2015年MEMS产业分析:小器件大市场

2015-05-12 12:46:44来源: 国际电子商情
    新兴MEMS传感器、成本显著降低、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:2020年全球MEMS产业将超过200亿美元!
MEMS产业越来越成熟,新兴器件不断涌现

2014年,硅基MEMS器件的市场规模达到111亿美元。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,后续还有增长潜力无限的可穿戴物联网(IoT)市场驱动。同时,MEMS产业也是高度动态化的,即便是较为成熟的汽车市场,也需要新技术来挑战现有格局。一些MEMS器件的制造成本仅为几十美分,如运动传感器正成为一种廉价商品,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种传感器系统集成的需求,这也促使MEMS制造将快速向下一代晶圆尺寸转移。


图1 2014-2020年MEMS市场预测

此外,我们认为新兴MEMS器件不断涌现。虽然气体和化学传感器是基于半导体技术的,但是MEMS技术可以进一步减小尺寸和降低成本,从而开辟新的机遇。我们相信基于MEMS技术的气体传感器将会获得越来越多的应用, 尤其是可穿戴和消费电子设备,如智能手机和智能眼镜等。另一个例子是,MEMS微镜正吸引来自光通信市场的目光,如凯联特(Calient)实现快速增长;或者MEMS微镜应用于人机交互界面,如英特尔收购Lemoptix。

过去,我们已经看到了不同市场中的领导者,并且竞争也是很开放的。但是2014年令人记忆犹新的是:一个未来的MEMS巨人——罗伯特·博世(Robert Bosch)的成长。去年由于消费市场的带动,该公司的MEMS营收增长20%,达到12亿美元,稳居全球第一位。意法半导体的MEMS营收现在落后博世4亿美元。相比2013年,全球前五大MEMS公司没有改变,合计营收为38亿美元,约占全球MEMS市场的三分之一。博世的霸主地位显而易见,因为它的营收约占前五大公司合计营收的三分之一。

MEMS一直依赖于使用基于半导体的微加工技术来制造器件,以取代更加复杂、笨重或不敏感的传感器。我们的分析表明,未来将有四种趋势改变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,如压力传感器应用于位置(高度)感测

* 颠覆性技术,包括封装、新材料(如压电薄膜和300mm/12寸晶圆)

* 新的设计,包括NEMS(纳机电系统)和光学集成技术

MEMS市场洗牌 老式巨头不敌新晋悍将

全球前十名MEMS厂商占据了大部分市场份额,我们将它们分为两大类:“气势汹汹的悍将”和“苦苦挣扎的巨头”。“气势汹汹的悍将”包括博世、InvenSense、Avago和Qorvo。博世是值得特别注意的,因为它是目前排名前三十名中唯一一家双市场(汽车和消费电子)MEMS公司,并且还具有研发和量产双重设施。“苦苦挣扎的巨头”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一种有效的增长引擎。此外,还值得一提的是一些“小巨人”,如Qorvo和英飞凌(Infineon),将来很有潜力发展为“悍将”或“巨头”。


图2 2014年全球前三十名MEMS厂商排名

本报告会分析全球前三十名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公司发展方向:(1)单个MEMS产品线发展为多元化产品线;(2)MEMS产品线发展为系统集成产品线。到目前为止,博世是最为成功的案例。


图3 2014年全球前三十名MEMS厂商的产品线定位

未来的机会:软件、12寸晶圆、新型检测方法和新兴传感器

我相信12英寸MEMS晶圆制造将在未来几年成为热门主题。12英寸晶圆制造将影响整个MEMS供应链,包括设计、材料、设备和封装等。目前看来,主要有两个原因驱动12英寸晶圆制造:

(1)技术需求,如具有CMOS层的器件希望有较小的特征尺寸,而晶圆尺寸的扩大与芯片特征尺寸的缩小是相应促进和互相推动的,晶圆尺寸每提升一个等级就会伴随着芯片特征尺寸缩小一个等级;

(2)经济需求:企业追求不断地降低成本、增加产量。

封装已经成为众多MEMS公司的焦点,但是现在软件也正成为MEMS传感器的重要组成部分。随着传感器进一步集成,越来越多的数据需要处理,软件使得多种数据融合成为可能。由于软件的重要性日益凸显,所以收购行为不断发生,如InvenSense收购Movea。

随着NEMS、新的封装技术和其它因素的发展,新一轮的MEMS投资周期开始。


图4 传感器、封装和软件 – 将成为一个整体的传感解决方案

虽然组合传感器市场不断增长,但是分立惯性传感器市场仍有亮点

2015-2020年,消费类应用将继续显著增长,预计出货量的年增长率为17%。然而,价格下降压力巨大,每年下跌约5%,因此市场营收的年增长率为13%。在消费领域,还有一个有趣的现象:尽管组合传感器获得广泛应用,但是分立的加速度计仍然保持增长势头。因为可穿戴设备和物联网还将需要大量的分立传感器。此外,智能手机iPhone 6中也使用了一颗博世的分立加速度计。

加速度计+磁力计的组合传感器适用于功能手机,因为他们可以采用算法来模拟陀螺仪,从而使得低端手机中的用量增加。而9轴或10轴组合传感器将受可穿戴设备驱动增长。

我们还发现很多其它MEMS器件的发展趋势,例如工业应用的喷墨打印头近期爆发,MEMS技术正在工业和图形市场取代压电喷墨技术,同时在办公室领域取代激光打印技术。我们也相信,2020年智能手机、平板电脑和可穿戴设备中的压力传感器市场将超过5.8亿美元。另一个飙升的市场是消费类MEMS麦克风。医疗、汽车和其它应用仍然处于起步阶段。此外,微镜也有很多工业用途,如印刷和成形、激光微加工、光刻、全息数据存储、光谱学、光疗、三维测量、显微镜检查、头戴式显示器和网络数据中心等。

红外微测辐射热计(microbolometer)市场继续增长,320 x 240像素分辨率的产品因其良好的“分辨率/成本”率,获得最为广泛的应用。由于汽车和监控市场的需求,它仍将占据主导地位。虽然Lepton模块的发布并未提升FLIR公司的2014年业绩,但是它和Seek Thermal(采用Raytheon红外成像仪)将开启未来全新的市场。

对于射频应用,未来几年,体声波(BAW)滤波器市场将受到高端智能手机的驱动。2014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”的规格需求。

最后,我们认为基于MEMS技术的化学/气体传感器将成为未来的“明星”产品,智能手机和可穿戴设备都将广泛采用。

关键字:2015  MEMS

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0512/article_41888.html
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