新興MEMS傳感器,、成本顯著降低,、軟件和新技術(shù)的重要性日益增加,、行業(yè)巨頭和中國代工廠的崛起：2020年全球MEMS產(chǎn)業(yè)將超過200億美元,！

　　MEMS產(chǎn)業(yè)越來越成熟,，新興器件不斷涌現(xiàn)

　　2014年,，硅基MEMS器件的市場規(guī)模達到111億美元,。由于智能手機和平板電腦的巨大市場需求,，MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快車道,，后續(xù)還有增長潛力無限的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場驅(qū)動,。同時，MEMS產(chǎn)業(yè)也是高度動態(tài)化的,，即便是較為成熟的汽車市場,，也需要新技術(shù)來挑戰(zhàn)現(xiàn)有格局。一些MEMS器件的制造成本僅為幾十美分,，如運動傳感器正成為一種廉價商品,，就像幾年前的溫度傳感器一樣。成熟的工藝滿足了更大的市場容量和多種傳感器系統(tǒng)集成的需求，這也促使MEMS制造將快速向下一代晶圓尺寸轉(zhuǎn)移,。

　　圖1 2014-2020年MEMS市場預(yù)測

　　此外,，我們認為新興MEMS器件不斷涌現(xiàn)。雖然氣體和化學(xué)傳感器是基于半導(dǎo)體技術(shù)的,，但是MEMS技術(shù)可以進一步減小尺寸和降低成本,，從而開辟新的機遇。我們相信基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器將會獲得越來越多的應(yīng)用,，尤其是可穿戴和消費電子設(shè)備,，如智能手機和智能眼鏡等。另一個例子是,，MEMS微鏡正吸引來自光通信市場的目光,，如凱聯(lián)特（Calient）實現(xiàn)快速增長；或者MEMS微鏡應(yīng)用于人機交互界面,，如英特爾（Intel）收購Lemoptix,。

　　過去，我們已經(jīng)看到了不同市場中的領(lǐng)導(dǎo)者,，并且競爭也是很開放的,。但是2014年令人記憶猶新的是：一個未來的MEMS巨人——羅伯特?博世（Robert Bosch）的成長。去年由于消費市場的帶動,，該公司的MEMS營收增長20%,，達到12億美元，穩(wěn)居全球第一位,。意法半導(dǎo)體的MEMS營收現(xiàn)在落后博世4億美元,。相比2013年，全球前五大MEMS公司沒有改變,，合計營收為38億美元,，約占全球MEMS市場的三分之一。博世的霸主地位顯而易見,，因為它的營收約占前五大公司合計營收的三分之一,。

　　MEMS一直依賴于使用基于半導(dǎo)體的微加工技術(shù)來制造器件，以取代更加復(fù)雜,、笨重或不敏感的傳感器。未來將有四種趨勢改變MEMS市場格局：

　　* 新興器件,，如氣體傳感器,、微鏡和環(huán)境組合傳感器

　　* 新應(yīng)用，如壓力傳感器應(yīng)用于位置（高度）感測

　　* 顛覆性技術(shù),，包括封裝,、新材料（如壓電薄膜和300mm/12寸晶圓）

　　* 新的設(shè)計，包括NEMS（納機電系統(tǒng)）和光學(xué)集成技術(shù)

　　全球前十名MEMS廠商占據(jù)了大部分市場份額，我們將它們分為兩大類：“氣勢洶洶的悍將”和“苦苦掙扎的巨頭”,?！皻鈩輿皼暗暮穼ⅰ卑ú┦馈nvenSense,、Avago和Qorvo,。博世是值得特別注意的，因為它是目前排名前三十名中唯一一家雙市場（汽車和消費電子）MEMS公司,，并且還具有研發(fā)和量產(chǎn)雙重設(shè)施,。“苦苦掙扎的巨頭”包括意法半導(dǎo)體,、惠普,、德州儀器、佳能,、樓氏電子,、電裝和松下。這些公司目前正在努力尋找一種有效的增長引擎,。此外,，還值得一提的是一些“小巨人”，如Qorvo和英飛凌（Infineon）,，將來很有潛力發(fā)展為“悍將”或“巨頭”,。

　　圖2 2014年全球前三十名MEMS廠商排名

　　MEMS公司發(fā)展方向：（1）單個MEMS產(chǎn)品線發(fā)展為多元化產(chǎn)品線；（2）MEMS產(chǎn)品線發(fā)展為系統(tǒng)集成產(chǎn)品線,。到目前為止,，博世是最為成功的案例。

