2015-2020年MEMS器件市场预判分析概述

[导读] 　　新兴MEMS传感器、成本显著降低、软件和新技术的重要性日益增加、行业巨头和中国代工厂的崛起：2020年全球MEMS产业将超过200亿美元！　　MEMS产业越来越成熟，新兴器件不断涌

　　新兴MEMS传感器、成本显著降低、软件和新技术的重要性日益增加、行业巨头和中国代工厂的崛起：2020年全球MEMS产业将超过200亿美元！

　　MEMS产业越来越成熟，新兴器件不断涌现

　　2014年，硅基MEMS器件的市场规模达到111亿美元。由于智能手机和平板电脑的巨大市场需求，MEMS产业发展进入快车道，后续还有增长潜力无限的可穿戴和物联网（IoT）市场驱动。同时，MEMS产业也是高度动态化的，即便是较为成熟的汽车市场，也需要新技术来挑战现有格局。一些MEMS器件的制造成本仅为几十美分，如运动传感器正成为一种廉价商品，就像几年前的温度传感器一样。成熟的工艺满足了更大的市场容量和多种传感器系统集成的需求，这也促使MEMS制造将快速向下一代晶圆尺寸转移。

　　图1 2014-2020年MEMS市场预测

　　此外，我们认为新兴MEMS器件不断涌现。虽然气体和化学传感器是基于半导体技术的，但是MEMS技术可以进一步减小尺寸和降低成本，从而开辟新的机遇。我们相信基于MEMS技术的气体传感器将会获得越来越多的应用，尤其是可穿戴和消费电子设备，如智能手机和智能眼镜等。另一个例子是，MEMS微镜正吸引来自光通信市场的目光，如凯联特（Calient）实现快速增长；或者MEMS微镜应用于人机交互界面，如英特尔（Intel）收购LemopTIx。

　　过去，我们已经看到了不同市场中的领导者，并且竞争也是很开放的。但是2014年令人记忆犹新的是：一个未来的MEMS巨人——罗伯特•博世（Robert Bosch）的成长。去年由于消费市场的带动，该公司的MEMS营收增长20%，达到12亿美元，稳居全球第一位。意法半导体的MEMS营收现在落后博世4亿美元。相比2013年，全球前五大MEMS公司没有改变，合计营收为38亿美元，约占全球MEMS市场的三分之一。博世的霸主地位显而易见，因为它的营收约占前五大公司合计营收的三分之一。

　　MEMS一直依赖于使用基于半导体的微加工技术来制造器件，以取代更加复杂、笨重或不敏感的传感器。我们的分析表明，未来将有四种趋势改变MEMS市场格局：

　　* 新兴器件，如气体传感器、微镜和环境组合传感器

　　* 新应用，如压力传感器应用于位置（高度）感测

　　* 颠覆性技术，包括封装、新材料（如压电薄膜和300mm/12寸晶圆）

　　* 新的设计，包括NEMS（纳机电系统）和光学集成技术

　　全球前十名MEMS厂商占据了大部分市场份额，我们将它们分为两大类：“气势汹汹的悍将”和“苦苦挣扎的巨头”。“气势汹汹的悍将”包括博世、InvenSense、Avago和Qorvo。博世是值得特别注意的，因为它是目前排名前三十名中唯一一家双市场（汽车和消费电子）MEMS公司，并且还具有研发和量产双重设施。“苦苦挣扎的巨头”包括意法半导体、惠普、德州仪器、佳能、楼氏电子、电装和松下。这些公司目前正在努力寻找一种有效的增长引擎。此外，还值得一提的是一些“小巨人”，如Qorvo和英飞凌（Infineon），将来很有潜力发展为“悍将”或“巨头”。

　　图2 2014年全球前三十名MEMS厂商排名

　　本报告会分析全球前三十名MEMS厂商的MEMS业务发展情况，包括MEMS产品线和系统集成产品。MEMS公司发展方向：（1）单个MEMS产品线发展为多元化产品线；（2）MEMS产品线发展为系统集成产品线。到目前为止，博世是最为成功的案例。

　　图3 2014年全球前三十名MEMS厂商的产品线定位

　　未来的机会：软件、12寸晶圆、新型检测方法和新兴传感器

　　我相信12英寸MEMS晶圆制造将在未来几年成为热门主题。12英寸晶圆制造将影响整个MEMS供应链，包括设计、材料、设备和封装等。目前看来，主要有两个原因驱动12英寸晶圆制造，（1）技术需求，如具有CMOS层的器件希望有较小的特征尺寸，而晶圆尺寸的扩大与芯片特征尺寸的缩小是相应促进和互相推动的，晶圆尺寸每提升一个等级就会伴随着芯片特征尺寸缩小一个等级；（2）经济需求：企业追求不断地降低成本、增加产量。

　　封装已经成为众多MEMS公司的焦点，但是现在软件也正成为MEMS传感器的重要组成部分。随着传感器进一步集成，越来越多的数据需要处理，软件使得多种数据融合成为可能。由于软件的重要性日益凸显，所以收购行为不断发生，如InvenSense收购Movea。

　　随着NEMS、新的封装技术和其它因素的发展，新一轮的MEMS投资周期开始。

　　图4 传感器、封装和软件 – 将成为一个整体的传感解决方案

　　虽然组合传感器市场不断增长，但是分立惯性传感器市场仍有亮点

　　2015-2020年，消费类应用将继续显著增长，预计出货量的年增长率为17%。然而，价格下降压力巨大，每年下跌约5%，因此市场营收的年增长率为13%。在消费领域，还有一个有趣的现象：尽管组合传感器获得广泛应用，但是分立的加速度计仍然保持增长势头。因为可穿戴设备和物联网还将需要大量的分立传感器。此外，智能手机iPhone 6中也使用了一颗博世的分立加速度计。

　　加速度计+磁力计的组合传感器适用于功能手机，因为他们可以采用算法来模拟陀螺仪，从而使得低端手机中的用量增加。而9轴或10轴组合传感器将受可穿戴设备驱动增长。

　　我们还发现很多其它MEMS器件的发展趋势，例如工业应用的喷墨打印头近期爆发，MEMS技术正在工业和图形市场取代压电喷墨技术，同时在办公室领域取代激光打印技术。我们也相信，2020年智能手机、平板电脑和可穿戴设备中的压力传感器市场将超过5.8亿美元。另一个飙升的市场是消费类MEMS麦克风。医疗、汽车和其它应用仍然处于起步阶段。此外，微镜也有很多工业用途，如印刷和成形、激光微加工、光刻、全息数据存储、光谱学、光疗、三维测量、显微镜检查、头戴式显示器和网络数据中心等。

　　红外微测辐射热计（microbolometer）市场继续增长，320 x 240像素分辨率的产品因其良好的“分辨率/成本”率，获得最为广泛的应用。由于汽车和监控市场的需求，它仍将占据主导地位。虽然Lepton模块的发布并未提升FLIR公司的2014年业绩，但是它和Seek Thermal（采用Raytheon红外成像仪）将开启未来全新的市场。

　　对于射频应用，未来几年，体声波（BAW）滤波器市场将受到高端智能手机的驱动。2014年第三季度Cavendish KineTIcs发布了一款令人印象深刻的MEMS天线调谐开关，满足消费市场的“可靠性/成本”的规格需求。