MEMS在行動裝置之多元化創新應用
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遊戲機、數位相機、筆電與行動裝置等紛紛內建加速計、陀螺儀、磁力計等感測元件，引爆了MEMS感測器第一波應用浪潮；接下來各軸向感測元件的融合，進一步提供像是拍攝影像穩定、遠端遙控╱醫療、擴增實境、運動及導航等適地性服務(LBS)的應用。MEMS微感測器領導廠商掌握這種應用趨勢，持續以先進半導體製程與封裝技術，打造更微小、更能嵌入周遭一切事物的微型MEMS感測晶片，以豐富人們的生活應用….
意法半導體(ST，STMicroelectronics)類比與微機電元件資深技術行銷工程師李炯毅，介紹意法半導體是一家全球性的半導體企業，也是歐洲最大的半導體公司。ST擁有12座晶圓廠，全球有48,000位員工，其中11,000位是研發技術人員，ST分別美國紐約、法國巴黎證券交易所與義大利證券交易所上市。2012年第四季營收達21.6億美元，全年營收達84.9億美元。ST的企業願景是以無所不在的微電子產品技術，為人們的生活做出積極的貢獻。
ST專注於五大目標市場領域：微機電感測器(MEMS and Sensors)、智慧型電源(Smart Power)、車用電子(Automotive)、微控制器(Microcontroller)、應用處理器與數位消費性裝置(Application Processors and Digital Consumer)。預估到2015年全球將有20億個智慧型裝置，李炯毅認為SMART裝置正是Sensors+Machine
+ART…由各種感測器、機器以及設計製程下所製造的裝置。
感測器部份有有動作╱體感感測器：如加速計(Accelerometer)、陀螺儀(Gyroscope)、磁力計╱羅盤(E-Compass)以及6~9軸向組合式感測器，觸控感測器，音波╱光源╱壓力╱濕度感測器，以及生技感測器(Bio sensor)如細胞╱DNA檢測等。
李炯毅介紹微機電(Micro-Electro-Mechanical System；MEMS)是一種運用到IC製程製作、具備電子與機械動作的微小裝置。它具備小尺寸、微型比例、多功能、整合機械與電子動作原理，以及移動的零件與媒體四大特性於一體。
ST率先採用垂直矽晶穿孔(Through-Silicon Vias；TSV)技術，來量產更小MEMS晶片，至今已累積產出55億顆MEMS晶片，包含30億個動作╱環境MEMS感測器，以及30億溫控噴墨印表機噴墨頭。
ST以雙重產線來源(Dual Sourcing)配置，在義大利Agrate與Cantia、及新加坡等地分設6吋與8吋MEMS晶片晶圓廠，在法國Rousset、Crolles設立前端IC組裝廠，馬爾他Kirkop，菲律賓Calamba等地設立封測廠，以確保全球每日400萬顆MEMS感測晶片產能無虞。
據Yole研究機構、IHS iSuppli調查，ST是營收率先突破十億美元的MEMS半導體晶片供應商。在消費性電子與手機市場市佔率第一，尤其在智慧手機所需的加速儀(Accelerometers)市佔率達51%，陀螺儀(Gyroscope)市佔率僅花3年就達到78%；而ST動作與微機電(Motion and MEMS)感測晶片營收，從2006年3,000萬美元成長到2011年6.5億美元，2012年更達到7.77億美元。
多軸向感測器融合趨勢 持續引爆MEMS應用浪潮
李炯毅指出ST從90年代的噴墨印表機的噴墨元件，到2005年推出加速計應用在PC與遊戲機；2010年藉陀螺儀晶片廣為Smartphone與Tablet所採用。2012年起9軸向感測器與雙核陀螺儀晶片，將進一步帶動擴增實境內容(Augmented Content)與相關應用。目前有感測X/Y/X三軸向的加速儀(Accelerometers)，感測X/Y/X三軸向偏移量的陀螺儀(Gyroscope)，磁力計╱羅盤(Magnetometer)與壓力計( Pressure Sensor)。
