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(guó)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(chǎng)規(guī)模達(dá)到111億美元。由于智能手機(jī)和平板電腦的巨大市場(chǎng)需求，MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，后續(xù)還有增長(zhǎng)潛力無限的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，MEMS產(chǎn)業(yè)也是高度動(dòng)態(tài)化的，即便是較為成熟的汽車市場(chǎng)，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(yùn)動(dòng)傳感器正成為一種廉價(jià)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(chǎng)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(chǎng)預(yù)測(cè)
此外，我們認(rèn)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(jìn)一步減小尺寸和降低成本，從而開辟新的機(jī)遇。我們相信基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器將會(huì)獲得越來越多的應(yīng)用，尤其是可穿戴和消費(fèi)電子設(shè)備，如智能手機(jī)和智能眼鏡等。另一個(gè)例子是，MEMS微鏡正吸引來自光通信市場(chǎng)的目光，如凱聯(lián)特（Calient）實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)；或者M(jìn)EMS微鏡應(yīng)用于人機(jī)交互界面，如英特爾（Intel）收購(gòu)Lemoptix。
過去，我們已經(jīng)看到了不同市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)者，并且競(jìng)爭(zhēng)也是很開放的。但是2014年令人記憶猶新的是：一個(gè)未來的MEMS巨人——羅伯特?博世（Robert Bosch）的成長(zhǎng)。去年由于消費(fèi)市場(chǎng)的帶動(dòng)，該公司的MEMS營(yíng)收增長(zhǎng)20%，達(dá)到12億美元，穩(wěn)居全球第一位。意法半導(dǎo)體的MEMS營(yíng)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(jì)營(yíng)收為38億美元，約占全球MEMS市場(chǎng)的三分之一。博世的霸主地位顯而易見，因?yàn)樗臓I(yíng)收約占前五大公司合計(jì)營(yíng)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(shì)改變MEMS市場(chǎng)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(cè)
* 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(jì)，包括NEMS（納機(jī)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(chǎng)份額，我們將它們分為兩大類：“氣勢(shì)洶洶的悍將”和“苦苦掙扎的巨頭”。“氣勢(shì)洶洶的悍將”包括博世、InvenSense、Avago和Qorvo。博世是值得特別注意的，因?yàn)樗悄壳芭琶叭形ㄒ灰患译p市場(chǎng)（汽車和消費(fèi)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(zhǎng)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(gè)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(jī)會(huì)：軟件、12寸晶圓、新型檢測(cè)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(gè)MEMS供應(yīng)鏈，包括設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備和封裝等。目前看來，主要有兩個(gè)原因驅(qū)動(dòng)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(kuò)大與芯片特征尺寸的縮小是相應(yīng)促進(jìn)和互相推動(dòng)的，晶圓尺寸每提升一個(gè)等級(jí)就會(huì)伴隨著芯片特征尺寸縮小一個(gè)等級(jí)；（2）經(jīng)濟(jì)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(diǎn)，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(jìn)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(gòu)行為不斷發(fā)生，如InvenSense收購(gòu)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(gè)整體的傳感解決方案
雖然組合傳感器市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)，但是分立慣性傳感器市場(chǎng)仍有亮點(diǎn)
2015-2020年，消費(fèi)類應(yīng)用將繼續(xù)顯著增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)出貨量的年增長(zhǎng)率為17%。然而，價(jià)格下降壓力巨大，每年下跌約5%，因此市場(chǎng)營(yíng)收的年增長(zhǎng)率為13%。在消費(fèi)領(lǐng)域，還有一個(gè)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(jì)仍然保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。因?yàn)榭纱┐髟O(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(jī)iPhone 6中也使用了一顆博世的分立加速度計(jì)。
加速度計(jì)+磁力計(jì)的組合傳感器適用于功能手機(jī)，因?yàn)樗麄兛梢圆捎盟惴▉砟M陀螺儀，從而使得低端手機(jī)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(dòng)增長(zhǎng)。
還有很多其它MEMS器件的發(fā)展趨勢(shì)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(chǎng)取代壓電噴墨技術(shù)，同時(shí)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(jī)、平板電腦和可穿戴設(shè)備中的壓力傳感器市場(chǎng)將超過5.8億美元。另一個(gè)飆升的市場(chǎng)是消費(fèi)類MEMS麥克風(fēng)。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(chǔ)、光譜學(xué)、光療、三維測(cè)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(cè)輻射熱計(jì)（microbolometer）市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)，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(chǎng)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(jī)，但是它和Seek Thermal（采用Raytheon紅外成像儀）將開啟未來全新的市場(chǎng)。
對(duì)于射頻應(yīng)用，未來幾年，體聲波（BAW）濾波器市場(chǎng)將受到高端智能手機(jī)的驅(qū)動(dòng)。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(fèi)市場(chǎng)的“可靠性/成本”的規(guī)格需求。
最后，我們認(rèn)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(jī)和可穿戴設(shè)備都將廣泛采用。