InvenSense公司于2003年成立,并于2004年取得第一次的投资资金,在去年的第二轮投资中,该公司由于吸引了知名的手机芯片厂商高通(Qualcomm)而特别受到瞩目。此外,InvenSense也入选《EE Times》2007年度最值得关注的60家新兴半导体公司之一(Silicon 60),发展潜力不可小觑。

该公司主要的产品是利用MEMS技术开发的双轴陀螺仪产品,适用于数码相机、个人导航装置(PND)以及手机等消费性产品,这也是目前市场上第一次有厂商可以将陀螺仪应用在主流的消费类市场中。InvneSense的CEO Steve Nasiri认为这是一种具有突破性的创新产品。他在日前接受本刊记者采访时,畅谈了其MEMS陀螺仪产品的市场应用与未来发展前景。

InvenSense的MEMS陀螺仪能够突破价格限制,从而进入消费电子领域的关键是什么？

我们的MEMS陀螺仪产品最主要特色是利用了Nasiri-Fabrication平台专利技术,它整合了MEMS机械设计和制造、混合信号ASIC设计,以及晶圆级封装等技术,因此能开发出兼具小尺寸、低成本与高效能的陀螺仪产品。

其中,最主要的成本缩减在于晶圆级封装技术,我们的MEMS陀螺仪能够直接邦定在CMOS裸片上,并达成完整的密封,无需装配其它组件。这种做法能够大幅减少封装与测试成本,传统上这部分是MEMS组件与CMOS芯片整合在一起时,最耗费成本的部分。同时,透过这种技术,我们的双轴陀螺仪产品能够承受高达10,000g的冲击力,非常适用于手持式设备。

目前该产品的主要应用与实际设计案例有哪些？

陀螺仪的主要用途是用来测量角速度,以判别物体的运动状态,所以也称为运动传感器。有了这项功能,我们可以将它用在相机的防震、或是强化定位服务(LBS)准确性等领域。

目前已经有许多日系品牌的数码相机采用了我们的光学防手震或电子防手震方案,同时部分台湾厂商的产品也正在设计中。此外,我们下一个主要锁定的应用是PND产品,为解决GPS定位问题采用了航位推算(DR)技术。

在GPS信号被阻挡或受到干扰而不能进行定位的环境中,透过双轴陀螺仪可以判别出车子的转弯方向与坡度大小,以便作为定位的辅助资料。如此一来,可以大幅提升GPS的效率与准确度,有助于推动LBS服务的进一步增长。目前已有一家主要的台湾PND厂商采用了我们的方案,预计11月就会有产品上市。由于台湾是全球主要的PND生产地,这将会是我们非常重视的市场。

关于电子防手震应用,其效能可与光学防手震技术相当吗？

不管是光学式还是电子式防手震方案都必须用到陀螺仪作为传感组件。但光学式方案的组件较复杂、尺寸较大,而且成本约为10美元,这对手机或是低端数码相机来说,并不适用。因此,对这些应用来说,就必须使用电子式防手震技术,以便为消费者提供更好的使用体验。但是,电子防手震方案仍与光学式方案在性能上存在差距。

我们正在努力整合影像传感器、处理器以及相关软件,希望能够提供完整且经过最优化的影像稳定方案,持续提升其性能。另外,对手机应用来说,若能利用MEMS陀螺仪的传感资料,同时将GPS与相机防震功能整合在一起,这对手机厂商来说,将是更完整、更具吸引力的特性。

您提到手机应用,目前的方案功耗够低吗？手机厂商采用这类方案的主要考量是什么？

目前的双轴IDG-300产品在功耗上尚无法完全符合手机设计的要求,但我们将会推出完全适合手机应用的下一代产品。别忘了,高通公司是我们的投资者之一。我们将会进一步与系统设计结合,推出更完备的方案。

