《MEMS产业现状-2017版》
2017-06-25 16:53:30   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

各种基于半导体技术的传感器和执行器是未来智能系统的关键要素。这些传感器和执行器包括MEMS、成像传感器、磁传感器、化学传感器、生物传感器、光学传感器、射频(RF)器件等。我们预计,MEMS和传感器市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元。

STATUS OF THE MEMS INDUSTRY 2017

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2017~2022年MEMS市场的复合年增长率约为14%,MEMS仍然是传感器产业的支柱!

MEMS和传感器的新兴市场前景

我们已经步入一个新时代:MEMS和CMOS传感器,再加上数据处理能力的提升,带来令人兴奋的新兴应用,如增强现实和虚拟现实(AR和VR)、自动/无人驾驶、3D成像和传感、5G通信等。

各种基于半导体技术的传感器和执行器是未来智能系统的关键要素。这些传感器和执行器包括MEMS、成像传感器、磁传感器、化学传感器、生物传感器、光学传感器、射频(RF)器件等。我们预计,MEMS和传感器市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元,复合年增长率(CAGR)为12%。从出货量来看,传感器和执行器(包括声表面波(SAW)和体声波(BAW)滤波器、振荡器、喷墨头、微镜、微流控器件等)将从2016年的650亿颗增长至2021年的1380亿颗。

2015~2021年MEMS和传感器市场规模

2015~2021年MEMS和传感器市场规模

在上述蓬勃发展的市场中,MEMS技术仍然处于产业支柱地位:MEMS占据2016年全球传感器和执行器市场的30%份额,并将以14%的复合年增长率成长。多种MEMS器件,如射频MEMS、振荡器、硅基微流控和环境监测MEMS,将有比较乐观的增长。

压电MEMS也正在蓄势待发。事实上,压电薄膜在制造和应用方面都具有新的优点,如应用于更小、更低功耗的喷墨头,以提升分辨率和提供更好的墨滴尺寸控制。锆钛酸铅(PZT)压电薄膜目前是压电喷墨头工艺的首选材料。像意法半导体(ST)和罗姆(ROHM)等领先的代工厂也提供新的代工服务,如PZT指纹传感器。高通(Qualcomm)也已经将PZT薄膜作为生产压电MEMS指纹传感器的选择之一。

基于压电技术的创新MEMS器件正在发展之中。例如智动全球(GlobalMEMS)推出锆钛酸铅(PZT)压电MEMS麦克风、Vesper推出氮化铝(AlN)压电MEMS麦克风,这些创新的麦克风能够经受水、尘和颗粒物污染,为智能手机、可穿戴、物联网设备提供极高的性能和丰富的声学体验。类似地,USound推出了锆钛酸铅(PZT)压电MEMS扬声器,具有低功耗、大批量生产、低成本等优势,并且很可能颠覆传统的扬声器产业。

但是,MEMS不是唯一的传感技术。越来越多的需求来自于光学传感器,如3D成像和传感领域的飞行时间(ToF)传感器和激光雷达等。过去几十年,3D成像和传感仅在高端市场中应用,如医疗、工业和国防等。不过,3D成像和传感器件的出货量将在2017年起飞,逐步进入智能手机中。展望未来,这些光学传感器也将在计算机、可穿戴设备和汽车中获得广泛应用。

射频MEMS、振荡器、微流控和气体传感器成为新的增长驱动力

射频(RF)MEMS(包括BAW滤波器和开关)正处于爆发性增长态势之中,如下图所示,预计2022年射频MEMS市场规模约为100亿美元。BAW滤波器、双工器和多工器占据绝大部分的射频MEMS市场份额。如今,部署和接入3G、4G和5G网络加速了智能手机的发展,使得人们享受了更多的网络服务。高品质的视频下载和上传是对增强带宽和峰值数据速率的“无限”驱动。因此,这给手机射频前端架构、设计和制造带来了巨大的挑战,同时也为射频MEMS市场创造了机遇。

2017~2022年不同MEMS器件的复合年增长率及市场规模

2017~2022年不同MEMS器件的复合年增长率及市场规模

MEMS天线调谐器的市场发展主要由Cavendish Kinetics公司驱动,其第一代射频MEMS开关产品已经批量生产了。这些产品是基于射频MEMS的数字可变电容器,可用于智能手机的天线调谐,以最大限度地提高信号强度、数据速率和电池寿命。Cavendish Kinetics公司已经斩获了40多项智能手机设计大奖,其中包括三星2016版Galaxy A8。预计射频MEMS开关市场将于2019年起飞,并在高端天线开关市场中起步。

