Состояние рынка MEMS и корпоративная политика TDK InvenSense

Состояние рынка MEMS  и корпоративная политика TDK InvenSense

Выпуск 15(6689) от 01 августа 2019 г.
РУБРИКА: МEMS/NEMS

2018 г. был достаточно благоприятным для рынка MEMS. Однако в 2019 г. перспективы видятся не столь определенными из-за сложной экономической и политической ситуации в мире. Тем не менее, по данным Yole Développement, рынки MEMS продолжат расти, движущими факторами станут инновации и новые области применения. Один из ведущих поставщиков, группа TDK InvenSense, добилась значительных успехов благодаря Интернету вещей и носимой электронике. Компания отдает приоритет различным комбинированным датчикам перед автономными приборами.


Общая ситуация на рынке MEMS

По оценкам Yole Développement, в период 2019–2024 гг. продажи MEMS в стоимостном выражении увеличатся на 8,3%, а в натуральном – на 11,9%. При этом большая доля их конечного использования придется на различные потребительские системы (более 60%). Наибольшие доли в продажах останутся за радиочастотными MEMS и датчиками давления (рис. 1) [1].



Источник: Status of the MEMS industry 2019 report, Yole Développement, 2019

Рисунок 1. Оценка и прогноз рынка MEMS в период до 2024 г.


Специалисты Yole отмечают, что развитию рынка будут способствовать новые сферы использования MEMS, таких как печатающие MEMS-головки, а также медицинские (особенно носимые) и промышленные датчики. Например, применение печатающих MEMS-головок в устройствах печати с высокой разрешающей способностью расширит их продажи. Такая же ситуация складывается по MEMS-микрофонам, которые все шире используются в голосовых интерфейсах. У автономных инерциальных MEMS тоже появляются новые применения – в медицинских (особенно носимых) приборах и промышленных системах (например, мониторинг работоспособности оборудования). Кроме того, росту продаж датчиков давления будут способствовать меры государственного регулирования, в частности вступление в КНР в силу требований обязательного применения в автомобилях систем контроля давления и температуры в шинах автомобиля (TPMS).

Что касается инерциальных MEMS, основную часть спроса на них будут предъявлять производители автомобилей и потребительской электроники. Все большее внимание будет уделяться сочетаниям датчиков, что обеспечивает лучшие форм-факторы, упрощает интеграцию и способствует повышению функциональности. Рост продаж блоков инерциальных измерений (IMU) будет зависеть от автомобильной промышленности (то есть объема выпуска роботизированных транспортных средств). Автомобили будущего будут оснащены MEMS-зеркалами, которые смогут найти новое применение в твердотельных лидарах, а также микроболометрами для расширения возможностей ночного видения и ситуационной осведомленности в перспективных системах помощи водителю (ADAS).

Стимулом процветания рынка ИК-датчиков станут также умные здания и розничная торговля. С медицинской точки зрения кремниевые MEMS по-прежнему будут использоваться поставщиками микропотоковых приборов, разрабатывающих кристаллы биоИС на основе КМОП-технологии. Несмотря на замедление темпов продаж смартфонов, ожидаемое развертывание сетей 5G будет стимулировать рост спроса на новые кристаллы: это касается РЧ MEMS и MEMS-генераторов, необходимых для развертывания новых базовых станций и для постоянно развивающихся краевых вычислений [2].


Стратегия TDK InvenSense в области MEMS

В 2018 г. продажи TDK InvenSense увеличились на 5%, фирма вошла в первую десятку ведущих поставщиков MEMS (рис. 2).



Источник: Status of the MEMS industry 2019 report, Yole Développement, 2019

Рисунок 2. Ведущие поставщики MEMS в 2018 г.


