以消费电子为主战场的MEMS传感器,能攻下工业4.0?

Release time：2017-06-19
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微机电(MEMS)传感器目前仍以消费性电子产品为主要应用市场。 然而，在工业4.0转型的路上，MEMS传感器的妥善使用也相当重要。 博世集团(Bosch)凭借着自身于电子产业的经验成立了顾问团队，协助台湾各产业工厂实现产线智能化的目标。

博世集团(Bosch)微机电(MEMS)传感器已广泛应用于智能型手机及平板计算机等行动装置上。 另外，也正积极开发穿戴式装置、健身追踪器等消费性电子产品的MEMS传感器应用。 Bosch Sensortec台湾暨东南亚总经理黄维祥指出，Bosch所产出的MEMS传感器，主要应用以手持式设备为主，并以1年销售超过十亿支的智能型手机为最大市场。 除此之外，市面上许多屏幕、键盘能够分离的笔记本电脑也能见到MEMS传感器的应用。 未来，也将持续拓展穿戴式设备、VR/AR设备的MEMS传感器应用。

除此之外，Bosch在协助厂商工业4.0转型时，MEMS传感器也扮演着举足轻重的角色。 Bosch在台湾除了积极推动自身工厂的工业4.0转型，也正协助台湾的各产业升级至工业4.0环境。 Bosch旗下子公司博世力士乐(Bosch Rexroth)于2016年11月获颁经济部工业局自动化审查合格证书，成为工业局功能性项目辅导计划之技术服务单位。 未来将结合工业局资源，协助在地产业研发、创新与提升效能。

Bosch工厂自动化销售经理陈俊隆指出，台湾各产业皆有许多任务厂积极寻求工业4.0转型顾问服务，希望工厂作业流程能更加数字化、智能化。 然而，厂商对于该如何执行与立定目标成效却少有精确的想法。 陈俊隆认为，除了制程数字化已久的电子业之外，在台湾，目前以纺织业工厂最为积极寻求工业4.0转型。 而工业4.0转型并不止于成立全新、完整的智能化、数字化生产线，更重要的是协助老旧工厂在一定的预算与种种限制之下，达成适宜的工业联网。

陈俊隆分享，台湾纺织业者已经有非常成熟的制程设备，然而原有设备常常已无法应付当代多样化、少量生产需求。 陈俊隆进一步分析，在协助许多台湾纺织厂进行价值链分析后，发现阻碍智能化的瓶颈其实是在制程后端。 纺织厂商可以保留大部分的旧有设备，只须将后端大型机械更换为能够应付小量生产并能灵活运用的设备，便能够提高生产效益。 并且，再运用MEMS传感器，掌握湿度、温度、震动等等数据讯号，妥善监控所有设备的运作状况。 进而达到降低机械损坏的机率、提高生产线的稳定性，同时符合少量多样的生产需求，让现有产线设备发挥最大可用性。

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国内MEMS与国际先进水平差距明显，产业面临三大问题
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国内MEMS与国际先进水平差距明显，产业面临三大问题

