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一文看懂mems传感器市场趋势及主要厂商

传感器技术 2017-12-02 07:55 次阅读
在智能化电子产品不断涌现,物联网智能终端与整机产品制造市场稳定发展的带动下,对传感器要求更小型化、智能化、低功耗、高集成度、可大批量产及低成本,MEMS传感器便能解决这一市场需求,在近几年技术和产量都得到了高速的发展。 MEMS传感器已经在我们每天使用的各类设备上数以百万计地使用着。在智能手机上,MEMS传感器提供在声音性能、场景切换、手势识别、方向定位、以及温度/压力/湿度传感器等广泛的应用; 在汽车上,MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆的性能; 医疗领域,通过MEMS传感器成功研制出微型胰岛素注射泵,并使心脏搭桥移植和人工细胞组织成为现实中可实际使用的治疗方式; 在可穿戴应用中,MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等;在城市建设领域,MEMS传感器可以协助监测基础设施建设的稳定性,营造充满活力的反馈系统……。MEMS传感器已经被广泛地集成到汽车电子、智能家居、智能电网等物联网应用领域。 IHS MEMS及传感器业务总监Jérémie Bouchaud指出,在今后5到10年内,智能手机以及平板电脑仍然是MEMS主要应用领域。今后MEMS的应用领域将逐渐扩大,包括正在兴起的可穿戴设备、可拥有百余个MEMS传感器的汽车电子,和人们生活息息相关的智能家居和智能城市都是需要大力挖掘的市场。 “我们认为会有可穿戴设备的应用,但是它的比例还比较小,目前还不到10%,在这段时间内还是不会超过智能手机应用。在汽车应用方面会继续看到MEMS传感器的应用,因为高端的汽车中发现会有一百多个MEMS传感器,所以汽车是今后可以发展应用的领域。还有关于物联网,我认为物联网在MEMS传感器应用方面会有很好的发展 。” 他表示。 在手持终端应用领域,Jérémie指出将会出现一些新兴传感器,包括指纹传感器,环境(湿度、气体、 紫外线)传感器,健康(脉搏、血氧)传感器,热成像传感器等。此外MEMS麦克风、运动传感器包括加速计、磁力计、陀螺仪、压力传感器以及不同类别的运动传感器组合等市场均有较好的成长表现。 近几年MEMS市场发展迅猛,逐渐出现了多元化发展的局面。例如单位出货量增长,但平均售价也迅速下跌;传统制造厂商与新兴无晶圆MEMS厂商的竞争;新兴MEMS制造工艺和技术;多起行业并购等等。 “通过不断的技术创新以及多元化发展,辅以稳健可靠的批量生产供应链和强大的合作关系,MEMS器件及传感器厂商将推动物联网市场的增长。在亚太等地区市场上,地区经济特点必须加以考虑,这样才能研发适合的产品,提供适合的支持模式。” Jérémie Bouchaud指出。 近年来,MEMS的材料应用上有被非硅材料逐渐替代的现象,学术研究人员现在开始专注于开发聚合物和纸基微型器件。利用这些材料开发的器件,不仅工艺环保,而且制作设备简单、成本较低。相对硅材料,它们大幅缩减了研发经费预算。许多聚合物和纸基微型器件的创新都指向了医疗应用,对该领域来说,生物相容性和材料的柔性是基本要求。 纸基和聚合物微型器件的功能和性能开发,目前还处于相对早期的阶段,这类器件的生产设施现今也还没有开发出来。这些新技术的成熟和商业化,可能还需要超过10年的时间。所以,基于硅材料的微型器件研究,还有很多创新工作要做,不然就会面临发展停滞的风险。 MEMS传感器中国市场状况 中国作为全球最大的电子产品生产基地,消耗了全球四分之一的MEMS器件,吸引了全球的目光。但是就目前来看,中国大部分MEMS及传感器仍依赖进口,在2015年全球top 50 MEMS供应商中国厂商仅有三家,瑞声科技(AAC)、歌尔声学(Goertek)、共达电声(Gettop)和美新半导体(MEMSIC)。 然而,排名稍微靠前AAC和Goertek主要靠购买英飞凌的裸片来生产MEMS麦克风。不过近年来,国内对MEMS惯性传感器的研发热度很高,而且大多集中在国内的顶尖研究机构。