‧工業技術與資訊 2010/09/10
為維持產品競爭力，MEMS領導業者莫不朝降低成本與提高附加價值發展，
可行的方向有二，一是產品持續微型化(Minimization)，
二是提高產品功能整合程度(Modulization)。
【撰文／李冠樺】

依照MEMS應用領域來區分，消費電子、汽車電子、醫療和生命科技、通訊和工業自動化是主要項目。(攝影／許育愷)
隨著MEMS元件逐漸進入消費性電子市場，未來幾年整體MEMS市場將由以往的少量多樣，轉變為多量少樣。主流應用如通訊或消費性產品將產生大量元件需求，並帶動MEMS產業再次進入成長期。不過，隨著愈來愈多的業者搶入，在整體市場仍處新應用培育階段，熱門應用產品屈指可數的情況下，短期過多的業者競相投入，無疑使得產業競爭加劇；首先發生的，就是熱門MEMS產品的價格戰一觸即發。以MEMS麥克風為例，由於應用於手機市場，加上投入業者快速成長，產業競爭的快速升溫造成ASP大幅下滑，未來幾年ASP仍將平均以-14％速度下滑，如何維繫獲利能力，成為業者共同課題。
降低生產成本
在如何建立合適策略，維繫公司獲利能力上，由於消費性電子市場產品變化快速、生命週期短，加上目標客群對於產品的要求往往在於輕薄短小且價格低廉，故對於元件的需求重點在於低價與高整合度；因此，為維持產品競爭力，領導業者莫不朝降低成本與提高附加價值發展，即所謂的Minimization & Modulization，藉由將產品持續微型化(Minimization)，並藉由經濟規模降低生產成本；另一方面則是提高產品功能整合程度(Modulization)，增加產品附加價值；並利用專業代工業者進行生產，進一步帶動垂直分工產業體系成型。
首先在降低生產成本上，隨著市場需求的提高，整體產業開始走向藉由經濟規模降低生產成本，這帶動了MEMS元件的生產規模由以往的4吋或6吋晶圓，逐漸朝向8吋晶圓發展，以期能更快滿足消費電子的大量需求與低價壓力。在此種趨勢下，目前部分MEMS業者陸續建立新的8吋生產線，也有許多半導體業者考慮將老舊的8吋生產線重新利用，投入MEMS製造，未來這些擁有8吋廠的DRAM或晶圓代工業者，將成為目前MEMS製造商的潛在競爭者或代工商。

MEMS元件的生產規模逐漸朝向8吋晶圓發展，以期能更快滿足消費電子的大量需求與低價壓力。(攝影／鄒福生)
除了藉由8吋生產線的採用來降低成本外，另一個可有效降低產品成本的方式，則是藉由掌握封裝技術，縮小元件體積並降低成本。由於MEMS封測約占產品40％成本，在市場對於低價、小型化與高整合度(MEMS+IC)的需求壓力催促下，具備影響量產進度與最終產品良率，以及能改變最終產品尺寸的封裝技術，將成為影響業者在MEMS產業競爭力的關鍵。
觀察目前的主流封裝方式，仍是以2 chips(1 MEMS+1 LSI)封裝為單一產品，亦即以SiP方式整合MEMS與ASIC。此種方式優點除在於將製造步驟單純化外，亦可依據應用所需的特性需求，彈性調整搭配的晶片組合，適合目前的多樣化市場生態；而除了目前的2 chips封裝方式外，IMU亦已嘗試使用Multi-chip 3D stacking package進行進一步整合。
加強整合度
除了降低成本外，另一個方向就是藉由加強整合度，提高產品附加價值來確保公司競爭優勢。近年來業者陸續提出所謂「From device to module」的產品發展藍圖；例如Si Microphone的領導業者Knowles提出了所謂acoustic module的觀念，做為微麥克風下一代產品的發展概念；亦即除了原先的微麥克風元件外，進一步加入了signal processing function於元件中，以強化產品的噪音消除能力，或是針對免持功能加入增益迴路等。而Bosch、SDA/SDI等業者亦針對加速度計或陀螺儀提出所謂IMU(Inertial Measurements Unit)的整合發展方向。發展MEMS振盪器的SiTime、Discera亦嘗試整合更多的周邊電路，以取代傳統的石英元件與振盪電路。
此外，在MEMS製程平台的選擇上，隨著MEMS跨入大眾消費性電子市場，未來對於成本與產量的掌握將成為業者競爭優勢；Si製程具有低成本、產能豐富、相關支援產業完整，加上CMOS MEMS有可能進一步與IC整合為單一晶片，故仍將為應用於大眾市場的MEMS產品主要製程選擇。
而隨著產業競爭逐漸走向白熱化，未來專利戰將成為領導業者有效阻隔競爭者的攻擊手段。以MEMS麥克風為例，領導業者Knoewles在MEMS麥克風結構與封裝技術上享有的專利優勢與專利布局，有效的限制了其他業者在目前主流市場的發展，至今仍有近八成市占率；隨著未來競爭的白熱化，專利戰將成為後進者成長隱憂。