與生產。”

晶圓級封裝利用簡化的結構,為數以千計的紅外線與感測器同步進行封裝。
晶圓級封裝利用簡化的結構,為數以千計的紅外線與感測器同步進行封裝。

一旦為其應用開發出合適的產品,他們也能開始為服務於同樣或類似市場的客戶供貨。“他們會開發出一套商品業務來推廣自行開發的技術,先在自家內部使用後,就會為別家客戶供貨。

例如,GE一直以來位居車用胎壓監測系統(TPMS) MEMS感測器的重要供應商。不過,目前看來該公司的投資重點已經不再是這個領域,而是轉為更加關注於採用壓力感測器的醫療和工業應用了。”

Honeywell在汽車零件領域也採用同樣的策略,一直到不久前才將整個車用磁感測器業務出售給Sensata Technology。因此,Honeywell現正重新調整其控制和磁感測器技術業務重心於軍事航空與工業建築物應用。

“Honeywell也曾試著以其羅盤技術進軍手機領域,”Bouchaud 表示。根據IHS在三、四年前的拆解中發現BlackBerry手機中就採用了Honeywell的羅盤晶片。“後來,他們將磁阻元件賣給當時正開發6軸羅盤模組的ST,但據悉該公司現在已經中止這項業務了。如今,Honeywell只將IP授權給中國的磁力計新創公司,但並不打算再出售這款元件了。”

另一方面,以往一直發生在工業級企業的垂直整合趨勢,如今也漫延到由於行動裝置爆炸性成長而出現的多家消費電子巨擘了。而就像通用、Honeywell、Raytheon、Northrop Grumman、Rafael和BAE Systems等老牌感測器企業一樣,這些消費電子巨擘也由於共同的原因形成垂直整合的業務模式。

“我在多家技術先進的科技公司都看到感測器設計的垂直整合趨勢,感測技術已經不再像以前一樣稀有可貴,而是一項未來差異化設計的必備技術。”Amphenol Advanced Sensors銷售總監Brian Wirth說,“包括蘋果、Google、思科(Cisco)、Jawbone、NIKE、微軟(Microsoft)、Sony和其它公司都在設計和生產自家感測器。”

據Wirth表示,有太多的理由讓他們必須由上而下地垂直整合感測器技術。大多數製造商都從中間開始,採用專有的軟體控制獨特的感測器融合演算法。蘋果已經在這方面邁出了下一步:設計自有的感測器控制中樞——M7和M8。但該公司至今仍採用通用感測器,除了自己的指紋感測器(透過收購Authentec取得)以外,該公司還計畫為Apple Pay改善各種專有技術。

在蘋果與三星(Samsung)智慧型手機與平板電腦裝置的持續推動下,IHS預計全球指紋辨識感測器市場可望在2020年以前成長4倍,達到超過17億美元的市場規模。

智慧型手機與平板電腦用指紋辨識感測器市場規模
智慧型手機與平板電腦用指紋辨識感測器市場規模

“為什麼他們要這樣做?這是因為透過採用感測器和感測器組合,他們就能夠控制自己的專利設計,創造自己的IP、控制功能和基於演算法的分析技術,從而達到預測性監控與行動監控。其中的多數技術也在於打造完整的系統/企業級物聯網策略。”

蘋果收購Authentec取得指紋感測器就是證明企業為什麼得掌握自有感測器技術的最佳寫照。當蘋果收購Authentec之際,實際上就已經堵住了競爭對手模仿其邁向領先之路了。

“在蘋果收購Authentec後,當時能為手持裝置生產指紋感測器的公司並不多,”Bouchaud說,“因此,蘋果收購Authentec不僅確保可取得指紋辨識硬體技術,同時也從Authentec取得了認證技術的關鍵IP。”

時至今日,能夠為手持裝置量產指紋辨識感測器的供應商也只有Authentec(隸屬於蘋果)、Validity Sensors(被Synaptics收購)和Fingerprint Cards一共三家公司。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Why Do Big Companies Make Their Own Sensors?,by R. Colin Johnson)





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