MEMS应用需求各异@@,压电@@MEMS开辟新疆域@@

作者@@:麦姆斯咨询@@ CEO 王懿@@

受到多种@@MEMS产品的应用驱动@@,如压力传感器@@(例如@@胎压监测系统@@)、射频器件@@@@(例如@@5G通信@@和@@车联网@@@@)、惯性传感器@@(例如@@高级驾驶辅助系统和@@自动驾驶汽车@@)和@@新兴@@MEMS器件@@(例如@@用于指纹识别的压电@@@@MEMS超声波换能器@@)等@@,预计@@MEMS市场将在@@@@2019年@@至@@2024年@@期间实现显著增长@@。

MEMS集中了当今科学技术@@发展的许多尖端成果@@,涉及物理学@@、半导体@@、光学@@、化学@@、电子@@工程@@、材料工程@@、机械工程及生物工程等@@多种学科和@@工程技术@@@@。相比传统的结构型传感器@@,MEMS传感器具有体积小@@、重量轻@@、功耗低@@、价格低@@、集成度高@@、可批量制造等@@优点@@。此外@@,MEMS传感器还可以@@与处理单元集成@@,例如@@采用系统级封装@@(SiP)或@@片上系统@@(SoC)形式@@,因此@@MEMS成为智能传感器的重要载体@@。

尽管@@IDM至今仍主导@@MEMS产业走向@@,但是代工模式也有其优点@@:不仅可以@@让无晶圆厂@@(Fabless)MEMS设计公司节省兴建晶圆厂的巨额成本@@,以@@投资更多人力专注于传感器产品设计@@,还可以@@加速消费类@@MEMS应用的发展@@。

以@@MEMS惯性传感器@@为例@@,与应用相关的精度指标主要有三方面@@:噪声@@(Noise),如振动抑制@@、1/f噪声@@、高频噪声@@等@@@@;稳定性@@(Stability),如长期稳定性@@@@、温度稳定性@@和@@重复稳定性@@等@@@@;偏差@@(Tolerance),如零偏@@、灵敏度@@、非线性@@、轴间串扰等@@@@。

展望未来@@10年@@,5G、物联网@@@@、人工智能@@、自动驾驶汽车将成为@@MEMS市场的主要驱动因素@@。不同应用对@@MEMS传感器的需求各异@@,以@@MEMS加速度计为例@@,在个人消费电子@@领域@@,功耗最重要@@,其次是精度和@@成本@@;在汽车领域@@,可靠性最重要@@,其次是精度和@@寿命@@;在工业领域@@,寿命最重要@@,其次是可靠性和@@精度@@。

受到多种@@MEMS产品的应用驱动@@,如压力传感器@@(例如@@胎压监测系统@@)、射频器件@@@@(例如@@5G通信@@和@@车联网@@@@)、惯性传感器@@(例如@@高级驾驶辅助系统和@@自动驾驶汽车@@)和@@新兴@@MEMS器件@@(例如@@用于指纹识别的压电@@@@MEMS超声波换能器@@)等@@,预计@@MEMS市场将在@@@@2019年@@至@@2024年@@期间实现显著增长@@:市场营收的复合年@@增长率约为@@8.3%,出货量的复合年@@增长率约为@@11.9%。

此外@@,新材料@@(如压电@@材料@@)和@@新工艺@@(如压电@@薄膜沉积@@)的发展为@@MEMS应用领域开疆辟土@@。实际上@@,压电@@和@@@@MEMS技术@@的融合发展正在为全球@@MEMS产业带来一场革命@@。压电@@MEMS技术@@越来越多地应用于射频滤波器@@@@、MEMS时钟@@、MEMS陀螺仪@@、喷墨打印头@@、MEMS扬声器和@@麦克风@@、MEMS微镜@@、自动对焦执行器@@、能量收集器@@,以@@及超声波换能器@@和@@指纹识别传感器等@@产品@@。

随着先进材料和@@半导体@@技术@@不断发展@@,电子@@器件@@正朝着小型化@@、智能化和@@高集成化道路发展@@,面对智能手机等@@消费类产品的海量需求@@,市场对压电@@薄膜型器件@@的需求日益增加@@,越来越多的电子@@器件@@采用的压电@@材料开始从块体型转向薄膜型@@。因此@@,压电@@薄膜沉积技术@@在@@MEMS产业中变得越来越重要@@。目前应用最广泛的压电@@薄膜材料是氮化铝@@(AlN)和@@锆钛酸铅@@(PZT)。

在市场需求和@@压电@@材料制备@@水平提高@@的双重因素影响下@@,压电@@MEMS和@@传感器正迎来黄金时代@@,将在@@5G通信@@、智能语音@@、消费类可穿戴设备@@@@、指纹识别和@@医疗等@@设备@@中拥有广阔的应用前景@@。在整个压电@@器件@@市场中@@,射频滤波器@@受益于@@5G通信@@而快速发展@@,包括@@SAW和@@BAW滤波器@@。智能语音@@交互市场引爆了麦克风海量需求@@,新型压电@@@@MEMS麦克风凭借高信噪比优势@@,有望打破传统的电容式麦克风垄断地位@@,同样压电@@@@MEMS扬声器也蓄势待发@@。在全屏手机需求背景下@@,压电@@超声波指纹识别的高安全性和@@良好的抗污特性@@,更切合物联网@@@@安全可靠的发展趋势@@,因而备@@受关注@@。

MEMS传感器正在将人类的体验数字化@@,并推动真实世界和@@虚拟世界的紧密结合@@,为全球各地的用户提供全新的体验@@。MEMS传感器与人工智能@@的结合将催生边缘计算新时代@@:在边缘设备@@中将多种传感器融合@@,再结合人工智能@@技术@@@@,可以@@为视@@、听@@、嗅@@、运动等@@多种物理量的感测开辟新应用@@。同时@@,压电@@MEMS技术@@也将为蓬勃的@@MEMS市场再注一剂强心针@@。

来源@@:麦姆斯咨询@@