清华大学、北京大学、中科院、电子26所等,还有一些海外归国人员创下了一些MEMS传感器企业如美新半导体、苏州敏芯微电子、深迪半导体(上海)有限公司等。中国的MEMS产业生态系统也正逐步完善,从研发、开发、设计、代工、封测到应用,产业链已基本形成,上海、苏州、无锡都形成了研发中心。 这些MEMS企业虽然出货量低,但是在一些低端消费消域还是有些竟争力了。MEMS麦克风供应商AAC, Goertek等通过购买英飞凌的MEMS和ASIC芯片然后自己封装。美新(MEMSIC)的加速度计和磁力计,深迪(Senodia)的磁力计和陀螺仪,明皜(MiraMEMS)加速度计、磁力计、6轴电子罗盘,矽睿(QST)加速度计和磁力计。 由于MEMS传感器在消费端的应用已经由高端市场逐步扩散到一些低端手机、可穿戴式设备。这一块的应用市场未来也很大。中国MEMS公司由于与国际大公司的技术差距,未来会集中“进攻”低端消费MEMS领域。在这些要求不高的领域还是有很强的竟争力。 MEMS前端研发需要大量的资金与时间,品种又过多,MEMS 器件很难赢利。这些厂家的最终命运一定是要么在低端消费品市场的竟争中脱颖而出,要么就是积累技术最终被歌尔声学这类厂家收购。 全球十大MEMS厂商 接下来小编为你盘点全球MEMS传感器十大厂商及相关产品(素材收集于网络): Top 10:Panasonic(松下)   松下电器,正式名称为Panasonic株式会社(日语:パナソニック株式会社,Panasonic Corporation),日本最大的电机制造商,也是日本前八大电机企业之一(松下电器、索尼、夏普、NEC、富士通、日立、东芝、三菱电机),总部位 于日本大阪府门真市。    Panasonic的中文为“松下”(早期叫National,1986年开始逐步更改为Panasonic,2008年10月1日起全部统一为 Panasonic)由日本松下电器产业株式会社自1918年松下幸之助创业,发展品牌产品涉及家电、数码视听电子、办公产品、航空等诸多领域而享誉全 球。    松下集团是全球性电子厂商,从事各种电器产品的生产、销售等事业活动。1978年,中国国家领导人参观了松下集团日本电视机工厂。在双方会谈中,创业 者松下幸之助表达了为中国做贡献的决心。随后,松下集团进入了中国事业的起始阶段。在这几年中,松下集团致力于产品出口以及对中国工厂的技术合作,并于 1987年设立了第一家合资工厂。截至今日,松下集团在中国的事业活动涉及研究开发、制造、销售、服务、物流、宣传等多个方面。    松下电器半导体有限公司(Panasonic Semiconductor Solutions Co., Ltd.),是全球首屈一指的半导体供应商。并提供尖端半导体解决方案及软件。    相关产品:MEMS陀螺仪传感器EWTS8RK,EWTS8RN Top9:Denso(电装)   株式会社电装(株式会社デンソー,DENSO CORPORATION)1949年12月,作为丰田汽车工业株式会社的零部件工厂之一的电装,从丰田集团独立分离出来,以1500万日元的资本金和 1445名员工的规模,在日本爱知县刈谷市成立了“日本株式会社电装”,并开始了运营。如今,电装已发展到日本排名第一、世界顶级的汽车零部件供应商集团 公司,在全球30多个国家和地区设有184家关联公司,集团员工数达139842名 (截至2014年3月31日) 。    株式会社电装DENSO CORPORATION是世界汽车零部件及系统的顶级供应商。为世界顶级汽车技术、系统以及零部件的全球性供应商,电装在环境保护、发动机管理、车身电子 产品、驾驶控制与安全、信息和通讯等领域,成为全球主要整车生产商可信赖的合作伙伴。电装提供多样化的产品及其售后服务,包括汽车空调设备和供热系统、电 子自动化和电子控制产品、燃油管理系统、散热器、火花塞、组合仪表、过滤器、产业机器人、电信产品以及信息处理设备。    作为电装在中国的统括公司——电装(中国)投资有限公司成立于2003年。    Top8:Invensense(应美盛)   Invensense公司成立于2003年6月,总部位于美国Sunnyvale,测试厂位于台湾,并在台湾、韩国、日本、迪拜设有业务处及应用支持 服务处。主要生产的产品为运动感测追踪组件。