Yole о перспективах рынка MEMS

Yole о перспективах рынка MEMS

Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г.
РУБРИКА: МEMS/NEMS

Рынок MEMS в значительной степени зависит от потребительских приложений, на которые приходится 62 % от общего объема продаж, и автомобильной промышленности (16 %). В 2020 г. ожидался спад из-за негативных последствий пандемии COVID‑19, но этого не произошло – ​продажи MEMS-датчиков восстановились уже во II полугодии 2020 г., и, как ожидается, в ближайшей перспективе рынок продолжит расширяться благодаря новым возможностям в области аудиоприборов для микрофонов, микропередатчиков и инерционных MEMS, оптических MEMS для средств дополненной и виртуальной реальности и т. п. приложений.

После появления признаков стабилизации и восстановления на ключевых рынках конечного потребления MEMS производители продукции с использованием этих приборов возобновили пополнение товарно-материальных запасов. Фактически высокий спрос на MEMS для потребительской электроники полностью компенсировал замедление спроса со стороны автомобильной промышленности. Общий объем продаж MEMS в 2020 г. составил почти 12,1 млрд долл., что более чем на 2 % превышает показатели 2019 г. Аналитики исследовательской фирмы Yole Développement ожидают, что в 2021 г. рынок вырастет на 11 %, до 13,4 млрд долл. После этого рост ежегодных продаж MEMS до 2026 г. будет составлять около 7–10 % (но не более). Объем продаж в 2026 г. достигнет 18,2 млрд долл.

В опубликованном отчете «Состояние индустрии MEMS в 2021 г.» (Status of the MEMS Industry 2021) отмечается, что дальнейшее развитие отрасли связано с новыми перспективными технологиями и возможностями. С этой точки зрения выделяется ряд позиций.

Микрофоны и инерциальные MEMS в носимой электронике (wearables), в частности в TWS-наушниках. Это обусловлено необходимостью улучшить захват звука с помощью микрофонов и средств VAD, снизить шум с помощью акселерометров для распознавания голоса и костной проводимости. Корпорация Apple продвигает 3D-аудио-приложения, которые, вероятно, скоро появятся и в устройствах с ОС Android, что приведет к резкому росту спроса на блоки инерциальных измерений (IMU).

Газовые датчики и комбинированные экологические приборы, встроенные в носимую электронику или в системы мониторинга воздуха в салоне автомобиля. Они помогают контролировать качество воздуха в помещении и на открытой местности вокруг пользователей, которые сегодня все больше беспокоятся о воздухе, которым дышат, в особенности из-за пандемии COVID‑19.

Оптические MEMS для лидаров и средств дополненной и виртуальной реальности (AR/VR). Доходы в этом секторе в течение пяти ближайших лет ожидаются вялыми. Однако в дальнейшем возможны высокие темпы роста продаж – ​по мере дальнейшего развития рынков перспективных систем помощи водителю и автономных транспортных средств (ADAS/AV) и средств AR/VR.

Пьезоэлектрические и емкостные УЗ-преобразователи (PMUT и cMUT). Эти приборы используются при УЗ-дактилоскопии, в качестве замены физических кнопок и тактильных устройств в смартфонах и автомобилях. Устройства cMUT также очень перспективны для использования в недорогих ультразвуковых формирователях изображений, предназначенных для медицинских средств диагностики «у постели» (PoC).

MEMS-микродинамики и микроколонки. Эти приборы должны в первую очередь продемонстрировать свои преимущества в конструкции TWS-наушников, заменив старые электродинамические динамики или динамики с уравновешенным якорем.

Приборы стабилизации оптического изображения OIS со сдвигом матрицы на основе MEMS (MEMS-based sensor-shift OIS). Они могут заменить приборы со сдвигом матрицы на основе гибкой печатной платы, впервые использованные в модуле камеры iPhone 12 Pro. Новые приборы также могут входить в другие модули камер в других телефонах или потребительских устройствах.

Отмечается, что пандемия, глобальные карантинные мероприятия и торговая война между США и КНР сильно повлияли на цепочку поставок полупроводниковой промышленности. Некоторые поставщики MEMS извлекли выгоду из текущего кризиса, а некоторым это не удалось, что привело к значительным изменениям в глобальном рейтинге поставщиков MEMS. Корпорации Bosch, Broadcom, Qorvo, STMicroelectronics, Texas Instruments, Goermicro (Goertek), Hewlett-Packard, Knowles, TDK и Infineon в настоящее время входят в рейтинг 10 крупнейших поставщиков с совокупной выручкой не менее 6,5 млрд долл., что составляет более половины всего объема продаж на рынке. На долю 20 ведущих поставщиков приходится более трех четвертей продаж (рис. 1). Однако компании, увеличившие свои продажи, не обязательно занимали наибольшие доли рынка (рис. 2).