Общий объем продаж группы TDK в 2018 г. составил 12,5 млрд долл. США, число занятых – более 100,0 тыс. чел. Продукция корпорации сбывается под товарными знаками TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics и TDK-Lambda. Ассортимент выпускаемых изделий включает в себя пассивные компоненты (керамические, алюминиевые электролитические и пленочные конденсаторы), магнитные, высокочастотные и пьезоэлектрические приборы и защитные устройства, датчики и сенсорные системы, такие как датчики температуры и давления, магнитные датчики и MEMS. Кроме того, TDK поставляет блоки питания, магнитные головки и многое другое (рис. 3).



Источник: TDK

*ОВК – системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рисунок 3. Ассортимент датчиков корпорации TDK


TDK InvenSense стремится стать универсальным продавцом датчиков и сенсорных решений. В этом плане продукция фирмы охватывает акселерометры, гироскопы, магнитометры, микрофоны, ультразвуковые датчики для определения дальности и биометрических отпечатков пальцев. Большое число специализированных программных предложений, объединяющих данные нескольких датчиков, позволяет интеграторам быстро создавать готовые продукты. В частности, разработчики ПО фирмы предлагают средства стабилизации изображения, навигационного счисления пути пешеходов, отслеживания шести степеней свободы, позиционирования и определения местоположения, классификации действий и т. д. В 2018 г., успешно реализовав ряд проектов по созданию продукции для рынков автомобильной и промышленной электроники, TDK InvenSense вышла за пределы традиционных для нее рынков потребительской электроники и Интернета вещей.

Вторая половина 2018 г. была непростой для сегмента MEMS в целом из-за значительного изменения конъюнктуры рынка. Дальнейший рост бизнеса корпорации обеспечивается за счет диверсификации портфеля продуктов по рынкам и приложениям. Например, несмотря на замедление продаж смартфонов, TDK Inven­Sense добилась значительных успехов в секторе MEMS-микрофонов – благодаря расширению предложений для Интернета вещей и носимой электроники. Был проведен успешный выпуск новых автомобильных инерционных датчиков – как для оборудования в салоне, так и для систем безо­пасности, что дало хорошие результаты.



Источник: TDK

Рисунок 4. Динамика развития технологий TDK


TDK InvenSense, как и многие другие игроки рынков MEMS и датчиков, переходит от автономных датчиков к разнообразным комбинированным вариантам (объединение датчиков, интеллектуальные концентраторы и т. д.).

Один из примеров – продукт ICM-20789, объединяющий в одном корпусе шестиосевой IMU с датчиком давления. Полученное семиосевое устройство позволяет производителю БПЛА легко добавить к элементам управления полетом функцию стабильного зависания на уже существующей платформе.

Впервые концепция концентратора датчиков была сформулирована TDK InvenSense в 2012 г. при выпуске первых изделий на основе протокола DMP. Тогда в единое целое для расширения возможностей были объединены несколько датчиков, специализированные микроконтроллеры и интерфейс с внешними датчиками. В последнее время реализация тенденции к созданию более интеллектуальных датчиков ускорилась благодаря появлению большего числа функций вычисления, хранения и даже искусственного интеллекта для распределенных «периферийных» вычислений, снижающих общее влияние на мощность системы за счет передачи информации, созданной в датчике, а не необработанных данных.

В тоже время комбинированные датчики могут стать источником проблем. Увеличенные размеры ограничивают их размещение в системах с малыми размерами и уменьшенной толщиной из-за проблем сосуществования с другими блоками в системе – например, компасами и магнитами. Могут вырасти и издержки производства – из-за ужесточения требований к выходу годных, тестированию и корпусированию.

Несмотря на то, что TDK InvenSense уже стала одним из лидеров по обеспечению надежности продукции, в настоящее время она перенимает опыт TDK Japan и других компаний группы TDK, чтобы поднять надежность и производительность на новый уровень. Кроме того, разрабатываются более интеллектуальные продукты с функцией самодиагностики, гарантирующей точную калибровку изделия в течение всего срока эксплуатации.

