MEMS發(fā)展歷史雖然已有數(shù)十年的時間,但近年來隨著智能手機、汽車電子、醫(yī)療電子、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對陀螺儀、射頻(RF)MEMS元件、MEMS麥克風等MEMS元件產(chǎn)品的需求量將會持續(xù)攀升,推動MEMS產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展階段。
移動終端MEMS需求占主流
2011年,世界消費與移動用MEMS市場的總體銷售規(guī)模為22億美元,占全球MEMS市場需求總額的21.6%。應用最多的產(chǎn)品是MEMS陀螺儀,市場規(guī)模達到了6.554億美元。
據(jù)IHSiSuppli資料,世界消費與移動領域用MEMS市場是最大的一塊需求市場,主要應用產(chǎn)品是智能手機和平板電腦。2011年,世界消費與移動用MEMS市場的總體銷售規(guī)模為22億美元,占全球MEMS市場需求總額的21.6%。其中應用最多的產(chǎn)品是MEMS陀螺儀,市場規(guī)模達到了6.554億美元,比2010年的3.945億美元增長66%,其次是MEMS加速度計。
據(jù)IHSiSuppli資料,2011年十大供應商合計的總營業(yè)收入為18.786億美元,比2010年的14億美元增長了34.2%。排名第一的ST公司主要受益于蘋果公司的訂單,其MEMS營業(yè)收入為6.387億美元,比2010年的3.533億美元增長80.8%,占世界市場份額比例為6.3%。
另據(jù)JuniperResearch的資料,目前手機用MEMS產(chǎn)品主要包括MEMS加速器、MEMS磁力計、MEMS陀螺儀、MEMS顯示器、RFMEMS、MEMS壓力傳感器和MEMS麥克等,這些產(chǎn)品目前才剛剛開始應用,今后將會有更多的MEMS產(chǎn)品被開發(fā),如MEMS操縱桿、MEMS溫度和濕度傳感器、MEMS硅揚聲器及MEMS微型投影儀等,未來市場增長前景廣闊。
JuniperResearch分析師NitinBhas說,“移動設備正朝包括基于位置與導航服務的多性能方向發(fā)展,而MEMS傳感器有助于實現(xiàn)移動設備產(chǎn)品的差異化。隨著時間的推移,智能手機和平板電腦的很多附加功能將會實現(xiàn)。”
Juniper預計2011~2016年用于移動消費電子設備中的傳感器、音響、顯示器和RFMEMS器件市場的年平均增長速度將大于22%,到2016年的市場規(guī)模將超過60億美元。在音響產(chǎn)品中,由于高品質(zhì)的音頻輸入需要多個MEMS麥克風的集成,這將會進一步刺激MEMS麥克風的需求,預計2016年應用在移動設備、高品質(zhì)音響產(chǎn)品中的MEMS麥克風數(shù)量將會超過20億個。另外,RFMEMS也將會在大多數(shù)移動產(chǎn)品中獲得廣泛應用。
IHSiSuppli預計,到2015年陀螺儀的市場規(guī)模將達11億美元,MEMS加速度計的市場需求規(guī)??蛇_到7.05億美元。
汽車MEMS年均增長8.5%
IHSiSuppli預計,到2015年,汽車領域MEMS需求規(guī)模將達到28.6億美元,年均增長率8.5%。2011年我國汽車用MEMS的市場需求額是1.943億美元,2010~2015年間的復合年度增長率為14.8%。
據(jù)IHSiSuppli的MEMS報告,2011年汽車用MEMS銷售額達到22億美元,比2010年的19億美元增長16%。盡管這一增長速度低于2010年28%的增速,但2011和2010年增長率均高于MEMS行業(yè)平均增速和上次衰退前7%~9%的增長速度。
目前,汽車用MEMS產(chǎn)品主要有壓力傳感器、加速計、陀螺儀和流量傳感器等四大類數(shù)十個品種。主要用于提高安全性、系統(tǒng)運行穩(wěn)定和可靠性。主要生產(chǎn)商有博世、Sensata、AnalogDevices、VTI、飛思卡爾、Continental、TRW和意法半導體等。
雖然汽車產(chǎn)量增長平穩(wěn),但隨著汽車信息化水平和車聯(lián)網(wǎng)應用的日益廣泛,MEMS占整車的成本比例會隨汽車信息化水平的提高進一步提高,且隨著各國對環(huán)保越來越重視,MEMS在汽車中的應用范圍和使用數(shù)量的增長將快于整車的產(chǎn)量增長。
IHSiSuppli預計,到2015年,汽車領域MEMS需求規(guī)模將達到28.6億美元,年均增長率8.5%。另據(jù)國際汽車制造商協(xié)會OICA統(tǒng)計的數(shù)據(jù),2011年全球汽車產(chǎn)量8010萬輛,同比增長3%,今后幾年內(nèi)仍然可以維持這一增長速度。