国内MEMS产业起步较晚，虽然已有完整产业链的布局，但总体而言现阶段还处于发展初期，MEMS产品在精度、稳定性等性能指标上都远不及国外高端产品。因此国内MEMS传感器产品大部分还停留在低端，应用领域也较为局限。国内厂商在营业规模、技术水平、产品结构方面，与国外相比有明显差距。对此，专业人士认为：“国内MEMS传感器厂商大多为新兴的Fabless初创公司，自身技术与产品性能都和国外领先厂商有着明显差距，无论从技术还是产业规模来看，相比之下都有很大差距。”国家智能传感器创新中心副总裁朱家麒在谈到国内MEMS传感器产业时表示：“MEMS传感器产业链的主体结构从下至上，包括基础材料、工艺设备、工艺平台、封装测试、优化设计、系统集成，以及终端应用。中国在整个MEMS和先进传感器的产业布局上，相对比较完整，国内企业几乎涵盖了产业中的每一个环节，但起步较晚，发展阶段和规模都仍需时间推进。在科研、设计、制造、工艺设备等方面，中国和国外先进水平的差距还是比较大的。其中应用和系统集成是现阶段中国的强项，这个层级的参与者也比较多，具体的应用层级有小米、华为等厂商，不仅是手机，智能家居等门类的产品也是现在的热点。毕竟全球最大的市场就在中国，靠上层级在市场需求上会显得最为迫切。”“目前中国消耗了全球接近50%的传感器，因为大量的智能手机、无人机、家电就在中国制造，但传感器的国产率非常低，只有百分之十几。”朱家麒补充到。 对于国内MEMS产业的现状，有行业人士认为是国内市场环境导致了国产化程度不高：“相比于市场‘蛋糕’的巨大诱惑，国内市场对MEMS传感器的要求却没那么美丽。当前，不管是压力传感器，还是MEMS芯片95%都是进口的，国内厂商用国外的芯片封装，自己做套片、做下封装。对这些公司来说，这样的模式利润比芯片还高，并且很容易做，但是决定权终究在国外厂商手里。但如果是本土的MEMS厂商，国内客户就会要求用低于国外5、6倍的价钱做出来。这种现状对于国内生产厂商来说是极大的挑战。”用MEMS麦克风为例，对国内MEMS企业的现状作出了自己的分析：“综观整个国内的MEMS麦克风企业，大多数企业还是采购国外品牌的晶圆，自己只做封测或是代工合作，拥有自主核心芯片技术的企业非常少。采购芯片的MEMS麦克风企业晶圆技术受限于上游供应商，对整个产业没有太大的贡献。对于芯片设计公司来讲，因为MEMS麦克风的应用市场都在中国，国内的芯片设计企业还是有很大的机会，通过与上下游产业链的拉通联合，持续改进优化，缩短国产芯片的成熟时间，有很大的机会可以赶超国外的品牌。”一位资深业内人士则认为国内MEMS产业面临的最大问题是：缺乏开放、专业的MEMS规模化代工厂，无法解决众多MEMS设计公司的制造工艺问题。虽然传统的IC代工厂也开展了MEMS代工业务，但主要以压力传感器、MEMS麦克风、加速度计等成熟的低端产品为主，且产值较少，制造工艺水平与国际领先代工厂的差距明显。发达国家在MEMS技术中主要在芯片和微机电制造领域较成熟，特别是在使用寿命和精度上优势明显。从MEMS产业的设计、制造和封装三个环节来看，国内在关键技术的自主研发和产业化能力都较为孱弱。目前，国内传感器设计软件仍高度依赖国外，国产传感器在高端领域的可靠性也不如国外同类产品。同时还缺乏MEMS制造能力，国内具备一定规模的设计企业基本选择国外代工厂，而多数小型设计企业选择与科研院所的中试线绑定，这就导致产业化进程相对缓慢。除此之外，记者在9月初的Sensor China 2019上还了解到，高端研发人员缺失、产业链不完善和盈利困难，是目前国内MEMS厂商普遍需要面临的三大问题。传感器及其产业的特点之一是技术密集，由于技术密集，也自然要求人才密集。而我国缺乏高端研发人员和经验丰富的本土MEMS工程师，导致基础研究落后。研发进展缓慢便成为了企业的最大挑战之一。国内MEMS企业除了歌尔和瑞声出货量较大，其他企业出货量仍较小，导致产业链例如前端流片等实力单薄，没有发展驱动力。最后，传感器技术研发需要长时间投入，一般企业以自身力量不能支撑研发到上市的阶段。再加上本身低端MEMS传感器利润不高，导致投入与产出很可能不成正比。不过，业内资深人士对国内MEMS产业还是有着一定的信心：“近几年国内科研院所、企业也在加大追赶步伐和力度，并取得较快进展，至少目前国内企业在MEMS品种上基本都有涉及。” 尽管我国MEMS传感器厂商面临挑战诸多，但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。
2019-11-28 00:00 reading：1769
一文读懂全球MEMS市场
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一文读懂全球MEMS市场

