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MEMS:微电子又一个增长点正在爆发

中国电子报?? 2012年05月30日 ?? 收藏0
  据市场研究机构Yole Development的最新统计数据,2011年世界微机电系统(Micro Electro Mechanical systems,MEMS)市场规模达到了102亿美元,比2010年增长19%,这一增长速度远超同年1.8%的世界半导体总体营收增幅和4%的世界Fabless销售额涨幅。

MEMS发展历史虽然已有数十年的时间,但近年来随着智能手机、汽车电子、医疗电子、物联网等产业的快速发展,对陀螺仪、射频(RF)MEMS元件、MEMS麦克风等MEMS元件产品的需求量将会持续攀升,推动MEMS产业进入快速发展阶段。

移动终端MEMS需求占主流

2011年,世界消费与移动用MEMS市场的总体销售规模为22亿美元,占全球MEMS市场需求总额的21.6%。应用最多的产品是MEMS陀螺仪,市场规模达到了6.554亿美元。

据IHS iSuppli资料,世界消费与移动领域用MEMS市场是最大的一块需求市场,主要应用产品是智能手机和平板电脑。2011年,世界消费与移动用MEMS市场的总体销售规模为22亿美元,占全球MEMS市场需求总额的21.6%。其中应用最多的产品是MEMS陀螺仪,市场规模达到了6.554亿美元,比2010年的3.945亿美元增长66%,其次是MEMS加速度计。

据IHS iSuppli资料,2011年十大供应商合计的总营业收入为18.786亿美元,比2010年的14亿美元增长了34.2%。排名第一的ST公司主要受益于苹果公司的订单,其MEMS营业收入为6.387亿美元,比2010年的3.533亿美元增长80.8%,占世界市场份额比例为6.3%。

另据Juniper Research的资料,目前手机用MEMS产品主要包括MEMS加速器、MEMS磁力计、MEMS陀螺仪、MEMS显示器、RF MEMS、MEMS压力传感器和MEMS麦克等,这些产品目前才刚刚开始应用,今后将会有更多的MEMS产品被开发,如MEMS操纵杆、MEMS温度和湿度传感器、MEMS硅扬声器及MEMS微型投影仪等,未来市场增长前景广阔。

Juniper Research分析师Nitin Bhas说,“移动设备正朝包括基于位置与导航服务的多性能方向发展,而MEMS传感器有助于实现移动设备产品的差异化。随着时间的推移,智能手机和平板电脑的很多附加功能将会实现。”

Juniper预计2011~2016年用于移动消费电子设备中的传感器、音响、显示器和RF MEMS器件市场的年平均增长速度将大于22%,到2016年的市场规模将超过60亿美元。在音响产品中,由于高品质的音频输入需要多个MEMS麦克风的集成,这将会进一步刺激MEMS麦克风的需求,预计2016年应用在移动设备、高品质音响产品中的MEMS麦克风数量将会超过20亿个。另外,RF MEMS也将会在大多数移动产品中获得广泛应用。

IHS iSuppli预计,到2015年陀螺仪的市场规模将达11亿美元,MEMS加速度计的市场需求规模可达到7.05亿美元。

汽车MEMS年均增长8.5%

IHS iSuppli预计,到2015年,汽车领域MEMS需求规模将达到28.6亿美元,年均增长率8.5%。2011年我国汽车用MEMS的市场需求额是1.943亿美元,2010~2015年间的复合年度增长率为14.8%。

据IHS iSuppli的MEMS报告,2011年汽车用MEMS销售额达到22亿美元,比2010年的19亿美元增长16%。尽管这一增长速度低于2010年28%的增速,但2011和2010年增长率均高于MEMS行业平均增速和上次衰退前7%~9%的增长速度。

目前,汽车用MEMS产品主要有压力传感器、加速计、陀螺仪和流量传感器等四大类数十个品种。主要用于提高安全性、系统运行稳定和可靠性。主要生产商有博世、Sensata、Analog Devices、VTI、飞思卡尔、Continental、TRW和意法半导体等。