投资方包括Artiman Ventures、Partech International、Sierra Ventures和高通。    InvenSense为智能型运动处理方案的先驱、全球业界的领导厂商,驱动了运动感测人机接口在消费性电子产品上的应用。InvenSense是针 对掌上型CE产品市场需求,发展出多轴角速度陀螺仪的先驱。在2006年,InvenSense便推出世界第一个高效能的双轴陀螺仪,于2007 年,InvenSense更发展出针对CE应用之业界最小的双轴陀螺仪。    Invensense拥有四种专有技术优势:专利的Nasiri-Fabrication制程,先进的MEMS陀螺仪设计,可提供传感器讯号处理方案 (signal processing)及运作本司运动处理平台(Motion Processing)关键之融合算法技术(Sensor Fusion)的混合讯号电路系统(mixed-signal circuitry),以及本公司的运动处理数据库与运动感测应用(Motion Application)软件方案。    相关产品:六轴重力加速度智能传感器芯片系列:MPU-6050、MPU-6000、MPU-6555、MPU-6500、ICM-20608 ToP7:Knowles Electroincs(楼氏电子)     楼氏电子(Knowles Electronics)是1946年成立的一家以应用为基础的致力于开发面向助听器和其他电子设备市场的新型产品和组件的技术公司。总部位于美国伊利诺 伊州的艾塔斯卡(Itasca),全球员工超过一万名,遍布全球 37 个分支机构,包括欧洲、亚洲和北美的设计中心。从 1974 年开始在亚洲进行生产制造,并在中国和马来西亚建立了世界一流的工厂。    楼氏电子是先进的微声设备、特种组件以及移动通讯、消费电子、医疗科技、军事/空间和其它工业终端市场的人机界面解决方案的市场领导者和全球供应商。提供精确可靠的产品,包括助听器元件、MEMs(微机电系统)麦克风、扬声器、受话器、传感器、电容器、振荡器等。    相关产品:表面贴装MEMs SPH0641LM4H-1      Top6:Qorvo    RF Micro Devices,Inc.和TriQuint半导体公司2014年9月28日前宣布,两家公司以平等地位合并后的控股公司将起名为Qorvo,Inc.。另外双方还将公布新的Qorvo标识和股票代码,并在完成合并后立即开始使用。    TriQuint半导体公司成立于1985年,为全球各大通信、国防及航空航天公司提供创新射频解决方案及代工厂服务,是该领域的全球领先供应商。 TriQuint凭借其业内最全面的技术阵容、公认的研发领先地位、以及大规模制造方面的技术能力,使用砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、表面声波 (SAW)和体声波(BAW)技术生产各类标准和定制产品。    RFMD是设计和生产高性能射频解决方案的全球领先企业。RFMD的产品帮助实现全世界移动化,提供增强的通信连接,并支持移动设备、无线基础设施、 无线局域网(WLAN或Wi-Fi)、有线电视(CATV)/宽带、智能能源/先进计量基础设施(AMI) 以及航空航天和国防市场需要的领先功能。RFMD的多元化半导体技术系列和在射频系统领域的技术专长受到业内公认,是全球领先移动设备、客户端设备及通信 设备提供商的优先供应商。    Qorvo 兼具RFMD和TriQuint的技术、集体经验和智慧资源,是移动、基础设施和国防应用领域可扩展和动态 RF 解决方案的全球领导者。    2016年Qorvo收购一家超低功耗、短程RF通信技术公司的GreenPeak Technologies。    相关产品: BAW和SAW滤波器 890084     Top5:Hewlett Packard(惠普)    惠普研发有限合伙公司(Hewlett-Packard Development Company)位于美国加州的帕罗奥多,是一间全球性的信息技术公司,主要竞争对手有IBM和戴尔公司。主要专注于台式机、服务器、笔记本电脑、打印 机、数字视频、软件、计算机与信息服务等业务。2002年收购了美国著名的电脑公司康柏电脑公司。    