从2012年开始，博世、ST、TI一直牢牢占据着全球MEMS榜单前三的位置，似乎无人能够挑战。 然而在Yole最新发布的一份全球MEMS公司排名中显示，产业格局正在悄然改变。博世继续冠绝群雄，新博通跃升第二，ST陨落跌出前三排名第四。 2016年全球前三十名MEMS公司营收排名 Yole的报告中还指出：随着4G技术的出现以及蜂窝通讯的复杂性日益提高，带动了射频（RF）MEMS滤波器的需求持续增加。 新出炉的排名凸显了射频应用对MEMS产业方向的重新定义：射频MEMS滤波器（RF前端最大的业务）在2017年到2022年期间将以35%的复合年增长率迅速成长，增速水平位居各种MEMS产品的首位。 射频MEMS滤波器的大幅成长明显影响了MEMS供应商的命运。 美国博通（Broadcom）于2015年被安华高（Avago）收购后，MEMS滤波器销售量不断增长，2016年销售收入达9.10亿美元。在全球MEMS公司排名榜上，Avago由2015年的第四名跻身今年的前三甲，名列第二。 在榜单中，博通并非是唯一一家射频厂商，Qorvo也是一家受益公司，其营收在三年间从1.45亿美元飙升至5.85亿美元。 由此看来，MEMS产业还是存在诸多变数的，接下来小编为你盘点全球MEMS前30厂商及相关产品。 1.博世 产品类型：涵盖惯性、环境、智能、光学、声学传感器5大类。应用领域：汽车制造、消费类电子、家用电器博世作为MEMS制造商的领头羊，牢牢占据着汽车与消费电子两大市场。 2.博通 产品类型：光学传感器、接近传感器、环境亮度传感器应用领域：通信应用、工业应用如前面所说，新博通为安华哥收购博通组成，其MEMS传感器业务仍以安华哥为主。 3.德州仪器 产品类型：湿度传感器、电容式感应、气体/化学感应、霍尔效应传感器、电感式传感、光学感应、压力感应、超声波感应、电流感应、其他传感器信号调节器应用领域：电子产品、汽车制造、通信设备、家用电器、自2010年来，德州仪器的MEMS产品营收一直保持在8亿美元的水平，主要专注于MEMS微镜阵列。 4、意法半导体 产品类型：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、智能传感器、Sensor Hub、温度传感器和触摸传感器应用领域：通信、汽车、工业意法的销售额出现下滑，主要原因是由于不断实施的市场“杀价”行为。 5、Qorvo 产品类型：放大器、滤波器、无源器件、振荡器、变频器应用领域：无线通讯、航天国防、消费电子Qorvo是2015年由两家领先的RF解决方案供应商RFMD与TriQuint合并而成，矢志成为RF领域最强者。 6、惠普 产品类型：喷墨、激光打印应用领域：储存设备、打印机、服务器、计算机惠普的营收也在逐年下降，其正经历着从一次性喷墨打印头到固定式喷墨打印头转变的“阵痛”。 7、楼氏电子 产品类型：硅麦克风应用领域：智能手机、平板、电脑等消费电子 8、DENSO 产品类型：温度传感器、曲轴位置传感器、轨压传感器、真空温度传感器应用领域：汽车 9、TDK 产品类型：惯性传感器、温度传感器、压力传感器、加速度计应用领域：移动、汽车、工业TDK的业绩来自其2016年收购的美国传感器厂商InvenSense和法国MEMS制造商Tronics。 10、高通 产品类型：磁力、压力、加速度感测器应用领域：汽车高通的业绩主要源于去年收购恩智浦。 11、松下 产品类型：信号类电感器、电源类电感器、图像传感器应用领域：安防监控、办公用品、消费电子 12、Sensata 产品类型：空气流量传感器、分析传感器、汽车传感器、压力传感器、温度传感器应用领域：汽车制造、暖通空调、军事国防 13、英飞凌 产品类型：磁性传感器、电流传感器、压力传感器、图像传感器应用领域：汽车制造、消费电子、工业应用、医疗设备 14、佳能 产品型型：图像感应器应用领域：照相机、摄像机、影像扫描器 15、ADI 产品类型：加速传感器、陀螺仪、惯性传感器、磁场传感器、温度传感器应用领域：汽车制造、航空航天、通信、消费电子 16、AKM 产品类型：电子罗盘、传感器集成电路、音频、万能接头应用领域：消费类电子产品、工业、汽车 17、村田 产品类型：AMR传感器、气压传感器、振动传感器、热电型红外线传感器、磁性识别传感器、旋转位置传感器、超声波传感器、加速度传感器、陀螺仪应用领域：医疗健康、汽车制造、移动通信、照明、工业设备、个人电脑、安全与防护 18、Amphenol 产品类型：压力传感器、湿度计、气体传感器、温度传感器应用领域：航空航天、军事电子、交通运输、汽车、工业 19、歌尔 产品类型：MEMS麦克风应用领域：消费电子 20、霍尼韦尔 产品类型：压力、温度、湿度红外、超声波、磁阻、霍尔、电流传感器应用领域：航空航天/国防、交通运输、医疗及工业领域 21、UTC Aerospace Systems 产品类型：陀螺仪，加速度计、 惯性测量单元应用领域：航空航天领域 22、ALPS 产品类型：磁式传感器、3轴地磁式传感器、湿度传感器、压力传感器、电阻式位置传感器应用领域：IT通信、车用电子 23、FLIR 产品类型：红外热成像传感器、温度传感器应用领域：工业检测、自动化、无人机 24、TE 产品类型：压力、力、温度、位置、加速度、湿度和液体传感器等。应用领域：交通运输、工业、通讯 25、AAC 产品类型：MEMS麦克风应用领域：消费电子 26、罗姆 产品类型：加速度传感器、地磁传感器、气压传感器应用领域：工业、汽车、消费电子 27、EPSON 产品类型：MEMS喷墨头、陀螺仪应用领域：打印机、扫描机、投影机、刻录机 28、欧姆龙 产品类型：光纤、光电、位移、接近、微型光电、超声波、压力、振动传感器应用领域：工业自动化控制系统、汽车电子、健康医疗设备 29、Boehringer Ingelheim 产品类型：生物MEMS应用领域：健康医疗 30、ULIS 产品类型：红外图像传感器应用领域：摄像机、军事、监视与安全领域
2017-08-09 00:00 reading：1935
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