发明新型mems技术并尝试不同材料的新创公司,正积极推动mems朝向多样化的未来进展。
usound是一家热门的mems新创公司,它“进展十分迅速,将在2019年推出mems微型扬声器”。而压电麦克风公司vesper,最近则从包括亚马逊(amazon)在内的投资方筹集了2,300万美元。mounier说,随着汽车产业对于光达的持续需求,robosense和innoviz等光达公司也引起了诸多关注。chirp microsystems (主打3d感测技术)则在今年早些时候被tdk收入麾下。他还谈到了“为生物相容性医疗装置制造钛mems”的法国初创公司——mistic。
回顾在1980和1990年代初期的mems,mounier指出,当时的mems完全与检测机械运动、压力或冲击的基本传感器脱离不了关系。他说:“但那些传感器并不是很精确”。
进入21世纪,用于mems的电子和材料改善后,让传感器足够精确以测量物体。mounier说,mems已可使用旋转感测和可见光管理(dlp)。而在2000-2010年中期,声音和红外线(ir)波长也被加进mems技术中。
mems从实体传感器转向光管理(如微镜)、然后是红外线感测(微辐射热测量计)。麦克风以及语音,也助长了mems的发展。
mems革命带来了第一款超越人类感官的传感器。据mounier说,如今,mems和传感器的发展以其于“超音波、遥感超谱(hyperspectral)、rf和其它方面的感测能力,已经远远超人类的能力。”
mems中最热门的趋势是传感器融合。透过将多个传感器整合至一个封装中,mems可以撷取“全方位环境感知”,mounier解释说。
随着传感器整合在一起,用户期望多传感器套件的软体结合感官资料,还能够产生更高度度的智慧。下一个里程碑可说是传感器和人工智慧(ai)的“伏尔甘”(vulcan,罗马神话中的火与工匠之神,其司掌的熔炉被视为神奇的源泉)心灵融合能力。
尽管传感器融合技术在汽车和智慧型手机中的应用已非常流行,但该产业针对应该在哪里进行融合仍然存在分歧。一些公司开始在更接近传感器的位置处理资料。其他人则主张后端的资料融合。mounier坦承,业界对此的争辩不曾稍歇。
按照元件类别来解析传感器营收,2017年cmos成像营收高达134亿美元,位居排行榜第一,其次是rf、雷达和指纹传感器。
如果你问2023年成长最快的传感器,那么,3d最受青睐。针对光达(lidar)的高需求,mounier看好3d传感器的cagr将会达到40%。
mems产品多样化,并受到各细分市场的驱动。其结果是,mems供应商的赢家和输家往往是风水轮流转。
目前,博通的mems业务展现最强劲的成长幅度,这可归功于rf mems市场成长。
博世在市场上排名第二,依然是最稳健的mems业者之一。据mounier观察,由于博世涵盖两种差异化的mems市场领域(消费者和汽车),为避免损失而两方下注,使得博世在确保稳定成长方面“相当成功”。
相反地,意法半导体的mems业务则“面临挑战”,mounier说,这主要是因为苹果(apple)是意法半导体的唯一大客户。同时,意法半导体一直难以在汽车和工业mems市场有所斩获。
楼氏电子(knowles electronics)的mems营收表现持平,主要原因是mems麦克风市场竞争加剧。(knowles electronics)
德州仪器(texas instruments;ti)也一直在苦苦挣扎,因为微镜是其唯一的mems产品。mounier说,ti的成功取决于光达。如果微镜可以成功地用于光达,ti的mems业务将发生重大改观。
2017年,受惠于惠普(hp)的喷墨列印业务,意法半导体仍能执mems代工厂的牛耳。
当问及代工市场的显著变化时,mounier列举了若干惊喜。他提到加拿大公司teledyne dalsa的强劲成长。teledyne dalsa在一年内将销售额提高了1,000万美元,在2017年达到了6,000万美元。这家加拿大公司称自己是“世界上最重要的纯粹mems代工厂之一”,拥有跨多种元件类型生产的能力。其产品包括用于电信的微镜、用于游戏控制器的陀螺仪传感器、用于微型医疗系统的微流体元件,以及用于汽车的压力传感器和惯性传感器、用于智慧手机的麦克风等。
瑞典公司silex microsystems则是另一家发展迅速的纯粹mems代工厂。该公司将代工业务从2016年的4,100万美元扩大至2017年的5,000万美元。
对于mounier而言,最令人意外的是位于荷兰埃因霍芬(eindhoven)的飞利浦创新服务公司(philips innovation services)。脱胎于飞利浦研发(philips r&d)而独立后,该公司似乎吸引了许多不愿透露名称的客户。philips innovation services致力于设计、开发和提供客制mems元件和组装微型元件。其mems代工厂号称有140名专家,这家荷兰公司提供“mems原型、mems制程开发和mems制造”。
yole的mems元件和技术资深分析师eric mounier解释,由于4g的复杂性迫使手机必须支援多频段,从而引发对于rf滤波器无与伦比的需求高峰。随之而来的是对于rf mems的市场需求畅旺。他指出,随着业界转向5g,这种现象只会加剧。
yole将rf mems (baw滤波器)视为推动整个mems市场最强劲的引擎之一。yole预测,如果不包括rf,mems市场在2011-2023年间将年成长9%;若再加上rf mems,则整个mems市场的年复合成长率(cagr)可望达到17.5%。
二十年前,mems在整个ic市场上可能被视为一种另类的利基应用。现在则已大相径庭。2017年,mems、传感器和致动器(actuator)占全球芯片销售额4,200亿美元的11%。而且,mems在整个半导体市场的占有率还会更进一步增加。mounier预测,到2023年将增加到15%~20%。
移动(mobile)和汽车是进一步推动mems需求的两个最大领域。yole预测,2023年的移动应用将为传感器和致动器创造530亿美元的营收,而汽车应用则有205亿美元。mems的下一波趋势将会是工业4.0 (46亿美元)、医疗保健(23亿美元)和语音处理(14亿美元)。
根据法国市场市调公司yole développement发布的mems最新报告,去年,博通的排名首次超过了mems产业中的所有常见对手,这都要归功于射频(rf) mems的热销。无论是博世(robert bosch)还是意法半导体(stmicroelectronics;st),都没能在2017年全球mems市场排名中拔得头筹。今天,世界上最大的的全球微机电系统(mems)供应商是——博通(broadcom)!来源:电子工程专辑