我國將成為推動汽車MEMS增長的重要力量。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),2011年,我國汽車產(chǎn)量達到1840萬輛,預計2015年產(chǎn)量將達到3000萬輛,年均增長率為13%左右;到2020年汽車產(chǎn)量可達4000萬輛,2015~2020年間的年均增長率為6%左右。汽車產(chǎn)量的增長高于世界平均水平,但目前國產(chǎn)汽車上MEMS的應用比例低于美國、日本和歐洲的汽車MEMS比例。
2011年我國汽車用MEMS的市場需求額是1.943億美元,市場總額雖然偏小,但2010~2015年間的復合年度增長率為14.8%,高于9.0%的世界平均水平。預計2015年中國汽車MEMS銷售額將增長到3.879億美元。
隨著我國國四、國五等環(huán)保標準的推廣實施,將推動汽車MEMS傳感器、燃料高壓監(jiān)測器等應用需求,使汽車MEMS產(chǎn)品進入快速增長時期。
高價值MEMS主打醫(yī)療生物領域
醫(yī)療電子應用領域的MEMS市場正在快速增長,2011年高價值MEMS市場需求額19億美元,需求數(shù)量約1.2億顆。iSuppli預計今后5年高價值MEMS市場將以20%左右的年復合成長率(CAGR)增長。
醫(yī)療電子及醫(yī)療儀器等領域需求的高價值MEMS市場,會隨著全球暖化與人口高齡化等因素影響,不僅近年來獲得快速發(fā)展,將來還會獲得更加強勁的增長。
MEMS可用于許多生物和醫(yī)療電子產(chǎn)品中,如心臟起搏器、精密手術儀器、醫(yī)療機器、仿生眼、智能假肢、血糖儀、數(shù)字血壓計、血氣分析儀、數(shù)字脈搏和心率監(jiān)視器、數(shù)字溫度計、懷孕測試儀、透皮給藥系統(tǒng)、透析系統(tǒng)和氧濃縮器等。許多醫(yī)療電子產(chǎn)品使用的技術越來越復雜,為了確保包括醫(yī)護人員、病患本人以及最重要的家庭用戶在內(nèi)的每個人都能安全有效地使用這些產(chǎn)品,對這些產(chǎn)品的設計要求越來越高,并且其中許多要求可能存在沖突。對于設計師來說,所有這一切則意味著要在給定空間上實現(xiàn)更多的功能,同時盡可能地降低功率,都需要用到高性能、高可靠的MEMS傳感器,從傳感器機制到整機產(chǎn)品的系統(tǒng)特性,以實現(xiàn)將生命體的運動檢測轉(zhuǎn)化為對醫(yī)療保健有用的電信號。
在醫(yī)療電子應用領域,MEMS技術的目標是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起,組成具有多功能的微型系統(tǒng),這樣不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成大尺寸機電系統(tǒng)所不能完成的任務,也可以嵌入大尺寸系統(tǒng)中,從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。MEMS技術開辟了一個全新醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)。[!--empirenews.page--]
以英國為基地開展納米技術研發(fā)的英國Innos,作為從英國貿(mào)易工業(yè)部(DTI)取得資金援助的聯(lián)盟一員,將開展在醫(yī)療領域應用MEMS發(fā)電機的相關研究。該組織的研究項目是Self-EnergizingImplantableMedicalMicroSystems(SIMM),時間為兩年。將開發(fā)、試制可從人體內(nèi)部及外部的運動中獲取能量的元件。
Innos將采用英國Perpetuum提供的振動能量捕獲式微型發(fā)電機,進行基于硅的開發(fā)及元件加工,并向英國FinsburyOrthopaedics提供樣機以進行綜合測試。英國InVivoTechnology已經(jīng)證實了能量捕獲裝置的臨床兼容性和臨床可行性。英國OdstockMedical將在功能性電刺激(FES)市場采用此技術。該項目的主導方——加拿大卓聯(lián)半導體(ZarlinkSemiconductor)將提供尖端微型封裝技術。
醫(yī)療電子應用領域的MEMS市場正在快速增長,2011年高價值MEMS市場需求額19億美元,需求數(shù)量約1.2億顆。iSuppli預計今后5年高價值MEMS市場將以20%左右的年復合成長率(CAGR)增長。Yole預測,到2016年,生物和醫(yī)療電子領域用MEMS將占全球市場總需求的24%。