MEMS：微電子又一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)正在爆發(fā)

據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Development的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2011年世界微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical systems，MEMS)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了102億美元，比2010年增長(zhǎng)19%，這一增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超同年1.8%的世界半導(dǎo)體總體營(yíng)收增幅和4%的世界Fabless銷(xiāo)售額漲幅。

MEMS發(fā)展歷史雖然已有數(shù)十年的時(shí)間，但近年來(lái)隨著智能手機(jī)、汽車(chē)電子、醫(yī)療電子、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)陀螺儀、射頻(RF)MEMS元件、MEMS麥克風(fēng)等MEMS元件產(chǎn)品的需求量將會(huì)持續(xù)攀升，推動(dòng)MEMS產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。

移動(dòng)終端MEMS需求占主流

2011年，世界消費(fèi)與移動(dòng)用MEMS市場(chǎng)的總體銷(xiāo)售規(guī)模為22億美元，占全球MEMS市場(chǎng)需求總額的21.6%。應(yīng)用最多的產(chǎn)品是MEMS陀螺儀，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了6.554億美元。

據(jù)IHS iSuppli資料，世界消費(fèi)與移動(dòng)領(lǐng)域用MEMS市場(chǎng)是最大的一塊需求市場(chǎng)，主要應(yīng)用產(chǎn)品是智能手機(jī)和平板電腦。2011年，世界消費(fèi)與移動(dòng)用MEMS市場(chǎng)的總體銷(xiāo)售規(guī)模為22億美元，占全球MEMS市場(chǎng)需求總額的21.6%。其中應(yīng)用最多的產(chǎn)品是MEMS陀螺儀，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了6.554億美元，比2010年的3.945億美元增長(zhǎng)66%，其次是MEMS加速度計(jì)。

據(jù)IHS iSuppli資料，2011年十大供應(yīng)商合計(jì)的總營(yíng)業(yè)收入為18.786億美元，比2010年的14億美元增長(zhǎng)了34.2%。排名第一的ST公司主要受益于蘋(píng)果公司的訂單，其MEMS營(yíng)業(yè)收入為6.387億美元，比2010年的3.533億美元增長(zhǎng)80.8%，占世界市場(chǎng)份額比例為6.3%。

另?yè)?jù)Juniper Research的資料，目前手機(jī)用MEMS產(chǎn)品主要包括MEMS加速器、MEMS磁力計(jì)、MEMS陀螺儀、MEMS顯示器、RF MEMS、MEMS壓力傳感器和MEMS麥克等，這些產(chǎn)品目前才剛剛開(kāi)始應(yīng)用，今后將會(huì)有更多的MEMS產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)，如MEMS操縱桿、MEMS溫度和濕度傳感器、MEMS硅揚(yáng)聲器及MEMS微型投影儀等，未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)前景廣闊。

Juniper Research分析師Nitin Bhas說(shuō)，“移動(dòng)設(shè)備正朝包括基于位置與導(dǎo)航服務(wù)的多性能方向發(fā)展，而MEMS傳感器有助于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)品的差異化。隨著時(shí)間的推移，智能手機(jī)和平板電腦的很多附加功能將會(huì)實(shí)現(xiàn)。”

Juniper預(yù)計(jì)2011～2016年用于移動(dòng)消費(fèi)電子設(shè)備中的傳感器、音響、顯示器和RF MEMS器件市場(chǎng)的年平均增長(zhǎng)速度將大于22%，到2016年的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)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(gè)MEMS麥克風(fēng)的集成，這將會(huì)進(jìn)一步刺激MEMS麥克風(fēng)的需求，預(yù)計(jì)2016年應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備、高品質(zhì)音響產(chǎn)品中的MEMS麥克風(fēng)數(shù)量將會(huì)超過(guò)20億個(gè)。另外，RF MEMS也將會(huì)在大多數(shù)移動(dòng)產(chǎn)品中獲得廣泛應(yīng)用。

IHS iSuppli預(yù)計(jì)，到2015年陀螺儀的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)11億美元，MEMS加速度計(jì)的市場(chǎng)需求規(guī)?？蛇_(dá)到7.05億美元。

汽車(chē)MEMS年均增長(zhǎng)8.5%

IHS iSuppli預(yù)計(jì)，到2015年，汽車(chē)領(lǐng)域MEMS需求規(guī)模將達(dá)到28.6億美元，年均增長(zhǎng)率8.5%。2011年我國(guó)汽車(chē)用MEMS的市場(chǎng)需求額是1.943億美元，2010～2015年間的復(fù)合年度增長(zhǎng)率為14.8%。

據(jù)IHS iSuppli的MEMS報(bào)告，2011年汽車(chē)用MEMS銷(xiāo)售額達(dá)到22億美元，比2010年的19億美元增長(zhǎng)16%。盡管這一增長(zhǎng)速度低于2010年28%的增速，但2011和2010年增長(zhǎng)率均高于MEMS行業(yè)平均增速和上次衰退前7%～9%的增長(zhǎng)速度。

目前，汽車(chē)用MEMS產(chǎn)品主要有壓力傳感器、加速計(jì)、陀螺儀和流量傳感器等四大類(lèi)數(shù)十個(gè)品種。主要用于提高安全性、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和可靠性。主要生產(chǎn)商有博世、Sensata、Analog Devices、VTI、飛思卡爾、Continental、TRW和意法半導(dǎo)體等。

