MEMS未来在哪?

尽管市场趋于饱和而增长乏力,使很多业务雪上加霜,但MEMS产业仍然是半导体行业的一颗夺目新星。汽车、消费电子、移动、医疗领域的机遇不断扩大。是什么在驱动MEMS产业增长?该领域的领导者又有哪些?

SEMI近日与Dimitrios Damianos博士就MEMS市场动态和未来趋势进行了提前交流。以下为访谈实录。

SEMI:当前,MEMS和传感器不仅在欧洲,在全球范围内也是最健康的行业之一。尽管全球经济放缓,但MEMS和传感器市场仍在增长。是什么推动了这种增长?

Damianos:根据Yole近期发布的《MEMS产业现状-2019版》报告,全球MEMS和传感器市场规模预计将从2018年的480亿美元增长到2024年的930亿美元,几乎实现翻番。2018年,随着越来越多的MEMS和传感器(例如MEMS惯性传感器、图像传感器和射频滤波器等)集成进入消费类和汽车终端产品,MEMS和传感器在整个半导体市场中的份额增长到了10%以上。特别是,2018年仅MEMS市场规模就达到了116亿美元,其中消费类应用占整个市场的60%以上。受到源自压力传感器(用于胎压监测系统TPMS)、射频器件(用于车联网、5G通信)、惯性传感器(用于高级驾驶辅助系统ADAS)和新兴MEMS器件(例如用于超声波指纹识别的压电MEMS超声换能器pMUT)的应用驱动,预计MEMS市场将在2019年至2024年期间实现显著增长:市场营收的复合年增长率(CAGR)约为8.3%,出货量的复合年增长率约为11.9%。

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2018~2024年MEMS市场规模

SEMI:如今,MEMS正如何影响半导体行业?

Damianos:MEMS为硬件提供“智慧”的源泉。它们可以为交通、移动应用、健康和安防领域的新应用和服务实现环境感知,为人工智能(AI)提供丰富的数据。阿里巴巴和谷歌等巨头正在考虑将MEMS作为其相关业务的关键元素,覆盖智慧家居、智慧园区、智慧城市和智能制造等应用。

MEMS具有与这些厂商需要的精度、小尺寸(性能并没有妥协)、低功耗和永久在线(例如麦克风)等高标准相匹配的关键特性。此外,随着传感器融合和边缘计算的兴起,可以处理更多的传感器数据,最大限度地提高关于用户和周围环境的定性信息和有用数据。这对所有市场,尤其是消费类市场都有巨大意义。

SEMI:得益于工业和医疗应用的蓬勃发展,MEMS代工厂的市场表现不错,现在的大玩家有哪些?

Damianos:2018年,所有代工厂的营收都在增长。STMicroelectronics、Teledyne Dalsa、Silex、IMT、Micralyne和Philips Innovation Service都是重要的MEMS代工厂,它们为医疗和工业市场应用的各种MEMS器件提供代工服务。医疗应用主要由微流控、流量计、压力和MEMS惯性传感器驱动。工业应用则主要由喷墨打印头、微测辐射热计和MEMS压力传感器驱动。此外,用于下一代5G基础设施的RF MEMS和MEMS振荡器市场前景巨大。

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MEMS传感器和执行器 vs. 人类五官和运动器官

SEMI:MEMS在汽车应用中的现状如何?相关的市场驱动因素有哪些?

Damianos:对于汽车应用,MEMS加速度计和压力传感器在出货量方面仍然占据了大部分市场份额。在不久的将来,随着中国汽车对胎压监测系统(TPMS)的大规模应用,MEMS压力传感器的年增长率预计将超过8%。2019年到2020年以后,随着新的中国标准GB 2614的施行,TPMS将成为强制性的装备,意味着所有新车都将100%配备TPMS。

此外,汽车产业的MEMS增长速度势必将超过汽车市场本身(目前约为3%)。因为一辆汽车中需要集成许多不同的MEMS器件,例如MEMS惯性测量单元(IMU)、TPMS、用于车内气体和颗粒物监测的环境MEMS,以及用于免提语音交互的MEMS麦克风等。

SEMI:喷墨打印头经过多年的衰退,再次迎来增长。还有哪些细分产业将受益于MEMS技术的应用?能举几个例子说明吗?

Damianos:例如,RF MEMS(例如BAW滤波器)正受益于智能手机的应用,并将继续受益于5G的到来。5G意味着额外的Sub 6 GHz高频频段,只能通过BAW滤波器应对。此外,采用有源天线的5G新基础设施方案,也将为BAW滤波器创造一个持续扩大的市场。

另一个值得关注的是惯性传感器。惯性MEMS已经在健康、健身可穿戴设备领域大展拳脚,并正拓展至医疗可穿戴应用,以支持患者活动的监控,预防癫痫和其它精神疾病的发作。与其它技术类型相比,MEMS是惯性传感器在医疗可穿戴设备中集成的黄金技术。它们可用于康复系统、活动跟踪、生活辅助以及跌倒检测等。

随着IMU成本和尺寸的不断缩小,它们将取代传统的独立MEMS加速度计和陀螺仪,扩大在消费类和汽车领域的应用,因此,IMU市场将继续增长。不过,惯性传感器的市场增长仍将主要体现在智能手机应用(大多数为6 DOF,9 DOF相对较少)。

SEMI:请您展望一下MEMS技术提供的市场机遇。

Damianos:每年制造的MEMS传感器已经达到数十亿颗,传感器融合正变得越来越重要。已经到来的5G革命将使连接变得前所未有的容易,这将创造出更多的数据。为了使这些数据有意义,必须进行数据处理。人工智能(AI)和机器学习的最新进展催生了大数据行业,它便基于不断扩展的传感器应用的大量新数据。另一个即将兴起的趋势是边缘计算,它将和MEMS和传感器一起推动科技的新时代。

传感器正在将人类的体验数字化,传感器将推动真实世界和虚拟世界的紧密结合,为全球各地的用户提供全新的体验。在边缘运行人工智能,再加上传感器融合,将为MEMS技术在音频、运动、嗅觉测量和成像等领域开辟新应用。我们还预计新的MEMS器件(MEMS微型扬声器、pMUT)和压电MEMS技术将为蓬勃的MEMS市场再注一剂强心针。

本文转载自:麦姆斯咨询
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