MEMS全球市场格局和技术趋势分析- 大数跨境

首页

MEMS全球市场格局和技术趋势分析

利科夫惯性导航

2021-10-29

导读：点击上方蓝色文字关注我们吧~ 近日，Yole发布2021年MEMS行业状况报告，更新了2020年销售数量、

点击上方蓝色文字关注我们吧~

近日，Yole发布2021年MEMS行业状况报告，更新了2020年销售数量、ASP（平均售价）和市场规模，阐述了未来MEMS增长的最佳机会，并从产品和资金方面探讨了生态系统及主要利益相关者，总结了MEMS产业现状和应用趋势。

首先，MEMS作为半导体领域的重要分支，是实现人机交互接口的赋能者。MEMS是包括在µm - mm范围内的半导体器件，包括微机电系统（micro-electro-mechanical systems，MEMS）麦克风、MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、MEMS压力传感器等。MEMS传感器芯片由硅制成(前端制造)，一般与ASIC芯片组装，并采用一级封装(后端制造)。二级封装进一步增加了电子器件、坚固的外壳和连接器。在这个报告中，Yole只考虑了一级封装的价值，而不是二级模块的价值。当然也有例外情况，Yole认为，对于直接集成芯片的二级封装应用(汽车暖通空调或石油等)，理论上等同于一级封装价值。

（来源：Yole Développement）

哪些MEMS市场最有前景？

Yole高级技术与市场分析师Dimitrios Damianos说：“疫情流行，全球封锁和美中贸易战对半导体产业造成了严重的影响。因此，适当的开放战略将是成功的关键。”

据Yole的预计，2020-2026年MEMS终端市场将以7.2%的年复合增长率增长。其中，消费领域是最大的MEMS应用市场，约占全球 MEMS 收入的 60%，到2026年约有112.7亿美元的市场。其次是汽车，汽车对MEMS的需求将从2020年的20.3亿美元上升到28.6亿美元。剩下的应用市场还有工业领域、医疗、电信、国防与航空航天等。

2020 年和 2026 年按终端用途划分的 MEMS 销售额

（来源：Yole Développement）

从MEMS器件方面来看，Yole预计，整体MEMS器件市场在2020年至2026年将以7.2%的年复合增长率增长，到2026年全球MEMS器件市场空间将达到182亿美元。在这其中，射频MEMS器件占大头，到2026年射频MEMS器件大约有40.4亿美元的市场空间，压力MEMS器件大约是23.62亿美元，惯性器件约有21.27亿美元，麦克风MEMS约是18.71亿美元，然后是加速器、喷墨头、光学、微型测辐射热仪、陀螺仪、微流体等等。

2020 年和 2026 年按器件划分的 MEMS 销售额

（来源：Yole Développement）

在经历了疲软的2019和2020年后，Yole的分析师预测，该市场将在2021年增长11%，达到134亿美元。之后以高个位数增长，2026年将增加到开头说的市值。

对于制造汽车压力传感器的MEMS厂商来说，需要警惕的一点是ICE（内燃机）车辆的减少。

MEMS玩家中谁的增长率最大？

新冠疫情、全球封锁和美国对华贸易战严重影响了半导体行业的供应链。因此，适当的发展战略已成为成功的关键。一些参与者从危机中获利，而另一些则没有，这导致了全球MEMS排名的重大变化。

现在的顶级 MEMS 厂商是 Bosch、Broadcom、Qorvo、STMicroelectronics、德州仪器、Goermicro (Goertek)、HP、Knowles、TDK 和 Infineon等等。值得一提的是，英飞凌以收购恩智浦而跻身前十行列，国内的歌尔继2019年首次跻身前十后，在2020年MEMS厂商营收排名中升至第六位。

2020年MEMS制造商收入排名（$millions）

●去年，相关公司预防冠状病毒疫情的技术有了大幅度成长，如热成像和传感或压力传感器。例如销售微辐射热测定仪的Guide IR（高德红外）、FLIR Systems和Lynrde，卖热电堆的Melexis也从中获益。与此同时，因对体温升高相关量测应用需求增加，Amphenol的压力MEMS因呼吸机和持续正压（CPAP）机器等呼吸系统需求而增长。

●Broadcom和Qorvo去年业务猛增，为5G的部署提供了非常稳定的RF MEMS滤波器，比预想的情况还要好。SiTime在继续大力推动基于MEMS的计时产品取代传统的石英计时解决方案。

●AAC和歌尔微电子从富有成效的MEMS麦克风需求环境中获利。这是15年来首次MEMS麦克风的领导者由Knowles转变为歌尔微电子。

●博世、ST、TDK在消费和汽车领域都有业务的企业由于消费MEMS业务2020年下半期的需求恢复，抵消了汽车潜在的负面影响。

目前，RF MEMS公司的MEMS业务增长最多，其次是MEMS热传感器和麦克风。

前30名MEMS玩家2020年的增长率排名

（来源：Yole Développement）

因疫情受益最大的当属Guide IR、FLIR Systems，以及出售微辐射热计的Lynred和出售热电堆的Melexis，由于市场对体温检测的需求增加，这几家企业从中获利。GUIDE IR这家公司以331%的年同比增长率位居第一，FLIR System同比增长24%，Melexis同比增长了21%，Lynred同比增长15%。获利的还有Amphenol，同比增长了11%，他们主要是由于呼吸终端系统(如呼吸机和CPAP机)对压力MEMS的需求增长。

