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MEMS和传感器产业2022年展望
2022-01-26 19:55:22   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

总体来看,2022年新冠疫情仍将伴随我们,但是,我们相信MEMS和传感器行业将继续增长和繁荣。许多厂商已经关注并利用新冠疫情所带来的应用机遇,特别是由pMUT和印刷及柔性传感器等新兴技术实现的医疗诊断领域。

据麦姆斯咨询介绍,Roger Grace Associates是一家成立于1982年,总部位于美国佛罗里达州那不勒斯的市场咨询公司,专注于为MEMS、传感器和设备行业提供市场研究、战略营销和业务发展服务。Roger Grace Associates总裁Roger H. Grace密切跟踪这个不断增长的MEMS市场超过30年,一直致力于为MEMS和其他先进封装领域的客户提供各种市场和咨询服务,为传感器和电子产业把脉,特别是器件开发和制造领域。

自1998年以来,Roger Grace Associates的系列市场研究专题——MEMS产业商业化成绩单(MEMS Industry Commercialization Report Card),一直在持续跟踪MEMS市场热点,并对前一年的MEMS商业化成果做出重要评估。现在,Roger H. Grace很高兴联合其他产业资深专家,在2022年伊始总结过往并预测MEMS/传感器领域接下来的技术和市场趋势。

这些资深专家来自中国、德国、奥地利以及美国,拥有丰富的产业经验和专业知识,代表了全球MEMS/传感器市场从器件/系统设计、晶圆制造基础设施、行业协会到市场咨询等众多视角。

值得一提的是,我们仍处于新冠病毒疫情(COVID-19)的阵痛期,这些产业资深专家都仔细考量了新冠持续传播所带来的潜在影响。麦姆斯咨询对这些资深专家的见解进行了编译整理,旨在帮助产业从业人员评估各自的业务战略。

Janusz Bryzek博士,MEMS医疗诊断系统制造商Exo Systems执行总裁

Janusz Bryzek博士,MEMS医疗诊断系统制造商Exo Systems执行总裁

过去二十年来,薄膜压电材料的性能显著改善,从而提高了超声波传输效率和接收灵敏度。在此背景下,多种消费类应用开始兴起,包括喷墨打印、手势识别、扬声器、自动对焦模块、指纹识别传感器以及飞行时间(ToF)传感器等。

2022年超声波换能器市场规模预计将达到47亿美元,年增长率约5.1%。该市场技术种类多样,其中最新的是压电MEMS超声波换能器(pMUT),它基于在硅MEMS晶圆上沉积压电层,该工艺保留了传统分立换能器的优点,同时兼具集成优势。

 Exo Imaging超宽带pMUT换能器Cello

Exo Imaging超宽带pMUT换能器Cello™

在我看来,pMUT最有价值的应用在医疗领域,它可以帮助更多人获得丰富的医疗资源。我的公司Exo Imaging将于2022年推出第一台基于pMUT的手持超声成像仪,或将成为医疗保健领域具有转折意义的产品。市场初期将支持约5000万医疗专业人员,随着时间的推移,将覆盖10亿量级的消费者。

MEMS大神Kurt Petersen博士,成功的连续创业者,Silicon Valley Band of Angels成员、天使投资人

MEMS大神Kurt Petersen博士,成功的连续创业者,Silicon Valley Band of Angels成员、天使投资人

仅过去5年内商业化的重要新工艺,就将显著影响下一代革命性MEMS产品的开发。如今,大批量生产的高可靠性压电薄膜(AIN和PZT)已在许多代工厂全面商用。这些材料已经用于麦克风(Vesper)、第一代MEMS扬声器(USound)以及超声波成像仪(Exo和Butterfly Networks)。然而,这还只是创新压电驱动器件的第一波浪潮,它们代表了新型MEMS产品系列。

新的玻璃晶圆生产工艺也将带来变革,甚至可能改变我们对MEMS的定义。超高密度玻璃通孔(TGV)、玻璃-玻璃晶圆级键合以及玻璃晶圆级光学器件现在已经上市。采用TGV和玻璃-玻璃键合,Menlo Micro正在生产最新一代MEMS开关,并且可能会成为第一款真正成功的MEMS开关产品。非常重要的是,这些产品都是玻璃制造,没有硅,这是MEMS技术的重大突破。

Menlo Micro开发的新一代MEMS开关

Menlo Micro开发的新一代MEMS开关

其他在未来几年有望带来巨大影响的新工艺包括超薄衬底(小于50微米),深反应离子蚀刻(DRIE)蚀刻速率现在已超过每分钟50微米,以及SiTime谐振器知名的epi-seal工艺的未来应用。随着MEMS工艺能力的不断提高,现在正是发明新MEMS产品并将其商业化的好时代。

黄向向(Lucy Huang)博士,罕王微电子(Hanking Electronics)首席执行官

黄向向(Lucy Huang)博士,罕王微电子(Hanking Electronics)首席执行官

过去一年,MEMS和IC全球供应链都出现了芯片短缺。这推动了MEMS代工业务的投资和增长。在新冠疫情管控之前,中国的MEMS代工业务已经从4英寸和6英寸MEMS产线以及CMOS表面微加工转向8英寸产线。

面对电容、压阻、磁和压电等多种不同的MEMS工艺,代工厂必须灵活满足广泛的客户要求。金、钪、锆等材料以及与CMOS代工厂不兼容的工艺,都可以在专业MEMS晶圆厂制造。