雖然汽車(chē)產(chǎn)量增長(zhǎng)平穩(wěn)，但隨著汽車(chē)信息化水平和車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益廣泛，MEMS占整車(chē)的成本比例會(huì)隨汽車(chē)信息化水平的提高進(jìn)一步提高，且隨著各國(guó)對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視，MEMS在汽車(chē)中的應(yīng)用范圍和使用數(shù)量的增長(zhǎng)將快于整車(chē)的產(chǎn)量增長(zhǎng)。

IHS iSuppli預(yù)計(jì)，到2015年，汽車(chē)領(lǐng)域MEMS需求規(guī)模將達(dá)到28.6億美元，年均增長(zhǎng)率8.5%。另?yè)?jù)國(guó)際汽車(chē)制造商協(xié)會(huì)OICA統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2011年全球汽車(chē)產(chǎn)量8010萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)3%，今后幾年內(nèi)仍然可以維持這一增長(zhǎng)速度。

我國(guó)將成為推動(dòng)汽車(chē)MEMS增長(zhǎng)的重要力量。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2011年，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到1840萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2015年產(chǎn)量將達(dá)到3000萬(wàn)輛，年均增長(zhǎng)率為13%左右;到2020年汽車(chē)產(chǎn)量可達(dá)4000萬(wàn)輛，2015～2020年間的年均增長(zhǎng)率為6%左右。汽車(chē)產(chǎn)量的增長(zhǎng)高于世界平均水平，但目前國(guó)產(chǎn)汽車(chē)上MEMS的應(yīng)用比例低于美國(guó)、日本和歐洲的汽車(chē)MEMS比例。

2011年我國(guó)汽車(chē)用MEMS的市場(chǎng)需求額是1.943億美元，市場(chǎng)總額雖然偏小，但2010～2015年間的復(fù)合年度增長(zhǎng)率為14.8%，高于9.0%的世界平均水平。預(yù)計(jì)2015年中國(guó)汽車(chē)MEMS銷(xiāo)售額將增長(zhǎng)到3.879億美元。

隨著我國(guó)國(guó)四、國(guó)五等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的推廣實(shí)施，將推動(dòng)汽車(chē)MEMS傳感器、燃料高壓監(jiān)測(cè)器等應(yīng)用需求，使汽車(chē)MEMS產(chǎn)品進(jìn)入快速增長(zhǎng)時(shí)期。

高價(jià)值MEMS主打醫(yī)療生物領(lǐng)域

醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域的MEMS市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，2011年高價(jià)值MEMS市場(chǎng)需求額19億美元，需求數(shù)量約1.2億顆。iSuppli預(yù)計(jì)今后5年高價(jià)值MEMS市場(chǎng)將以20%左右的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)。

醫(yī)療電子及醫(yī)療儀器等領(lǐng)域需求的高價(jià)值MEMS市場(chǎng)，會(huì)隨著全球暖化與人口高齡化等因素影響，不僅近年來(lái)獲得快速發(fā)展，將來(lái)還會(huì)獲得更加強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。

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(shù)儀器、醫(yī)療機(jī)器、仿生眼、智能假肢、血糖儀、數(shù)字血壓計(jì)、血?dú)夥治鰞x、數(shù)字脈搏和心率監(jiān)視器、數(shù)字溫度計(jì)、懷孕測(cè)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(shù)越來(lái)越復(fù)雜，為了確保包括醫(yī)護(hù)人員、病患本人以及最重要的家庭用戶(hù)在內(nèi)的每個(gè)人都能安全有效地使用這些產(chǎn)品，對(duì)這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高，并且其中許多要求可能存在沖突。對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，所有這一切則意味著要在給定空間上實(shí)現(xiàn)更多的功能，同時(shí)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(jī)制到整機(jī)產(chǎn)品的系統(tǒng)特性，以實(shí)現(xiàn)將生命體的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)化為對(duì)醫(yī)療保健有用的電信號(hào)。

在醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域，MEMS技術(shù)的目標(biāo)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(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)，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(dòng)化、智能化和可靠性水平。MEMS技術(shù)開(kāi)辟了一個(gè)全新醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)。

以英國(guó)為基地開(kāi)展納米技術(shù)研發(fā)的英國(guó)Innos，作為從英國(guó)貿(mào)易工業(yè)部(DTI)取得資金援助的聯(lián)盟一員，將開(kāi)展在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用MEMS發(fā)電機(jī)的相關(guān)研究。該組織的研究項(xiàng)目是Self-Energizing Implantable Medical Micro Systems(SIMM)，時(shí)間為兩年。將開(kāi)發(fā)、試制可從人體內(nèi)部及外部的運(yùn)動(dòng)中獲取能量的元件。

Innos將采用英國(guó)Perpetuum提供的振動(dòng)能量捕獲式微型發(fā)電機(jī)，進(jìn)行基于硅的開(kāi)發(fā)及元件加工，并向英國(guó)Finsbury Orthopaedics提供樣機(jī)以進(jìn)行綜合測(cè)試。英國(guó)InVivo Technology已經(jīng)證實(shí)了能量捕獲裝置的臨床兼容性和臨床可行性。英國(guó)Odstock Medical將在功能性電刺激(FES)市場(chǎng)采用此技術(shù)。該項(xiàng)目的主導(dǎo)方——加拿大卓聯(lián)半導(dǎo)體(Zarlink Semiconductor)將提供尖端微型封裝技術(shù)。

醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域的MEMS市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，2011年高價(jià)值MEMS市場(chǎng)需求額19億美元，需求數(shù)量約1.2億顆。iSuppli預(yù)計(jì)今后5年高價(jià)值MEMS市場(chǎng)將以20%左右的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)。Yole預(yù)測(cè)，到2016年，生物和醫(yī)療電子領(lǐng)域用MEMS將占全球市場(chǎng)總需求的24%。