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中國制造商征戰新型傳感器市場

  傳感器市場的發展速度引人注目。在市場調研公司Databeans今年初發布的全球半導體銷售額預測中，傳感器2006～2011年的復合年增長率達21％，是整個半導體行業平均復合增長率(10％)的兩倍多。在這一傳感器發展熱潮中，中國廠商正在扮演日趨重要的角色，分到的蛋糕越來越多。尤其是在一些新型傳感器市場，一些IC廠商開始擁有了能夠同國際競爭對手抗衡的能力，如指紋傳感器領域的芯微技術有限公司、MEMS傳感器領域的青鳥元芯、美新半導體等。
    指紋傳感器技術的飛速發展很大程度來自于網絡時代對信息安全的巨大市場需要：指紋識別以其易操作和更高的安全性，越來越多的取代密碼保護。“生物識別芯片”這個在幾年前聽起來頗有科幻感覺的產品，而今已經在便攜式消費電子產品、電腦外設和門禁識別等市場得到廣泛應用。芯微技術有限公司在2004年底推出CMOS滑動式指紋識別傳感器SW6888，誤識別率小于0.0001%，錯拒率低于0.01%，功耗小于30mW，待機功耗低于0.1mW，面向手機、移動商務和便攜存儲驅動器等應用。憑借這款"生物識別芯片"，該公司一躍成為IC市場的后起之秀，除國內客戶外，已獲得蘋果電腦等國際OEM廠商的采用。
    “半導體指紋傳感器是個新穎、高門檻的技術。”該公司總經理葉軍說，“目前，我們的競爭對手還集中在歐美，從技術上來說，我們和歐美的對手是站在同一水平線上的。”相對于競爭激烈的MCU、多媒體IC等成熟市場，指紋傳感器的供應商相對較少，包括AuthenTec、Atmel等公司。他們在該領域耕耘時間長，技術實力雄厚。如何與這些大玩家同場競技？葉軍認為，全球超過一半的消費電子產品在中國生產，所以贏得中國的消費電子市場，就差不多贏得全球的消費電子市場。他強調：“我們在2002年就已經在中國設立技術和市場團隊，提供本土化、直接的服務，在這一點上國外的對手還一時難以做到。”
    芯微的指紋傳感器可用于閃存盤用戶識別。
 
    葉軍介紹道，芯微指紋傳感器的優勢主要體現在三個方面，一是高集成度，“我們的傳感器集成了多項自有的IP，幾乎不需要外圍元件。”
    其次是功耗上的優勢，芯微的傳感器工作電流小于7mA，是目前“功耗最低的滑動式指紋傳感器”，葉軍強調，對于使用電池供電的便攜電子產品而言，這是個非常重要的優點。
    第三點在于芯微的技術支持力量。針對中國消費電子市場，芯微開發了多款應用方案，如指紋識別閃存盤、指紋識別移動硬盤，指紋識別鼠標/鍵盤等方案。OEM廠商直接應用這些方案，可以有效地縮短產品上市時間。
    “指紋傳感器成為個人便攜設備上的標準配件是市場大趨勢，市場潛力巨大。我們必須適時推出更低成本、更易使用、更可靠的傳感器才能贏得市場先機。”葉軍表示，芯微正在進行下一代指紋傳感器的開發，預計今年下半年面市。新的傳感器充分考慮了不同客戶的差異化需求，針對移動多媒體設備等細分市場。
    MEMS傳感器熱點應用轉向消費電子
    “以往的MEMS傳感器價格昂貴，一般用于軍工、工控、儀器儀表等應用。通過多年的發展，其尺寸不斷縮小，技術不斷成熟，成本一再降低。目前MEMS傳感器的熱點應用市場將轉變為民用產品市場。”青鳥元芯微系統科技有限公司的總經理張威如此評論MEMS的發展歷程。青鳥元芯的MEMS傳感器系列2004年實現量產，目前有MEMS壓力傳感器、濕度傳感器、加速度傳感器以及氣體傳感器系列產品。
    青鳥元芯采用與國際同步的MEMS工藝和專用設計工具，產品具有高可換性及高可靠性等技術特點。其中，濕度傳感器為高分子電阻型，具有耐高濕、量程寬、精度高等特點；壓力傳感器和加速度傳感器采用壓阻原理，輸出信號大、信號檢測容易，產品主要應用在汽車、消費電子如家用電器、玩具等領域。比如該公司的YX-AS-800N加速度模塊，分辨力低于2mg，最大抗沖擊能力達50,000g，響應帶寬可以從30Hz擴展到160Hz。
    該公司還開發出一系列氣體類MEMS傳感器，如YX-GS-800M乙醇氣體傳感器、 YX-GS-200甲烷氣體傳感器，以及YX-GS-500一氧化碳傳感器。張威認為，這類產品市場前景很好，市政建設和社會對綠色環保的關注是推動該市場需求的強大動力。“我們不僅有價格優勢，還在不斷擴展產品量程，采用新技術提高產品精度和穩定性。”他表示，“同時，我們將不斷幫助客戶完善和開發產品應用方案，使他們最大程度的同我們分享MEMS技術帶來的效益。”
    青鳥元芯的同行，主攻加速度傳感器的美新半導體亦認為傳感器應用市場將會有所變化。其工程部經理華亞平認為：“隨著MEMS技術的發展，MEMS傳感器將會越來越多地跨越價格的門檻走進消費電子市場。” 
    與青鳥元芯的MEMS加速傳感器采用壓阻原理不同，美新加速傳感器采用熱力學原理來測量速度的變化。密封在芯片中的測量媒質是空氣，芯片中間有一個熱源，當被檢測物體受到外力作用產生運動或者加速度的時候，可測量出被檢物體的加速度改變。華亞平表示，美新的加速度傳感器沒有可動零件，具有本質上的高可靠性、易集成、低成本等優點。
    一般來說，汽車是加速度傳感器最重要的應用領域，在停車、緊急剎車、防盜系統中，加速度傳感器可以作為汽車的觸覺系統，迅速將速度變化反饋給CPU，而相應地采取應急措施。“在汽車市場，我們可以說是已經取得了市場和客戶的認可，同時也開始獲得一些回報：如美新與德州儀器公司合作，在汽車電子領域已獲得了不少的項目，同時，一些全球著名的汽車電子制造商正逐步加大對美新產品的采購量。”華亞平說。據介紹，2004年美新產品的失效率僅1.08ppm；2005年，失效率為3.56ppm(由于銷售量大幅增長，統計基數與2004年不同)，“這樣的MEMS產品可靠性在全球都是領先水平。”他表示。
    與此同時，加速度傳感器在手機、手提電腦，游戲機等便攜式產品中的應用也在不斷創新，IBM公司2004年即在其ThinkPad筆記本電腦中采用了美新的加速度傳感器，用來檢測硬盤的震動，在筆記本電腦受到沖擊或者墜落的情況下，起到保護硬盤數據的作用。該類傳感器還可以為手持產品增加許多新賣點，比如在手機中利用加速度傳感器實現計步器功能，計算運動者的步行數目和消耗的熱量。
    美新正進一步向消費電子市場擴張。“今年我們將主要針對該市場推出一系列低價產品，目前已完成工程樣片，預計第二季度將會量產。同時也會推出一系列汽車用高性能產品。”華亞平表示。同時，他還強調了其技術支持策略，“我們在市場上推廣的所有應用，都有相應的解決方案，美新對于每種應用都可以提供給客戶通用語言的源程序，以利于客戶的研發。”