对于手机厂商来说,由于市场竞争激烈,他们非常在乎实现每种功能所需要的成本,如果没办法达到每项功能50美分的条件,他们是不会考虑的。我们目前的方案大概需要1美元,所以若能进一步结合多重功能,像我刚才说的结合GPS与相机防震,使其能够满足手机厂商对成本的要求,那未来的市场应用与成长将非常可观。

除了这些,未来还有哪些具潜力的发展？

像是3D遥控、空中鼠标等应用也将是快速成长的领域。由于各种网络电视以及网络家庭媒体的风行,消费者将会希望有更方便、更便于操控的用户接口出现。相较于现有复杂的多按键遥控器,用空中鼠标及3D遥控器选择内容,只需要利用1至2个按键,就可以对选单目录进行操控。目前已有一家主要的计算机外设供应商利用我们的方案推出了空中鼠标产品,且已正式上市。我相信这类具有创新概念的用户接口的操控方式,将会越来越普及并得到广泛应用。

由于Wii的热卖,目前市场上对于加速度计的关注似乎更多,陀螺仪与加速度计是相互竞争的产品吗？

对于近来加速度计进入Wii等游戏机的设计趋势,我也感到很兴奋,因为这代表类似的运动传感应用很有前景,是能够被消费者所接受的。只是加速度计的应用较早,而陀螺仪过去由于成本太高,无法应用到消费性产品中。当然,这个现象未来将会改变。

陀螺仪是用来测量物体的角速度,而加速度计则是测量物体的线性加速度,两者的应用不同,所以本质上应该是互补关系,而不是相互竞争。如果能将双轴陀螺仪与三轴加速度计整合在一起,则能更完整的传感出物体的运动状态,为终端产品提供更好的性能。

不管是陀螺仪还是加速度计,通过这样的技术来开发创新的用户接口与操控方式是目前的一个热门话题,但真正广泛的应用似乎还不多见,您认为原因何在？

这的确是我们在开发产品时的一个重要策略思维。光有传感组件,并不足以提供消费者所需的系统效能。以我们的BlurFree图像稳定技术来说,透过结合影像信号处理器(ISP),我们能够实时的将陀螺仪传感到的抖动资料转换为数字格式进行处理,以选出画质最清楚的图像。

唯有这种以终端产品的需求为基础,开发出的完整方案才能解决产品设计人员的问题,也才能真正加速市场对于这类技术的接受度。如此,对于其它的GPS、3D遥控等应用,我们也都投入大量人力来开发完整的设计方案,而不单只是提供陀螺仪组件而已,这也将是我们持续努力的方向。

贵公司MEMS陀螺仪的产品发展蓝图是什么？

目前我们正开发一款集成式的6轴运动传感方案,其中包括三轴的陀螺仪以及三轴的加速度计,目的是希望能提供更完整的物体运动传感能力。当然成本、芯片大小都是设计时的主要考量,但是利用Nasiri制造平台,能够在芯片级直接做邦定与封装,以把不同的MEMS传感器整合在单一装置中,这样的就使得此款集成型产品得以成功实现。

我想强调的是,过去陀螺仪主要是用在类似导弹武器等军事用途上,或是仅停留在学校的实验室阶段,真正的商业化应用还不多见。回顾从1990年初期陀螺仪产品开始发展,这项技术只有10多年的历史,与其它的半导体技术相比,这还是一项非常“年轻”的技术。可以想象,MEMS陀螺仪技术还有许多的课题值得开发与研究,这也让我们对此技术的未来展望充满信心。

Steve Nasiri

InvneSense公司创始人兼CEO

在MEMS产业拥有超过28年的经验:

─曾参与创立Transparent Networks公司,并担任副总经理一职

─曾服务过多家领先MEMS公司,包括SenSym(Honeywell)、NovaSensor(GE)、Integrated Sensor Solutions(TI),以及ISS Nagano。

教育背景:

─Santa Clara大学MBA

─圣荷西州立大学机械硕士

─加州柏克莱大学机械学士

─已获得及申请中的MEMS专利超过40项

作者:勾淑婉