博世or意法半导体,谁是MEMS领域排名第一的厂商?

章鹰 2018-07-05 09:12 次阅读

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)!

谁想得到呢?

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。

与《EE Times》的电话采访中,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)占全球晶片销售额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%。

行动(mobile)和汽车是进一步推动MEMS需求的两个最大领域。Yole预测,2023年的行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)。

MEMS进化

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。

简言之,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。

别忘了,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。

成长最快的传感器?

现在,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。

但是,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风云榜

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。

MEMS代工厂有谁?

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。

然而,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」。

MEMS的未来

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。

值得关注的MEMS新创公司

在Yole协助下,《EE Times》整理了17家值得关注的MEMS新创公司。Mounier并提醒说,这份清单并非详尽无遗,但让我们一窥MEMS发展走向的脉络。

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