九軸MEMS解決方案即將大舉導入移動設備市場。隨著移動設備室內導航
、手勢辨識等動作感測應用日趨普及，MEMS器件不僅出貨量持續翻倍上揚，各家業者的產品線亦持續擴大（見表1）
，且產品設計方式亦出現重大轉變；除持續整合各種器件
、朝向多重感測的方向發展外，也開始導入微控製器（MCU）以實現智能控製，降低終端產品的耗電量。


    

整合MCU更省電智能，九軸MEMS明年登場

意法半導體MEMS技術營銷經理鬱正德表示，輕薄短小與更長的電池續航力

，已是移動設備原始設備製造商（OEM）戮力追求的目標；而MEMS傳感器也在該趨勢中，逐漸演進為多軸合一的產品設計，但僅僅如此，仍無法大幅降低傳感器所帶來的耗電量，所以市場需要MEMS器件能具備智能開關功能，也因此造就MCU與多軸MEMS的整合需求。

事實上
，多軸MEMS與MCU結合的設計概念過往就曾被業界提出，但卻存在著許多技術挑戰。主要由於MEMS與MCU所使用的半導體製程不同
，且過去器件微縮的技術不如現今成熟
，往往會使得整合後的器件尺寸過大，導致多軸MEMS中的磁力計加劇係統電磁幹擾（EMI）
，影響移動設備用戶體驗。

為滿足市場對移動設備零部件簡化的需求
，意法半導體將於2013年推出整合ARM Cortex-M0 MCU核心的九軸MEMS運動傳感器
，其尺寸僅4毫米×4毫米，不僅可減少印刷電路板的占用空間，且透過MCU也(ye)可(ke)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)運(yun)動(dong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)功(gong)能(neng)
，使(shi)其(qi)不(bu)會(hui)一(yi)直(zhi)處(chu)於(yu)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)而(er)耗(hao)電(dian)，並(bing)將(jiang)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)搜(sou)集(ji)到(dao)的(de)訊(xun)號(hao)集(ji)中(zhong)處(chu)理(li)，分(fen)擔(dan)應(ying)用(yong)處(chu)理(li)器(qi)的(de)負(fu)擔(dan)。

然而，整合MCU的智能九軸傳感器其成本勢必也較過往更高，是否能受到OEM青睞也成為業界關注的問題。鬱正德分析
，由於目前MCU與MEMS的產能都逐年快速成長中
，市場競爭相當激烈，導致價格亦一路下滑，因此未來高整合度MEMS在價格上的競爭力並不會輸傳統單顆的設計
，預期將非常具有市場潛力。

融合九軸演算技術，應美盛攻移動設備市場
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另一方麵，專注於消費性電子領域的應美盛（InvenSense）也發表該公司九軸MEMS解決方案：MPU-9150，以擴大其市場占有率。該九軸MEMS成功整合加速度計、陀螺儀與磁力計的演算技術，可為移動設備實現高精確、低耗電量的用戶體驗。

據了解，MPU-9150九軸MEMS由InvenSense自身六軸傳感器：MPU6050與AKM的AK8975磁力計所整合而成，尺寸為4毫米×4毫米×1毫米
，采用LGA封裝。該公司同時也將AKM磁力計校準演算法融入其運動感測應用軟體平台（MotionApps Software Platform）中，借此提供九軸運動感測功能。

另一方麵，由於MPU-9150可將加速度計
、陀螺儀、磁力計的原始輸出值

，融合成單一的感測數據流（Sensor Fusion Data Stream），因此
，軟件開發者可輕易將運動感測界麵功能運用到開發程序中，開發各式各樣的應用程序。

除意法半導體與InvenSense外
，Bosch Sensortec也已開始加快腳步，新增其磁力計產品線，為日後九軸MEMS器件發展做好準備。

搶進九軸MEMS，Bosch Sensortec邁大步

繼今年6月推出六軸運動傳感器後，Bosch Sensortec再推出三軸磁力計：BMM150，借此構築該公司九軸傳感器產品線。

Bosch Sensortec全球營銷總監Leopold Beer表示
，BMM150麵市後，該公司將成為唯一可自製加速度計、陀螺儀
、壓力計與磁力計的MEMS供應商

，並可提供移動設備OEM更完整的產品線；透過同一係列產品的軟、硬件溝通與整合，OEM將可輕鬆在產品中實現九軸空間自由度運動傳感器的所有功能。

由於移動設備輕薄短小的設計風潮大行其道，因此OEM對MEMS傳感器的尺寸與效能要求也日益嚴苛；尤其是關乎移動導航應用的磁力計，若無法進一步將尺寸微縮，將會使係統飽受EMI之苦，因此各家MEMS供應商皆戮力開發更小尺寸的磁力計。