Источник: Yole Développement

Рис. 1. Рейтинг 20 ведущих поставщиков MEMS в 2019–2020 гг.



Источник: Yole Développement

Рис. 2. Прирост и падение продаж ведущих поставщиков MEMS в 2020 г.


Помимо вышеуказанного, специалисты фирмы Yole Développement отметили следующее.

Продажи фирм, производящих оборудование диагностики (в т. ч. COVID‑19), такое как средства тепловидения и термочувствительные элементы или датчики давления, в 2020 г. устойчиво росли. Например, фирмы Guide IR, FLIR Systems, Lynred, продающие микроболометры, и Melexis, которая продает термоэлементы, выиграли из-за увеличения спроса на приборы измерения температуры тела. Продажи MEMS-датчиков давления фирмы Amphenol также значительно выросли благодаря потребностям производителей конечных систем поддержки дыхания, таких как вентиляторы и аппараты искусственной вентиляции легких постоянным положительным давлением (CPAP).

Доходы корпораций Broadcom и Qorvo в 2020 г. сильно выросли за счет высоконадежных РЧ-MEMS-фильтров для развертывания сетей и средств связи 5G, которое шло быстрее, чем ожидалось. Фирма SI Time продолжает настойчиво добиваться замены традиционных кварцевых решений синхронизации своими приборами на основе MEMS.

Фирмы AAC и Goermicro (Goertek) извлекли выгоду из быстрого роста спроса на MEMS-микрофоны. Впервые за 15 лет лидер сектора MEMS-микрофонов компания Knowles уступила свое место фирме Goermicro.

Компании, обслуживающие производителей как потребительской, так и автомобильной электроники, такие как Bosch, STMicroelectronics и TDK, смогли компенсировать потенциальные негативные последствия от спада в автомобильной промышленности благодаря росту спроса на MEMS в потребительском секторе.

Также специалисты Yole Développement отметили, что все большее значение на рынке начинают приобретать пьезоMEMS. В частности, это происходит потому, что расширяется применение оптических MEMS (микрозеркал) для средств AR/VR и лидаров. Кроме того, пьезоMEMS используются в РЧ MEMS, головках струйных принтеров, PMUT, а также все чаще применяются для создания более надежных инерциальных датчиков и микрофонов. Кремниевые заводы постоянно расширяют возможности технологий с использованием нитрида алюминия (AlN) и цирконата-титаната свинца (PZT). Кроме того, наблюдается эволюция проблем рынка MEMS. Ранее основное внимание уделялось масштабированию изделий, снижению цен и увеличению объемов выпуска. Сегодня требования меняются, и более важным фактором становятся варианты использования. Одновременно с этим различные датчики должны сочетаться с программным обеспечением. Энергопотребление должно снижаться на системном уровне, даже если требуется значительная обработка данных, особенно для постоянно работающих приложений, таких как аудио- и голосовые человеко-машинные интерфейсы (HMI).

Наблюдается развитие тенденции к сочетанию компетенций по всей цепочке поставок, от производства до корпусирования, модулей и интеграции систем. Переход к подходу на системном уровне и интеграция в одном корпусе различных компонентов (при изготовлении которых используются разные материалы и процессы), таких как MEMS, специализированные ИС (ASIC), антенны и источники питания, создают потребность в развитии более сложных технологий «систем-в-модуле» (SiP) с целью повышения производительности на системном уровне и снижения общего энергопотребления.

Наконец, аналитики Yole Développement начали замечать первые признаки того, что устройства могут имитировать и воспринимать окружающую среду с человеческими возможностями, используя пять основных органов чувств в «фиджитал» метамире. Последним шагом для MEMS был бы переход от простых детерминированных датчиков сбора данных к более эмпатичным машинам для интерпретации данных. Устройства смогут распознавать и предсказывать настроение, чувства и эмоции пользователей, реагировать на потребности и намерения подобно тому, как некоторые люди проявляют эмпатию.


A Brave New MEMS World: a $18.2B Market by 2026. i-Micronews, July 15, 2021: https://www.i-micronews.com/a-brave-new-mems-world-a

A Brave New MEMS World: a $18.2B Market by 2026. Yole Développement. Status of the MEMS Industry – ​Market Update 2021: http://www.yole.fr/Status_Of_The_MEMS_Industry_Market_Update_2021.aspx


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