惠普公司是由威廉·休利特及大卫·帕卡德两位斯坦福大学毕业生于1939年所创办。他们在加州帕罗奥多附近自家的车库创设惠普,因此有“车库创业”之称,而该车库亦被保留下来成为加州政府指定古迹。    2014年10月6日,惠普发表声明,将公司拆分为两间独立上市公司,个人电脑与打印机事业独立,并且沿用原本HP品牌名称,至于企业服务业务,分区 为惠普商务(HP Enterprise)。分区作业将在2015年完成。原HP首席执行官Meg Whitman,转任惠普商务首席执行官,由Pat Russo担任董事长;原有HP公司由Dion Weisle出任首席执行官,董事长由Meg Whitman担任。    由于惠普的打印机销量较高,喷墨打印机MEMS热激励器等销量也随之增加,因此惠普在这一领域也具有较高的营收。    相关产品:基于极速独立供墨系统的喷墨打印头。 Top4:Avago Technologies(安华高)   安华高科技(Avago Technologies)公司1999年从HP分拆出来,是一家设计、研发并向全球客户广泛提供各种模拟半导体设备的供应商,总部分别设在美国加州圣何 塞和新加坡。Avago Technologies提供模拟、混合信号和光电器件及子系统,主要包括光电产品、射频/微波器件及企业ASIC三大类产品。    产品组合广泛多样,在以下四个主要目标市场中拥有约 6500 种产品,即:无线通信、有线基础设施、工业和汽车电子产品以及消费品与计算机外围设备。安华高的产品在这些目标市场中可应用于移动电话、家用电器、数据联 网与电信设备、企业存储和服务器、发电和再生能源系统、工厂自动化、显示器、光学鼠标以及打印机。    2013年,Avago将以66亿美元对LSI公司进行收购,势将成为企业级存储市场新的一份子。2015年安华高科技以总计约370亿美元的现金和股票收购博通,这是全球芯片业历史上最大规模的一桩并购案,安华高科技有限公司已经决定更名为博通有限公司。    相关产品:体声波(BAW)滤波器ACPF-7241    Top3:Texas Instruments(德州仪器)   德州仪器(Texas Instruments,简称:TI)是一家位于美国德克萨斯州达拉斯的跨国公司,成立于于1951年,以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世。 主要从事数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。它在25个国家有制造、设计或者销售机构。德州仪器是世界第三大半导体制造商,仅次于英特尔,三 星;是移动电话的第二大芯片供应商,仅次于高通;同时也是在世界范围内的第一大数字信号处理器(DSPs)和模拟半导体组件的制造商,其产品还包括计算 器、微控制器以及多核处理器。    2011年收购美国国家半导体(National Semiconductor)之后,TI拥有由约45000种模拟电路产品及客户设计工具组成的投资组合,这使TI成为世界上最大模拟电路元器件生产厂 商。德州仪器在基于移动反射数字光处理设备的MEMS销售方面表现颇佳。    相关产品:基于MEMS的TI TI DLP Pico Top2:STmicroelectronicss(意法半导体)   意法半导体集团在1987年由意大利的Società Generale Semiconduttori (SGS) Microelettronica与法国汤姆逊(Thomson)公司的半导体分部Thomson Semiconducteurs两家半导体公司合并而成,该公司自1998年5月汤姆逊撤股后由SGS-THOMSON更名为意法半导体 (STMicroelectronics),总部位于瑞士日内瓦。    意法公司销售收入在半导体工业第七大高速增长市场之间分布均衡(五大市场占2007年销售收入的百分比):通信(35%),消费(17%),计算机 (16%),汽车(16%),工业(16%)。意法半导体拥有世界上最强大的产品阵容,既有知识产权含量较高的专用产品,也有多领域的创新产品,例如分立 器件、高性能微控制器、安全型智能卡芯片、微机电系统(MEMS)器件。    