射频MEMS公司去年的增长依旧强劲，Qorvo和博通去年为5G部署了高可靠性的RF MEMS滤波器。其中Qorvo的年增长率比博通还要高，达到37%，而博通是20%。

SiTime正在继续大力推动用其基于MEMS 的计时产品取代传统的石英计时解决方案。2020年营收同比增长了38%。

瑞声科技（AAC）和歌尔微电子 (Goertek) 从的MEMS麦克风需求环境中获益。15年来，MEMS麦克风领头羊楼氏电子首次被歌尔微取代。瑞盛科技的年增长率为26%，歌尔同比增长了18%。

我们都知道，2020年上半年汽车需求疲软，MEMS也受到了影响，但下半年消费和汽车需求的大幅回升，也使得博世、意法半导体和TDK等同时从事消费类和汽车业务的公司能够抵消来自汽车行业的潜在负面影响。其中博世同比增长7%，ST和TDK同比增长1%。

MEMS公司分为IDM、fabless和Foundry三类，与半导体类似。因此，MEMS代工厂的存在也是不可或缺的。

瑞典的Silex Microsystems 是顶级的 MEMS 代工厂，Teledyne DALSA 位居第二，索尼位居第三。台积电位居第4位，X-Fab位居第5位。除索尼外，罗姆在日本企业中排名第13位。

2020 年 MEMS 代工公司销售排名

（来源：Yole Développement）

MEMS应用无处不在

MEMS（微电子机械系统）是一种半导体器件，包括微米/毫米范围内的运动部件，使用光刻工艺进行制造。MEMS传感器将物理值（如速度、温度等）转换为电信号。

MEMS有着悠久的历史，并在不断发展。随着MEMS传感器变得更加智能化，发展的加速将迎来激动人心的时刻。

MEMS传感器的演变

（来源：Yole Développement）

MEMS传感器的供应链定位包括前端制造、后端制造、二级封装和系统。MEMS传感器芯片由硅制成（前端制造），通常与ASIC芯片组装，并封装在一级封装中（后端制造）。二级封装增加了更多的电子元件、坚固的外壳和连接器。通常市场统计只考虑一级封装的价值。

MEMS定义

技术趋势日渐清晰

MEMS传感器和驱动器一直在努力缩小尺寸，降低成本和提高性能。目前的趋势是采用更加系统化的方法，其中异构集成是关键，旨在提升系统性能的同时提高精准度，降低成本。在一些主要应用的推动下，先前存在的正在趋势加速。

已有应用趋势不断加速

光学MEMS独立反射镜是用于激光雷达和AR/VR应用的Bubble MEMS，可能是下一代用于独立反射镜的封装。2021年3月，ST和OQmented联合研制出先进的MEMS微镜激光束，在此基础上OQmented将开始进一步转化和量产其Bubble MEMS 3D玻璃MEMS微镜真空密封专利技术。使用这些独特的气泡状玻璃密封反射镜的方法可以消除环境中的致污物，实现更清晰的成像。

光学MEMS独立反射镜

用于OIS（光学稳像）的MEMS技术比VCM（音圈马达）OIS技术耗电更少，成像更精确。MEMS技术已成为光学图像稳定的新选择，一个主要玩家是美国的MEMS Drive，它是一家创新型无晶圆厂半导体公司，主要致力于研发，制造和营销以微机电技术为基础的驱动马达，目前产品主要应用在便携式电子移动设备摄像头。2018年，全球唯一芯片级光学防抖技术MEMS OIS首次在媲美专业单反的手机上实现五轴光学防抖技术，移动拍照媲美专业级单反相机的时代真正来临。

另一家个加拿大公司Sheba Microsystems，2019年作为世界第一款使用图像传感器运动的AFMEMS相机，将微型相机在超薄、高速、高精度和低能耗等性能方面提升到了一个新高度。

光学温像MEMS

制造工艺方面，压电MEMS沉积技术正迎来“黄金时代”，压电MEMS系列产品包括传感器和执行器，如喷墨打印头、BAW、麦克风、微型扬声器、光学MEMS、MEMS自动对焦等。行业压电MEMS制造的经验正在增加，在PVD（物理气相沉积）行业的一些变化中，溅射技术已成为首选的沉积技术。不少厂商都有自主研发的溶胶-凝胶法和溅射技术。

MEMS沉积技术趋势

MEMS的想象空间

从几十年前的第一个图像传感器到现在的气体传感器，传感器的能力不断发展。情绪感知已经出现了，我们还没有看到味觉传感器。

MEMS将无所不能

MEMS有着悠久的历史，并不断发展。随着传感器变得更加智能化，未来将是一个令人兴奋的发展加速时期。从几十年前的第一个图像传感器到现在的气体传感器，传感器的能力一直在不断发展。消费者/移动/物联网设备的下一个维度将是增加更多的感官。我们还没有看到味觉传感器，但情感感应已经出现了。让我们静待MEMS的下一步发展。