消費(fèi)型 IMU（MEMS 消費(fèi)型慣性測(cè)量單元）市場(chǎng)規(guī)模增加迅速，其中意法半導(dǎo)體、博世和應(yīng)美盛（TDK InvenSense）在市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。以 System Plus Consulting 在 2020 年拆解的 54 款智能手機(jī)為樣本：意法半導(dǎo)體是智能手機(jī)中集成 IMU 的領(lǐng)導(dǎo)者，在所有拆解的智能手機(jī)中占了 43%。其次是博世和應(yīng)美盛，各占 22％的比例。這三大制造商使用的工藝各自不同，也都有自己的策略。
Yole 長(zhǎng)期以來(lái)一直對(duì) MEMS 產(chǎn)業(yè)進(jìn)行調(diào)研，且與 System Plus Consulting 密切合作，以分析 MEMS 市場(chǎng)的增長(zhǎng)、MEMS 公司的戰(zhàn)略以及技術(shù)的演變。在其 MEMS 專題報(bào)告《2021 年 MEMS 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀報(bào)告》中，Yole 預(yù)測(cè)，消費(fèi)型 IMU 市場(chǎng)在 2020-2026 年將以 5% 的年均復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，至 2026 年可達(dá) 8.38 億美元。
System Plus Consulting 的 Audrey Lahrach 對(duì)此評(píng)論道：“MEMS IMU 在智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備中的集成率將不斷提高，這將推動(dòng)這一市場(chǎng)增長(zhǎng)。此外，獨(dú)立 MEMS 加速度計(jì)和陀螺儀越來(lái)越多地被 IMU 取代，這也將助力這一增長(zhǎng)。”
▲ 圖源：Yole
在這種動(dòng)態(tài)背景下，Yole 集團(tuán)旗下的逆向工程和成本計(jì)算公司 System Plus Consulting 發(fā)布了一份專門針對(duì)智能手機(jī)應(yīng)用的慣性傳感器的全面分析：《2021 年移動(dòng)慣性傳感器比較》報(bào)告。在這份報(bào)告中，System Plus Consulting 研究了 114 部智能手機(jī)的樣本。它從每部智能手機(jī)中取出了 MEMS 慣性傳感器，并深入分析了其中的每個(gè) IMU。樣本包括 2019 年發(fā)布的 53 款智能手機(jī)、2020 年發(fā)布的 54 款智能手機(jī)和 2021 年發(fā)布的 7 款智能手機(jī)。通過(guò)這種方法，System Plus Consulting 的分析師確定了每部智能手機(jī)每個(gè)傳感器的產(chǎn)品型號(hào)，并在此基礎(chǔ)上確定了設(shè)備制造商。
通過(guò)這份新報(bào)告，System Plus Consulting 帶來(lái)了對(duì)智能手機(jī)中最常見的 IMU 型號(hào)的比較性綜述。該公司檢查了這些器件封裝的尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、器件的 MEMS 陣列和 ASIC，以及它們的芯片尺寸和封裝橫截面。其目的是全面概括智能手機(jī)中的 MEMS 慣性傳感器，每個(gè) MEMS 設(shè)備制造商所做的技術(shù)選擇，并找出相關(guān)聯(lián)的 OEM。
該報(bào)告進(jìn)一步比較了各制造商的 IMU 制造工藝水平，也對(duì)被同一制造商選中并集成到 System Plus Consulting 樣本中所包含的智能手機(jī)中的不同技術(shù)進(jìn)行了比較。最后，報(bào)告對(duì)樣本中最常見的型號(hào)進(jìn)行了全面的技術(shù)和成本分析，包括 MEMS、ASIC 和封裝。
此外，這份報(bào)告還針對(duì)集成單個(gè) MEMS（僅一個(gè)陀螺儀或一個(gè)加速度計(jì)）的組件進(jìn)行了拆解分析，包括封裝開口和 MEMS 芯片開口。
System Plus Consulting 的樣本還顯示，意法半導(dǎo)體憑借 3 種主要的不同型號(hào)，占所有組件的一半，成為了 MEMS 器件制造商之首。應(yīng)美盛和博世分別以 27% 和 17% 的比例位居第二和第三位。
總而言之，在 System Plus Consulting 自 2019 年以來(lái)分析的智能手機(jī)樣本中所集成的組件里，這 3 家公司制造的組件占到了 94%。
System Plus Consulting 的 Audrey Lahrach 表示，報(bào)告中最重要的發(fā)現(xiàn)是意法半導(dǎo)體在其 LSM6DSO 型號(hào)中的 MEMS 芯片尺寸縮小。
而對(duì)于應(yīng)美盛，有很多事情都發(fā)生了變化。因此，System Plus Consulting 在其報(bào)告中強(qiáng)調(diào)了其在 ASIC 方面工藝的重大變化。這家 MEMS 器件制造商通過(guò)在其最新型號(hào)上切換到了 90nm 并集成了銅金屬層，同時(shí)仍用鋁實(shí)現(xiàn)共晶晶圓鍵合 Al-Ge，降低了技術(shù)節(jié)點(diǎn)。
意法半導(dǎo)體和博世傳感器這兩家公司則決定將它們的兩個(gè)芯片合并在自己的 LGA 封裝中，一側(cè)為 ASIC，另一側(cè)為 MEMS。
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