意法半导体已经公布了与英特尔和Francisco Partners合资成立一个独立的半导体公司的合作意向,名为Numonyx的新公司将主要提供消费电子和工业设备用非易失存储器解决方案。    2001年起意法半导体涉足于开发微机电系统,最初的硏究与开发于意法半导体在Castelletto的工厂中完成,但后来于2006年6月关闭,微机电系统活动迁移到位于Agrate的主要加工厂。    意法半导体的传感器产品包括MEMS(微机电传感器,包括加速度计、陀螺仪、数字罗盘、惯性模块、压力传感器、湿度传感器和麦克风)、智能传感器、Sensor Hub、温度传感器和触摸传感器。    相关产品:6轴MEMS惯性传感器模块LSM6DSL和LSM6DSM     Top1:Robert Bosch(罗伯特·博世)   罗伯特·博世有限公司(Robert Bosch GmbH)是一间总部位于德国格尔林根的电子工程跨国公司,由罗伯特·博世于1886年创建。博世是德国最大的工业企业之一,从事汽车技术、工业技术和消 费品及建筑技术的产业。1886年年仅25岁的罗伯特·博世先生在斯图加特创办公司时,就将公司定位为“精密机械及电气工程的工厂”。    博世1909年进入中国市场,生产和销售汽车零配件和售后市场产品、工业传动和控制技术、包装技术、电动工具、安防和通讯系统、热力技术以及家用电器。博世2014年在中国经营着62家公司,合并销售额达到521亿人民币。    博世MEMS传感器于可穿戴设备、物联网等新应用,将依整合性与功率表现规划相关产品线,分别为应用于传感器节点的高整合/高功率MEMS传感器,用 于穿戴式装置的高整合/低功率型,搭载于物联网标签的单一元件/高功率型,及智慧开关用单一元件/高功率型,其中,高整合型持续自3轴朝6轴,乃至于9轴 发展,功率高低则与具备无线通讯功能有关。 相关产品:高智能传感器解决方案BHV250和BHV160 全球前十名MEMS厂商占据了大部分市场份额,我们将它们分为两大类:“气势汹汹的悍将”和“苦苦挣扎的巨头”。“气势汹汹的悍将”包括博世、InvenSense、Avago和Qorvo。博世是值得特别注意的,因为它是目前排名前三十名中唯一一家双市场(汽车和消费电子)MEMS公司,并且还具有研发和量产双重设施。“苦苦挣扎的巨头”包括意法半导体、惠普、德州仪器、佳能、楼氏电子、电装和松下。这些公司目前正在努力寻找一种有效的增长引擎。此外,还值得一提的是一些“小巨人”,如Qorvo和英飞凌(Infineon),将来很有潜力发展为“悍将”或“巨头”。 总结: 1、MEMS传感器相对传统的传感器有很多的优势,广泛的应用在了消费类电子、医疗保健、汽车工业等行业。 2、由于MEMS传感器行业的品种多达上万种,研发投入过大,单品种的销量很难放大,所以只有大企业才能赢利。 3、MEMS传感器已在消费电子产品、汽车工业、医疗保健、机器人及自动化工业、太空卫星、运载火箭、航空航天设备等领域有着广泛的应用,其中消费类电子已经成为了MEMS传感器的第一大应用市场。  4、汽车领域MEMS传感器前10大厂商合计份额接近94%集中度非常高。是因为汽车上的使用的安全性能要求高,只有少数厂家能达到要求。 5、消费电子是MEMS最大的应用市场。Yole Developpement研究报告预测,全球MEMS消费类传感器市场将以18.5%的年复合增长率增长,到2018年将达到64亿美元。厂商的集中度相对较低,是因为消费类的MEMS传感器要求较低。 6、2015年MEMS传感器市场规模达到146亿美元,预计到2020年,MEMS市场产值将以12%~13%的复合增长率增长至300亿美元,单位出货量达到23.5亿。 7、MEMS传感器在低端消费电子的应用也很大,如一些低端手机、可穿戴式设备,中国的MEMS传感器与国际大公司还是有差距,中国MEMS企业未来在中低端的消费类市场还是有机会。 8、国家对MEMS传感器行业的政策支持力 微米量级的特征尺寸使MEMS传感器可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。是微型传感器的主力军,正在逐渐取代传统机械传感器。

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