智能手機是MEMS廠商最早攻入的市場,，但近些年隨著眾多廠商的涌入導致競爭加劇,、利潤攤薄，智能手機市場已然成為紅海市場,。不過,，環(huán)境傳感器在智能手機等消費電子的應用才剛剛起步，將打開傳感器在消費電子市場的新局面,。

博世（Bosch）亞太區(qū)總裁Leopold Beer指出,，消費類MEMS在2017年面臨三大挑戰(zhàn)：一是作為MEMS最大應用市場的智能手機，目前增長已進入停滯階段,，但競爭依然激烈,，因看到龐大的智能手機基數，仍有不少廠商涌入,；二是新型應用領域推出緩慢,，如可穿戴式產品，出貨量較小且高度分散,，MEMS廠商想要在穿戴式領域投入創(chuàng)新和應用開發(fā),，需要消耗很大的研發(fā)資源；三是客戶對這種創(chuàng)新應用的接受度并不高,，企業(yè)要面對很大的不確定性,，包括整個市場的不確定性,、技術不成熟與技術風險等。

而在應對策略上,，集成化可能是一條出路,。Leopold Beer表示，如今廠商不再是扮演最基礎的元器件供應商,，而是整合傳感器,、DSP、微控制器等,，并結合自己投入研發(fā)的軟件算法與應用算法,，最終呈現出一個解決方案，這是一種商業(yè)模式的轉變,，也是應對挑戰(zhàn)的方法之一,。

相對應的，盛思銳最新推出的針對智能手機／可穿戴的氣體傳感器SGP也是在一個單芯片上集成傳感器,、傳感控制,、Memory和ADC等電子處理電路，可以把產品尺寸做得非常小,。同時,，采用了先進的DFN封裝，整體體積僅為2．45x2．45x0．9mm,，增加了其在智能手機等移動設備上使用的可能性,。

事實上，關于傳感器的“集成”化,，主要體現在兩個層面：一個層面是使用MEMS工藝將傳感器＋MCU＋DSP進行單芯片集成,；二是將多個傳感器通過SiP封裝的“模塊”集成。上述博世和盛思銳這種“集成”屬于第一個層面的集成,，它在體積,、功耗上會有很大的縮減。

而除了上述將DSP,、微控制器整合進傳感器之外,，博世的多合一環(huán)境傳感器體現了第二個層面的“集成”。Leopold Beer稱,，Bosch的BME680不再僅僅是簡單的溫度,、濕度等單一傳感器，而是融多功能于一體的集成環(huán)境單元,，它整合了氣壓,、環(huán)境溫度、相對濕度和空氣中VOC氣體含量的首款四合一傳感器，而且是將這些傳感器整合到3毫米×3毫米的封裝中,。另外，作為解決方案提供商,，Bosch已不再只提供元器件,，還為客戶提供合適的應用場景，以幫助客戶找到用戶端應用的思路,。

麥姆斯咨詢CEO王懿也表示,，博世的多種環(huán)境檢測“集成”傳感器BME680是在其BME280環(huán)境傳感器基礎上的演進，增加了VOC氣體傳感功能,。該傳感器采用系統級封裝（SiP）,，在一個帶金屬蓋的8引腳LGA封裝（3．0mm x 3．0mm x 0．95mm）中集成了溫度、濕度,、氣壓和VOC氣體傳感功能,，其內部共有兩顆MEMS芯片和一顆ASIC芯片，這與此前的BME280內部的芯片數量相同,，但功能更多,。

在談到組合傳感器受到諸多公司的青睞時，盛思銳李錦華表示公司也將會推出多種不同的復合型傳感器,，以PM2．5和CO2相結合的傳感器為例,，盡管目前尺寸較大，但由于溫濕度傳感器和氣體檢測傳感器尺寸相對較小,，將其集成到一個模塊上是容易實現的,。雖然從技術上來說，將PM2．5和CO2復合型傳感器與其他傳感器集成到單芯片尚有難度,，但盛思銳已經在向這個目標奮力前進,。

組合傳感器趨勢解決了環(huán)境傳感器在消費電子使用中要求的“小體積”和“多功能”問題，不過目前組合傳感器也面臨一些成本壓力和技術門檻,，因為不同于其他類型的傳感器特性,，環(huán)境類傳感器會受到周邊溫濕度、干擾氣體的影響,，甚至在氣體濃度超標的情況下發(fā)生“中毒”而失效,。