虽然汽车产量增长平稳,但随着汽车信息化水平和车联网应用的日益广泛,MEMS占整车的成本比例会随汽车信息化水平的提高进一步提高,且随着各国对环保越来越重视,MEMS在汽车中的应用范围和使用数量的增长将快于整车的产量增长。

IHS iSuppli预计,到2015年,汽车领域MEMS需求规模将达到28.6亿美元,年均增长率8.5%。另据国际汽车制造商协会OICA统计的数据,2011年全球汽车产量8010万辆,同比增长3%,今后几年内仍然可以维持这一增长速度。

我国将成为推动汽车MEMS增长的重要力量。据中国汽车工业协会的数据,2011年,我国汽车产量达到1840万辆,预计2015年产量将达到3000万辆,年均增长率为13%左右;到2020年汽车产量可达4000万辆,2015~2020年间的年均增长率为6%左右。汽车产量的增长高于世界平均水平,但目前国产汽车上MEMS的应用比例低于美国、日本和欧洲的汽车MEMS比例。

2011年我国汽车用MEMS的市场需求额是1.943亿美元,市场总额虽然偏小,但2010~2015年间的复合年度增长率为14.8%,高于9.0%的世界平均水平。预计2015年中国汽车MEMS销售额将增长到3.879亿美元。

随着我国国四、国五等环保标准的推广实施,将推动汽车MEMS传感器、燃料高压监测器等应用需求,使汽车MEMS产品进入快速增长时期。

高价值MEMS主打医疗生物领域

医疗电子应用领域的MEMS市场正在快速增长,2011年高价值MEMS市场需求额19亿美元,需求数量约1.2亿颗。iSuppli预计今后5年高价值MEMS市场将以20%左右的年复合成长率(CAGR)增长。

医疗电子及医疗仪器等领域需求的高价值MEMS市场,会随着全球暖化与人口高龄化等因素影响,不仅近年来获得快速发展,将来还会获得更加强劲的增长。

MEMS可用于许多生物和医疗电子产品中,如心脏起搏器、精密手术仪器、医疗机器、仿生眼、智能假肢、血糖仪、数字血压计、血气分析仪、数字脉搏和心率监视器、数字温度计、怀孕测试仪、透皮给药系统、透析系统和氧浓缩器等。许多医疗电子产品使用的技术越来越复杂,为了确保包括医护人员、病患本人以及最重要的家庭用户在内的每个人都能安全有效地使用这些产品,对这些产品的设计要求越来越高,并且其中许多要求可能存在冲突。对于设计师来说,所有这一切则意味着要在给定空间上实现更多的功能,同时尽可能地降低功率,都需要用到高性能、高可靠的MEMS传感器,从传感器机制到整机产品的系统特性,以实现将生命体的运动检测转化为对医疗保健有用的电信号。

在医疗电子应用领域,MEMS技术的目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,这样不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可以嵌入大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。MEMS技术开辟了一个全新医疗电子产业。

以英国为基地开展纳米技术研发的英国Innos,作为从英国贸易工业部(DTI)取得资金援助的联盟一员,将开展在医疗领域应用MEMS发电机的相关研究。该组织的研究项目是Self-Energizing Implantable Medical Micro Systems(SIMM),时间为两年。将开发、试制可从人体内部及外部的运动中获取能量的元件。

Innos将采用英国Perpetuum提供的振动能量捕获式微型发电机,进行基于硅的开发及元件加工,并向英国Finsbury Orthopaedics提供样机以进行综合测试。英国InVivo Technology已经证实了能量捕获装置的临床兼容性和临床可行性。英国Odstock Medical将在功能性电刺激(FES)市场采用此技术。该项目的主导方——加拿大卓联半导体(Zarlink Semiconductor)将提供尖端微型封装技术。

医疗电子应用领域的MEMS市场正在快速增长,2011年高价值MEMS市场需求额19亿美元,需求数量约1.2亿颗。iSuppli预计今后5年高价值MEMS市场将以20%左右的年复合成长率(CAGR)增长。Yole预测,到2016年,生物和医疗电子领域用MEMS将占全球市场总需求的24%。

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