　　圖3 2014年全球前三十名MEMS廠商的產(chǎn)品線定位

　　未來的機會：軟件,、12寸晶圓,、新型檢測方法和新興傳感器

　　相信12英寸MEMS晶圓制造將在未來幾年成為熱門主題。12英寸晶圓制造將影響整個MEMS供應(yīng)鏈,，包括設(shè)計,、材料、設(shè)備和封裝等,。目前看來,，主要有兩個原因驅(qū)動12英寸晶圓制造，（1）技術(shù)需求,，如具有CMOS層的器件希望有較小的特征尺寸,，而晶圓尺寸的擴大與芯片特征尺寸的縮小是相應(yīng)促進和互相推動的，晶圓尺寸每提升一個等級就會伴隨著芯片特征尺寸縮小一個等級,；（2）經(jīng)濟需求：企業(yè)追求不斷地降低成本,、增加產(chǎn)量,。

　　封裝已經(jīng)成為眾多MEMS公司的焦點，但是現(xiàn)在軟件也正成為MEMS傳感器的重要組成部分,。隨著傳感器進一步集成,，越來越多的數(shù)據(jù)需要處理，軟件使得多種數(shù)據(jù)融合成為可能,。由于軟件的重要性日益凸顯,，所以收購行為不斷發(fā)生，如InvenSense收購Movea,。

　　隨著NEMS,、新的封裝技術(shù)和其它因素的發(fā)展，新一輪的MEMS投資周期開始,。

圖4 傳感器,、封裝和軟件 – 將成為一個整體的傳感解決方案

　　雖然組合傳感器市場不斷增長，但是分立慣性傳感器市場仍有亮點

　　2015-2020年,，消費類應(yīng)用將繼續(xù)顯著增長,，預(yù)計出貨量的年增長率為17%。然而,，價格下降壓力巨大,，每年下跌約5%，因此市場營收的年增長率為13%,。在消費領(lǐng)域,，還有一個有趣的現(xiàn)象：盡管組合傳感器獲得廣泛應(yīng)用，但是分立的加速度計仍然保持增長勢頭,。因為可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)還將需要大量的分立傳感器,。此外，智能手機iPhone 6中也使用了一顆博世的分立加速度計,。

　　加速度計+磁力計的組合傳感器適用于功能手機,，因為他們可以采用算法來模擬陀螺儀，從而使得低端手機中的用量增加,。而9軸或10軸組合傳感器將受可穿戴設(shè)備驅(qū)動增長,。

　　還有很多其它MEMS器件的發(fā)展趨勢正在顯現(xiàn)，例如工業(yè)應(yīng)用的噴墨打印頭近期爆發(fā),，MEMS技術(shù)正在工業(yè)和圖形市場取代壓電噴墨技術(shù),，同時在辦公室領(lǐng)域取代激光打印技術(shù)。我們也相信,，2020年智能手機,、平板電腦和可穿戴設(shè)備中的壓力傳感器市場將超過5.8億美元。另一個飆升的市場是消費類MEMS麥克風,。醫(yī)療,、汽車和其它應(yīng)用仍然處于起步階段。此外,，微鏡也有很多工業(yè)用途,，如印刷和成形、激光微加工,、光刻,、全息數(shù)據(jù)存儲、光譜學(xué),、光療,、三維測量、顯微鏡檢查,、頭戴式顯示器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心等,。

　　紅外微測輻射熱計（microbolometer）市場繼續(xù)增長，320 x 240像素分辨率的產(chǎn)品因其良好的“分辨率/成本”率,，獲得最為廣泛的應(yīng)用,。由于汽車和監(jiān)控市場的需求，它仍將占據(jù)主導(dǎo)地位,。雖然Lepton模塊的發(fā)布并未提升FLIR公司的2014年業(yè)績,，但是它和Seek Thermal（采用Raytheon紅外成像儀）將開啟未來全新的市場。

　　對于射頻應(yīng)用,，未來幾年,，體聲波（BAW）濾波器市場將受到高端智能手機的驅(qū)動。2014年第三季度Cavendish Kinetics發(fā)布了一款令人印象深刻的MEMS天線調(diào)諧開關(guān),，滿足消費市場的“可靠性/成本”的規(guī)格需求,。

　　最后，我們認為基于MEMS技術(shù)的化學(xué)/氣體傳感器將成為未來的“明星”產(chǎn)品,，智能手機和可穿戴設(shè)備都將廣泛采用,。