罕王微电子MEMS芯片一站式解决方案

罕王微电子MEMS芯片一站式解决方案

这种方案使压电、红外传感器和执行器等新技术及材料能够制造用于大批量消费类应用。全球以及中国客户都青睐具有PDK(工艺设计套件)和先进工艺的一站式解决方案,我们罕王微电子能够提供设计、制造和组装服务。我们注意到许多代工客户希望扩大更多中国本土晶圆厂的规模,以满足2022年及以后的区域需求。

Ferruccio Bottoni,MEMS扬声器制造商USound首席执行官

Ferruccio Bottoni,MEMS扬声器制造商USound首席执行官

2022年,新冠疫情预计会继续对传感器和MEMS行业带来双重影响。一方面,由于远程办工和出行限制等日常生活的变化,推动了特定技术在工作和个人生活中的应用。这些应用包括各种可穿戴设备、通信和电信设备、健康管理设备,甚至远程医疗。这将再一次推动那些应用丰富传感器和MEMS技术的产品增长。另一方面,正如2021年我们已经见证的,对于新开发的产品和应用,由于新冠疫情对产品开发和供应链的影响,将对市场导入产生不利影响,为商业化造成额外障碍。

USound面向耳戴式(Hearables)产品的MEMS扬声器

USound面向耳戴式(Hearables)产品的MEMS扬声器

全新的产品和创新将越来越难商业化,而对现有产品做加法或改进,或将迎来繁荣。

Klaus Hecker博士,有机和印刷电子协会(Organic and Printed Electronics Association)常务董事

Klaus Hecker博士,有机和印刷电子协会(Organic and Printed Electronics Association)常务董事

新冠疫情直接或间接打击了柔性和印刷电子行业,该领域2022年的国际供应链预计也无法恢复正常运行。但另一方面,疫情推动了具有各种监测功能的医疗器械的需求增长,提高了人们对柔性和印刷传感器的认识。印刷传感器与智能贴片无缝集成,再结合印刷电池,佩戴起来方便舒适。

这种智能贴片可以监测体温、呼吸和心率,甚至可以监测血氧水平。通过连接移动设备,它们可以实现远程患者监测,减轻医务人员的常规测量工作。这类方案去年已经在多地进行了试点测试,主要的医疗科技公司目前正在产品准备阶段。在拉斯维加斯举办的2022年消费电子展(CES 2022)上,我们已经可以看到印刷传感器及其他器件在医疗和制药行业的角色日益凸显。

印刷电子产品的另一个重要趋势是汽车应用。2021年发布的多款新车型中,我们注意到许多内嵌印刷触摸传感器的车内控制按键,传统机械开关正被薄而轻的注塑电子产品所取代。例如,最新的案例包括大众(Volkswagen)ID系列车型以及宝马(BMW)iX系列车型上的开关按键及人机界面(HMI)。

宝马(BMW)iX系列车型中央扶手触控面板

宝马(BMW)iX系列车型中央扶手触控面板

Roger H. Grace,MEMS/传感器市场咨询公司Roger Grace Associates总裁

Roger H. Grace,MEMS/传感器市场咨询公司Roger Grace Associates总裁

从市场规模/增长的角度来看,据一些跟踪MEMS/传感器市场的研究机构预测,未来几年的年增长率可达10%。我相信,多个应用领域将引领这一增长,包括物联网、e健康、可穿戴设备(特别是印刷/柔性传感器)以及汽车等。

汽车传感器市场将受益于每辆车需要更多的传感器、自动驾驶汽车以及电动汽车的发展。我们还关注到环境监测、农业和智慧家居领域的传感器应用增长。

从市场/营销策略的角度来看,我认为新冠疫情会持续到2022年中旬,将对2022年及近期的贸易展会带来显著的负面影响。2022年1月的消费电子展(CES 2022)是美国贸易展的重头戏,其参加人数为40000人,而这一数字在2020年为170000人。2021年9月举办的Sensors Converge接待了大约2000名与会者,往年通常为6000人。

2021年,我参加了多场线上虚拟和线上/线下结合的展会或研讨会,我相信2022年这类活动仍将在MEMS/传感器公司的营销策略中发挥重要作用。我预计许多会议都将以线上线下结合的模式举办,或者重新安排到2022年晚些时候。此外,社交媒体在2021年证明了它们的价值和高效,预计将在这些厂商的市场/营销策略中扮演越来越重要的角色。

结语

总体来看,2022年新冠疫情仍将伴随我们,但是,我和以上资深专家都仍然充满希望,相信MEMS/传感器行业将继续增长和繁荣。尽管存在预期的挑战,例如供应链、劳动力供应和营销工具(包括展会等)等负面影响,但在2021年涌现了新的技术和应用以及替代的营销方案,它们将继续推动MEMS/传感器产业向前发展,并以超过预期的速度增长,2022年全球MEMS/传感器市场营收预计将再创新高。

许多厂商已经关注并利用新冠疫情所带来的应用机遇,特别是由pMUT和印刷/柔性传感器等新兴技术实现的医疗诊断领域。我预计这一趋势将持续到2022年。

对MEMS/传感器产业来说,最好的发展策略是充满信心地坚守方向,继续保持韧劲,拥抱2021期间成功应用的策略,并利用吸取的经验教训进行微调,以适应预期不断变化的2022年市场新常态。

延伸阅读:

《印刷和柔性传感器技术及市场-2021版》

《新兴图像传感器技术、应用及市场-2021版》

《自动驾驶汽车、机器人出租车及其传感器-2021版》

《触觉技术及市场-2021版》

《可穿戴技术及市场-2021版》

《传感器技术和市场趋势-2020版》 

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