Beer進一步指出，BMM150采用晶圓級封裝（Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP）技術，因此可實現邊長僅1.56毫米、高0.6毫米的精巧尺寸，將有助搶攻移動設備市場商機。

磁力計邊長的微縮不僅可減少印刷電路板占用空間，且能降低磁力計對電路板上其他周邊器件的電磁幹擾
，使係統不穩的機率大幅下降；而減低高度則可使行動裝置更加輕薄，且更易於在狹窄的機體空間內導入係統設計。

然而，尺寸微縮卻也容易帶來效能不彰、散熱不易等缺點。特別是磁力計本身在進行南北極方向定位時
，需要相當龐大的資料運算，並且常常要與加速度計、陀螺儀等傳感器搭配應用，都會使電源功耗快速攀升，因此
，磁力計如何兼顧小尺寸與效能已是產業界關注重點之一。

為因應此一技術挑戰
，BMM150特別導入Bosch Sensortec獨特的FlipCore磁場量測技術
，可為磁力計節省三分之一的功耗
，且在10Hz的數據傳輸速率下，最低功耗消耗僅170微安培(μA)，量測範圍更可達±1300微特斯拉(μT)。

正當各家MEMS器件廠商積極開發九軸解決方案之際，被業界稱為第十軸的壓力計也受惠室內導航應用興起，逐漸在市場上嶄露頭角。

室內導航應用添動能MEMS壓力計身價翻紅
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在zai室shi內nei導dao航hang應ying用yong逐zhu漸jian受shou到dao市shi場chang重zhong視shi後hou，負fu責ze感gan測ce大da氣qi壓ya力li變bian化hua並bing提ti供gong使shi用yong者zhe高gao度du定ding位wei資zi訊xun的de壓ya力li傳chuan感gan器qi

，也ye將jiang於yu明ming年nian大da量liang導dao入ru智zhi能neng手shou機ji中zhong，成cheng為wei繼ji加jia速su度du計ji、陀螺儀與磁力計後，另一備受看好的MEMS器件。

鬱正德表示，隨著室內地圖資訊日趨完整、無線區域網路（Wi-Fi）熱點越來越多與多軸MEMS成為移動設備標配等條件成熟
，室內導航的應用生態已逐漸確立
，將帶動壓力傳感器需求明顯增加。

鬱正德進一步指出，透過加速度計
、陀tuo螺luo儀yi與yu磁ci力li計ji等deng傳chuan感gan器qi進jin行xing室shi內nei慣guan性xing導dao航hang，已yi是shi目mu前qian移yi動dong設she備bei中zhong相xiang當dang普pu遍bian的de應ying用yong，但dan慣guan性xing導dao航hang卻que僅jin限xian於yu室shi內nei平ping麵mian導dao航hang，而er無wu法fa給gei予yu更geng為wei精jing準zhun的de高gao度du資zi訊xun
，因yin此ci須xu倚yi重zhong可ke感gan測ce大da氣qi壓ya力li變bian化hua的de壓ya力li傳chuan感gan器qi，進jin而er強qiang化hua室shi內nei導dao航hang的de精jing準zhun度du。

事實上
，過去幾年受限於應用市場遲遲無法進一步擴大
，壓力傳感器出貨量始終不大。鬱正德不諱言，2011年時意法半導體出貨量僅一百萬顆
，對公司營收的貢獻不多，但現今室內導航應用的生態係統已趨完整，預計2012年壓力計出貨量可望成長為近二千萬顆，而主要導入的終端裝置則以智能手機為大宗。

據了解，目前意法半導體的壓力傳感器已全麵導入三星旗艦機Galaxy S3智能手機中。未來在室內導航應用日趨完整後，中高端智能手機將納為標配將指日可待。

鬱正德強調
，要獲得客戶更多的青睞，壓力傳感器除須對高度變化的感測更為敏感
、反應速度必須更快外，價格方麵也須持續壓低至1美元左右

，且還要產能供應無虞
，才有機會爭食未來的商機大餅。

綜上所述，未來移動裝置中的MEMS器件除持續邁向高整合度設計趨勢外
，也將導入MCU以達到智能控製功能
；而可實現室內導航應用的壓力傳感器也將逐漸普及於移動設備中，為消費者帶來更佳的用戶體驗。