И наконец, компания осуществляет инвестиции в комплексные сенсорные решения, открывающие новые крупные рынки в области робототехники, здравоохранения, дополненной и виртуальной реальности.

Повышение качества звука связано с вопросом увеличения отношения сигнал–шум из-за того, что во взаимодействие с пользователем вступает все большее число устройств. Делать это приходится, используя сложные решения, например аспектно ориентированное программирование (для качественного воспроизведения музыки и т. д.). На рынке по-прежнему доминируют аналоговые микрофоны, но грядет переход к двунаправленным интерфейсам с использованием технологии MIPI SoundWire. Это позволит настраивать усиление датчика, фильтры и режимы питания, обеспечивая производительность, адаптированную к изменяющимся сценариям использования в окружающей среде, что аналогично переходу на цифровые акселерометры более 20 лет назад.

Появление новых емкостных датчиков давления TDK InvenSense привело к пересмотру требований рынка по мощности, размеру и производительности – по сравнению с используемой пьезорезистивной технологией. Емкостные датчики давления открывают новые возможности применения и сбыта MEMS-датчиков давления. Клиенты фирмы, использующие промышленные датчики, теперь рассматривают MEMS-датчики не просто как один из вариантов, а как лучшее общее решение.

Фирма продолжает лидировать в секторе инерциальных датчиков по производительности, мощности, стабильности и размерам комбинированных приборов. Хотя в течение нескольких поколений наблюдается постоянное улучшение характеристик, пространства для дальнейшего совершенствования еще много.

После недавнего поглощения корпорации Chirp Microsystems перед TDK InvenSense открылись новые рынки и новые решения по датчикам времени пролета. Расширяются возможности на рынке ультразвуковых решений, сравнимые с выходом InvenSense на рынок гироскопов. Это связано с ценовыми, габаритными и энергетическими преимуществами современных технологий. Новые потенциальные возможности использования и рынки появляются каждый день.

Основные конкуренты TDK InvenSense на рынке MEMS и датчиков – фирмы Bosch, SensorTec, STMicroelectronics, Knowles и Infineon Technologies.

К достоинствам корпоративной политики TDK InvenSense относятся устойчивая поддержка клиентов, собственная широкая сеть разработчиков и большой опыт в области программного обеспечения. Это позволяет поддерживать разработки как в сфере Интернета вещей, так и в области новых сенсорных применений. Для ускорения реагирования на потребности крупнейших клиентов и развития базы разработчиков фирма провела реструктуризацию. TDK обладает обширным опытом в области программного обеспечения – от задающих устройств до сочетаний датчиков и целостных партнерских решений, таких как новая линейка средств позиционирования Coursa.

По мнению специалистов TDK Inven­Sense, расширение использования датчиков поднимет ряд взаимосвязанных технологий на новый уровень развития. Большие данные – это уже не просто концепция будущего, а индустрия, созданная на основе последних достижений в области искусственного интеллекта и машинного обучения, на большом количестве новых данных, получаемых от постоянно расширяющихся сенсорных приложений. Датчики оцифровывают человеческий опыт, вводят людей в цифровой мир и позволяют роботам успешно перемещаться в реальном мире. По мере того как реальное и виртуальное сближаются, их будут связывать датчики, открывая новые возможности для пользователей во всем мире [1].


1. With Constant Reinvention, TDK InvenSense Keeps Competing in the Top MEMS League. i-Micronews, June 26, 2019: https://www.i-micronews.com/with-constant-reinvention-tdk-invensense-keeps-competing-in-the-top-mems

2. Davis Shannon. How the MEMS Market Is Holding Up in a Gloomy Economy. Semiconductor Digest, July 10, 2019: https://www.semiconductor-digest.com/2019/07/10/how-the-mems-market-is-holding-up-in-a-gloomy-econom


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 8(6732) от 22 апреля 2021 г. г.
Выпуск 6(6730) от 25 марта 2021 г. г.