MEMS振荡器和谐振器的出货量将于2022年超过十亿颗,这主要归因于其在时钟市场中的渗透率提升。该领域主要有两家厂商:领导者SiTime(现属于MegaChips)和锲而不舍者Discera(现属于Microchip)。由于MEMS时钟器件具有良好的动态性能、小尺寸和低功耗等优点,已经获得广泛应用,尤其是物联网设备。

硅基微流控是另一类具有高增长率的MEMS器件,2017~2022年的复合年增长率高达20%。下一代DNA测序正在推动硅基微流控的医疗应用。新系列Ion Torrent硅基DNA测序芯片已经进入市场。基于该芯片的测序仪不需要光学系统,直接将化学信号转换为数字信号,是非常适合扩增子测序的革命性技术。Illumina公布了2018年的Firefly半导体测序系统规划,Firefly本质上是一个带有纳米孔的半导体传感器。纳米孔嵌入光电二极管中,让DNA沉积,簇生成和测序都在半导体芯片上直接发生。其它相关公司还包括Nabsys、Genapsys、Pacifc Biosciences和Oxford Nanopore。

环境监测MEMS(包括气体传感器和化学传感器)未来五年的复合年增长率为16%。随着空气质量日益成为全球人类的健康问题,集成气体传感器的可穿戴设备和物联网设备越来越多,环境监测传感器市场具有光明的未来。

一切看起来很美好,但问题在哪呢?

MEMS和传感器市场正在迅速增长,新兴的应用也接踵而至。然而,绝大多数MEMS公司和MEMS代工厂还在挣扎中成长,但射频MEMS公司却是一个例外,如Broadcom和Qorvo正经历甜蜜的成长期。智能手机已经成为MEMS需求最高的应用领域。下一阶段,机器人、自动驾驶汽车,以及智能化驱动的产业将会来临,有望继续扩大MEMS市场。

对于MEMS厂商来说,消费类市场极具挑战性。虽然出货量仍然在增长,但是该市场的竞争越来越残酷。因为MEMS公司为了获得更多的市场份额,进入了激烈的价格战,导致利润下滑严重。

全球领先的MEMS公司市场份额变化情况

全球领先的MEMS公司市场份额变化情况

未来,MEMS厂商之间的差异将取决于传感器的功能性和智能化,如通过在封装级别集成更多的功能来提升产品价值。例如在MEMS麦克风领域,楼氏电子(Knowles)推出了新款智能麦克风IA-610,它将一颗全球领先的MEMS麦克风和一颗最先进的开放式数字信号处理器(DSP)整合在一个超微型封装中。这款IA-610智能麦克风提供了一个开放式的DSP平台,使OEM厂商和第三方软件开发商能够开发出定制化的先进功能,或利用楼氏电子产业领先的软件和算法提供一套完整的解决方案。

报告涉及公司:AAC, AKM, Alps Electric, Amphenol, AMS, Analog Devices, Apple, Asia Pacifc Microsystems, Boehringer Ingelheim Microparts, Bosch, Broadcom, Canon, Colibrys, Cyrrus Logic, Denso, DRS, Epcos, Epson, First Sensor Technology, Flir Systems, Formfactor, Fujiflm Dimatix, Funai, Gettop, Globalfoundries, Goertek, Hewlett Packard, Hitachi Automotive, Honeywell, IMT, Infneon Technologies, Kistler, Knowles Electronics, Kulite, Maxim, Mcube, Meggitt Sensing Systems, Melexis, Memjet, Memscap, Memsensing, Memsic, Micralyne, Microvision, Murata, NXP, Omnivision, Omron, On Semi, Panasonic, Qorvo, Qualcomm, Raytheon, Rohm, Samsung, SCD, SDI, Semefab, Sensata, Sensirion, Sensonor, Si Time, Silex Microsystems, Silicon Sensing Systems, Smic, Sony, Stmicroelectronics, TDK, TE, Teledyne Dalsa, Texas Instruments, Tower Jazz, Tsmc, Ulis, Umc, Utc Aerospace System, X Fab, Yamaha...

报告目录:

Introduction, defnitions and methodology

What’s new

What we got right, what we got wrong

The 200+ MEMS applications tracked by Yole

Report objectives

Who should be interested by this report

Companies cited in this report

Methodology and defnitions

Executive summary

Global MEMS, sensors and actuators market

MEMS markets 2016-2022

MEMS players

MEMS fnancial analysis

MEMS in China

MEMS devices analysis
> Inkjet Heads
> Pressure
> Microphones
> Inertial
> Optical MEMS
> Infrared
> Microfluidics
> RF MEMS and oscillators
> Environment MEMS
> Future MEMS

MEMS applications analysis
> Consumer
> Automotive
> Defense and aeronautics
> Medical
> Industrial and telecom

Conclusions

Appendix
> 2016 vs. 2017 MEMS forecasts
> List of MEMS companies in China

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