新兴的MEMS传感器、成本大幅降低、软件和新技术的重要性日益增加、行业巨头和中国代工厂的崛起:今年全球MEMS产业将突破1亿美元! MEMS产业日趋成熟,新器件不断涌现。
2017年,硅基MEMS器件市场规模达到1亿美元。
由于智能手机和平板电脑的巨大市场需求,MEMS产业发展进入快车道,并将受到增长潜力无限的可穿戴和物联网(IoT)市场的推动。
与此同时,MEMS行业也充满活力。
即使是更加成熟的汽车市场也需要新技术来挑战现有的结构。
一些 MEMS 设备的制造成本仅为数十美分,例如运动传感器,它们正在成为一种廉价商品,就像几年前的温度传感器一样。
成熟的工艺满足了更大的市场容量和多个传感器系统集成的需求,这也促使MEMS制造快速转向下一代晶圆尺寸。
图1 MEMS市场预测 此外,我们认为新兴的MEMS器件正在不断涌现。
虽然气体和化学传感器基于半导体技术,但 MEMS 技术可以进一步减小尺寸和成本,从而开辟新的机遇。
我们相信基于MEMS技术的气体传感器将获得越来越多的应用,特别是在可穿戴和消费电子设备中,例如智能手机和智能眼镜。
再比如,MEMS微镜正在引起光通信市场的关注,比如Calient的快速增长;或者MEMS微镜用于人机交互界面,例如Intel收购Lemoptix。
过去,我们看到过不同市场的领导者,竞争也非常开放。
但这一年让人记忆犹新的是未来 MEMS 巨头罗伯特·博世 (Robert Bosch) 的成长。
去年,在消费市场的推动下,该公司MEMS营收增长20%,达到12亿美元,位居全球第一。
意法半导体的 MEMS 收入目前落后博世 4 亿美元。
与去年相比,全球排名前五的MEMS公司没有变化,总营收为38亿美元,约占全球MEMS市场的三分之一。
博世的主导地位显而易见,其收入约占前五家公司总收入的三分之一。
MEMS 依赖于使用基于半导体的微加工技术来制造设备来取代更复杂、笨重或不灵敏的传感器。
我们的分析表明,未来将有四个趋势将改变MEMS市场格局: * 新兴器件,如气体传感器、微镜和环境组合传感器 * 新应用,如用于位置(高度)传感的压力传感器 *颠覆性技术,包括封装、新材料(如压电薄膜和毫米/12英寸晶圆)* 新设计,包括NEMS(纳米机电系统)和光集成技术MEMS市场洗牌老巨头输给新玩家前十名世界MEMS厂商占据了大部分市场份额,我们将他们分为两类:“进取型巨头”和“苦苦挣扎的巨头”。
“积极进取的玩家”包括博世、InvenSense、Avago 和 Qorvo。
博世值得特别关注,因为它是目前前三十名中唯一一家双市场(汽车和消费电子)MEMS 公司,并且还拥有双研发和量产设施。
“陷入困境的巨头”包括意法半导体、惠普、德州仪器、佳能、楼氏电子、电装和松下。
这些公司目前正在努力寻找有效的增长引擎。
此外,还值得一提的是,Qorvo、英飞凌等一些“小巨人”未来发展成为“巨人”或“巨头”的潜力巨大。
图2 全球前30名MEMS厂商排名 本报告将分析全球前30名MEMS厂商的MEMS业务发展情况,包括MEMS产品线和系统集成产品。
MEMS企业的发展方向:(1)单一MEMS产品线向多元化产品线发展; (2)MEMS产品线向系统集成产品线发展。
博世是迄今为止最成功的例子。
图3 全球前三十名MEMS制造商的产品线定位未来机遇:软件、12英寸晶圆、新检测方法和新兴传感器。
相信12英寸MEMS晶圆制造将成为未来几年的热门话题。
12英寸晶圆制造将影响整个MEMS供应链,包括设计、材料、设备和封装。
目前,推动12英寸晶圆制造的主要原因有两个:(1)技术需求。
例如,具有CMOS层的器件需要更小的特征尺寸,而晶圆尺寸的扩大对应于芯片特征尺寸的减小。
相互促进和促进,晶圆尺寸的每一次增大都会伴随着芯片特征尺寸的减小; (2)经济需求:企业追求不断降低成本、增加产量。
封装已成为许多MEMS公司关注的焦点,但现在软件正在成为MEMS传感器的重要组成部分。
随着传感器的进一步集成,需要处理的数据越来越多,而软件使多种数据的融合成为可能。
随着软件的重要性变得越来越明显,收购不断发生,例如 InvenSense 收购 Movea。
随着NEMS的发展、新型封装技术等因素的影响,新一轮MEMS投资周期开始。
图 4 传感器、封装和软件——将成为整体传感解决方案。
在组合传感器市场持续增长的同时,分立惯性传感器市场依然有亮点。
消费类应用将继续大幅增长,预计出货量将逐年增长。
税率为17%。
但价格下行压力巨大,每年下降约5%,导致市场收入年增长率达13%。
在消费领域,还存在一个有趣的现象:尽管组合传感器得到广泛使用,但分立式加速度计仍在持续增长。
因为可穿戴设备和物联网也将需要大量的分立传感器。
此外,智能手机iPhone 6还采用了博世分立式加速度计。
加速度计+磁力计组合传感器适用于功能手机,因为它们可以使用算法来模拟陀螺仪,从而导致低端手机中的使用量增加。
9轴或10轴组合传感器的增长将由可穿戴设备驱动。
我们还发现了 MEMS 设备的许多其他发展趋势,例如最近工业应用喷墨打印头的爆炸式增长。
MEMS技术正在工业和图形市场取代压电喷墨技术,并在办公领域取代激光打印技术。
我们还相信,智能手机、平板电脑和可穿戴设备中压力传感器的市场每年将超过 5.8 亿美元。
另一个蓬勃发展的市场是消费类 MEMS 麦克风。
医疗、汽车和其他应用仍处于起步阶段。
此外,微镜还具有许多工业用途,例如印刷和成型、激光微加工、光刻、全息数据存储、光谱学、光疗、三维测量、显微镜、头戴式显示器和网络数据中心。
红外微测辐射热计(微测辐射热计)市场持续增长,其中x像素分辨率产品因其良好的“分辨率/成本”比而得到最广泛的应用。
由于汽车和监控市场的需求,它将保持主导地位。
虽然Lepton模块的发布并没有提升FLIR的年度业绩,但它和Seek Thermal(使用雷神红外成像仪)将在未来开辟新的市场。
对于射频应用,体声波 (BAW) 滤波器市场将在未来几年由高端智能手机推动。
今年第三季度,Cavendish Kinetics 发布了一款令人印象深刻的 MEMS 天线调谐开关,满足消费市场的“可靠性/成本”规范。
最后,我们相信基于MEMS技术的化学/气体传感器将成为未来的“明星”产品,并将广泛应用于智能手机和可穿戴设备中。