他認為第一階段的MEMS感測器商業化，由Nitendo 3DS遊戲機、筆電、數位相機、智慧手機與平板電腦等裝置，內建加速計、陀螺儀、磁力計，提供更直覺介面(Intuitive Interface)所引爆；ST感測器應用在智慧手機、平板電腦部份的市佔率，若以作業系統來區分，在蘋果iOS平台達75%，Android OS平台達31.4%，在Windows平台則有54.4%。
第二階段由ST提出iNEMO架構，整合3軸磁力計+3軸加速儀+3軸磁感儀的感測融合技術，應用在數位相機的影像穩定、遠端遙控、擴增實境(Augmented Reality)、運動健身、導航與適地性服務(Location Based Service)的應用。
李炯毅認為，第三階段的MEMS消費浪潮，是將MEMS微型感測器置入在像是手錶、冰箱等家電，還有床鋪、玩偶，衣服、筷子等等物品之中。他播放1個2013 MWC展中3D人體動畫的展示。客戶由真人示範、穿上約15個綁在各肢體關節動MEMS微感測器，捕捉該示範者一舉一動，由軟體即時計算後即時繪製成另一個3D投射人物的肢體動作，一切肢體動作顯得即時迅速且自然。
多樣化、多軸向的單一╱複合感測晶片方案
李炯毅提到ST針對低階、中高階主流及旗艦級智慧手機市場，分別推出對應的感測晶片方案。以低階入門手機需要三軸Accelerometer+Sensor BW感測功能，可使用LIS3DE、LIS3DH、LIS3SDH等感測晶片；中高階智慧手機需要外加獨立型三軸磁力計或補償型羅盤，可使用LSM303DLHC、LSM303D感測晶片搭配iNEMO羅盤軟體來達成；旗艦手機機種，可各自使用三軸加速計、三軸磁力計、三軸陀螺儀外加一組壓力感測器，或以九軸感測的iNEMO-M1感測模組、iNEMO SIP晶片，搭配iNEMO感測器聚合軟體來達成。
ST提供像3x3mm L3GD20H+3x3 mm LSM303D晶片組合，3x3.5 mm LSM330 +2x2 mm LIS3MDL組合，或是今年會有將3軸磁力計、3軸陀螺儀、3軸加速儀與32位元MCU，以SIP(System in Package系統級構裝)做成僅4x4mm大小的iNEMO (LSM9DS0)晶片等不同組合，都可以輕易達到九軸向的感測融合所需。具備3軸加速+3軸陀螺的六軸向LSM330DLC感測晶片已經量產，而3軸磁力感測晶片LIS3MDL體積僅2x2x0.7mm。
微機電技術的高靈敏度、抗雜訊微型麥克風
ST也提供採專利製程技術，將MEMS薄膜元件覆蓋在ASIC矽晶片上方（MEMS-over-ASIC），整合成最小僅4mm x 2mm體積的SIP晶片的微型麥克風。採雙薄膜（Twin-membrane MEMS）技術，同時具備高噪訊比╱低收音量（High SNR&low AOP）與低噪訊比╱高收音量（Low SNR & high AOP）的廣泛收音設計，達到最大150dB收音量、63SNR噪訊比與±1.0dB感音靈敏度；並節省功耗約40%，同時具備背景噪音消除功能可應用於語音辨識。
李炯毅指出應用上，當用戶拿起手機要講電話時，藉由背景音麥克風收音並藉軟體調整過濾背景雜訊音源。另外ST所設計的低功耗STSmartMic晶片，可串接、整合電源開關的設計，當收到用戶語音命令時會快速甦醒，當用戶語音辨識確認無誤後就直接開啟電源，做到手機語音開機、語音解鎖的功能。
另外藉多個MEMS音感元件與導航軟體的主動閉塞控制技術，做到行人要過馬路時切換道路為閉塞優先通行的應用。另外像是3D binaural audio rendering （3D還場雙聲道音頻運算）技術，由多個MEMS麥可風元件做到立體發音源判斷、3D語音定位、導航指示、地區化內容以及有趣景點的回報。
李炯毅最後提到，選擇ST做為MEMS感測元件供應商的優勢，不僅在於ST擁有多達60種以上的感測器晶片產品，從2006年首座8吋晶圓廠啟用開始，ST日產能達400萬顆，無論產能、品質、交期都從未讓客戶失望。ST今在全球已供應超過25億顆MEMS感測晶片且通過市場驗證，並提供SiP系統級封裝協助快速進入市場。ST擁有超過600個MEMS相關專利，並積極與各軟體開發商合作。同時在雙晶圓廠╱組裝廠╱封測廠來源的政策下，具備最高500萬顆日產能餘裕空間，是無可爭議的MEMS感測元件領導廠商。ST也積極尋找新的市
場契機，尋找並開發各種新的應用。
