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物联网时代,MEMS传感器未来展望

2017年10月9日 16:16  CCTIME重庆时时彩走势图  

根据Yole Development预测,2015到2021年间全球MEMS(微机电系统)市场的年复合增长率约为8.9%,尽管届时市场规模可达200亿美元,但与先前由于智能型手机、 平板计算机等消费电子产品拉动的两位数以上的增长相比,市场成长明显放缓。

究其原因,除了智能型手机等消费市场成长趋缓外,MEMS持续的「跌价」也是主因之一—以陀螺仪和加速度计产品为例,其价格每季度会下跌3%至5%,因此在消费电子市场红利出尽之前,找到新的市场成长空间,MEMS厂商就是其中的关键。

图一 : 2015-2021年全球MEMS市场预测(按照产品分类)


汽车市场就是其中被寄予厚望的一个领域,目前平均每辆汽车上使用的MEMS数量已超过20个,主要应用于汽车的安全与节能系统中,如电子稳定控制、胎压监测、安全气囊、引擎管理和尾气处理等, 有数据显示2022年这一类市场规模将达到32亿美元。 此外,近年来ADAS和无人驾驶汽车的发展,也会为汽车引入新的MEMS器件,比如MEMS与激光扫描系统LiDAR结合可获取更高分辨率的环境扫描数据。

汽车用抬头显示器(HUD)是另一个市场卖点—将图像化的提示讯息投射到车前挡风玻璃上,与实际道路情况重合,达到一种AR(扩增实境)的效果,这让投影设备厂商发现了一个新大陆, 例如TI早已开始大力推广其基于MEMS的DLP投影技术在这种「无屏幕」场景下的应用。

图二 : 基于MEMS技术实现的汽车抬头显示器(HUD)


MEMS在显示领域的应用,同样也可以移植到新一代消费电子产品中,为AR/VR等可穿戴装置提供小尺寸、色彩鲜艳、高流明的显示体验。 与此同时,也有厂商在探索利用MEMS组件实现手势识别等3D位置和运动测量,其原理是利用MEMS的压电效应制造出压电超声波传感器,进行超声探测和定位。

据了解这种传感器的功耗极低,一次测量只消耗4微焦耳的能量,低采样率时电流仅有毫安。 2016年的CES展会上,Chirp Microsystems公司展示其基于MEMS的超音波手势识别技术,预计在今年底上市虚拟现实和游戏机领域的商用产品。 虽然这些应用暂时还无法与智能型手机的市场规模相提并论,但无疑会改写消费性电子市场的人机交互模式,创造出一个比触控屏幕更自然的人机接口,帮助MEMS厂商透过改善用户体验的角度进而获取利润。

此外,生物医疗领域也可能成为MEMS的另一个市场热点,包括病人监测、体外诊断、医疗成像、病人护理、给药和药物研究等五个应用领域。

根据Yole Development的预测,生物MEMS市场将从2015年的27亿美元增长至76亿美元,年复合增长率为18.4%,十分可观。 新的MENS应用情境也在不断涌现,例如在外骨骼和视网膜植入物中的应用。

传统上,专业生物MEMS市场其中一个显著的特征就是产品单价高,但是单一组件的市场容量小,通常都是在100万颗以内,让MEMS厂商很难从规模化效应中收益。 因此大家开始寄希望于「消费型」的生物MEMS市场发展,如血糖、血压等健康监测,希望从中挖掘出可以「放量」的市场。 尽管生物医学类产品存在认证等环节,市场导入期较长,会增加综合成本,但相信大家还是有足够的耐心去等待。

最后,物联网无疑是MEMS厂商心中最大的一个「梦」,无处不在的终端传感器让MEMS存在感剧增,与NB-IoT等新兴的低功耗无线协议结合在一起,更得以实现更大范围内的数据收集、分析和运营,定义出新的商业价值, 预计2020年的物联网设备会超过500亿台。

不过,这样巨量的市场价值并不一定会自然地传导至MEMS组件,MEMS厂商面临着一个新的挑战—物联网应用需要的通常是一个整合传感器、MCU、无线通信,甚至是软件、云端大数据应用的整合解决方案, 在其中单一感测组件的物理价值反而显得「微不足道」,这也是目前MEMS行业中很多玩家在追求所谓「垂直整合能力」的重要原因。

总之,对于MEMS厂商来说,未来的五年既需要「仰望星空」的信念,也需要「精耕细作」的劳作,在市场上「挤」出一片自己的空间。

编 辑:王洪艳
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