煒盛環(huán)保事業(yè)部副總經理王追表示，不管是單傳感器還是多傳感器集成,，目前在結構設計及封裝方面應該都不存在太大難度,，更多的難點在于，如何在MEMS工藝下保證傳感器的性能,。MEMS式氣體傳感器以化學型傳感器為主,，往往會受到溫度、濕度或干擾氣體等環(huán)境因素的影響，如何在MEMS工藝下達到或超過傳統氣體傳感器的性能水平對于各廠家都是一個挑戰(zhàn),。

“針對這種挑戰(zhàn),，需要各傳感器廠家在傳感器敏感材料方面進行深入研究，同時也需要市場的引導,，讓各傳感器廠家有足夠的動力投入相關資源,。相對而言，煒盛在MEMS氣體傳感器方面研究較早,，在MEMS式氣體傳感器性能方面達到了國際先進水平,，可提供TVOC、酒精,、燃氣,、一氧化碳等多種MEMS式傳感器及模組?！蓖踝窂娬{說,。

而在成本方面，WooFaa總經理周錦富坦言,，一個集成了不同環(huán)境參數的傳感器,，可以在應用的過程中令客戶有更大的發(fā)展空間，但成本也是需要考量的問題,。比如,，香港太古集團準備在太古廣場部署建筑物環(huán)境監(jiān)察系統，就要求產品能采集商場內不同區(qū)域的溫濕度,、二氧化碳濃度及PM2．5等,。對企業(yè)來說，在額定的項目預算中,，要集成多種傳感器有一定難度,，因此在太古集團招標的所有項目中，只有10％的傳感器能同時檢測 PM2．5,，因此,，如何達到成本與多個應用的平衡，是廠商必須深思的課題,。

“我們?yōu)檫@個項目提供的正是集成式的傳感器,，除了基本參數，每個傳感器都有PM2．5檢測功能,，還能夠同時檢測PM10,。PM10是香港環(huán)保署要求監(jiān)察的參數，現在太古廣場,，除了可以在成本不變的情況下,，全面監(jiān)察PM2．5的分布，還可以因應需要與香港環(huán)保署的數據要求作出更精準的對接?！敝苠\富說,。

“我們還為香港一間專業(yè)錄音室布置了一套智能新風系統。因為這個場地有10多間獨立房間,，用傳統的新風系統布置會比較昂貴,，所以我們把整體場地分成三個區(qū)域，用兩個集成式無線室內空氣傳感器,，用不同的空氣質素參數，控制不同的管道加壓機,。當在某個區(qū)域有污染物（PM2．5,、CO2） 被偵測到過量的時候，該污染區(qū)會被控制成空氣負壓,，其他兩個區(qū)域就會變成空氣正壓防止污染物擴散,，這樣的新風系統就可以用最短時間，將污染物移走及稀柝,?！敝苠\富補充表示。

將不同的環(huán)境傳感器封裝在一起,，它們之間是否會存在一些干擾,？周錦富強調，不同環(huán)境參數的傳感器,，很少會互相干擾,，但它們會共同地會被濕度及溫度影響。傳感器的穩(wěn)定性和壽命,，受應用環(huán)境的影響遠遠大于傳感器自身的設計,。

在未來的消費市場上，組合傳感器與單一傳感器將如何共存,？王懿告訴記者,，環(huán)境傳感器采用SoC還是SiP取決于傳感器芯片工藝和感測原理，正如上面所述,，博世BME680采用了一種新型的濕度傳感技術,，從而將溫度、濕度和氣壓三種傳感功能集成于一顆MEMS芯片,，而氣體傳感功能采用另一顆MEMS芯片實現,，因此整體采用SiP封裝。

王追認為,，隨著市場的需求和技術的發(fā)展,，MEMS氣體傳感器一定是發(fā)展的必然趨勢。短期內，多氣體集成傳感器的成本還難以滿足消費類電子的需求,，單一傳感器會是一個過渡,。相信隨著技術的發(fā)展及成本的下降，消費類電子對多氣體傳感器模組的需求會有爆發(fā)式增長,。

總的來看,，隨著眾廠商的涌入與充分的市場競爭，以智能手機為代表的消費類電子市場,，已經成為加速度計,、陀螺儀等MEMS的紅海市場，然而環(huán)境傳感器作為新的功能需求有望打開消費電子應用的新局面,。在集成化方面,，組合環(huán)境傳感器可以滿足消費電子“小體積”和用戶“多功能”的需求，不過在當前市場爆發(fā)之前成本的控制以及技術上的挑戰(zhàn),，依然是廠商必須突破的難點,。