新冠疫情對(duì)MEMS產(chǎn)業(yè)在短期和長(zhǎng)期有什么影響？經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上面臨哪些挑戰(zhàn)？關(guān)鍵性驅(qū)動(dòng)因素有哪些？哪些是值得關(guān)注的供應(yīng)商，而他們正致力于開發(fā)什么創(chuàng)新技術(shù)？
正如Yole光電與傳感業(yè)務(wù)的技術(shù)與市場(chǎng)分析師Dimitrios Damianos 博士指出的，“這是一個(gè)讓MEMS在與以往非常不一樣的領(lǐng)域得以應(yīng)用的機(jī)會(huì)?！盡EMS市場(chǎng)在疫情中受到的影響不盡相同。在家中辦公有利于數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，且能加速5G部署；而封城禁令則讓汽車相關(guān)的市場(chǎng)陷入停滯；消費(fèi)設(shè)備市場(chǎng)也同樣由于需求量大幅下降而受影響，但沒有汽車市場(chǎng)那么嚴(yán)重。
Yole在最新的一份《2020年MEMS產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)》報(bào)告中預(yù)期，仔細(xì)研究了全球MEMS市場(chǎng)，并提出了對(duì)該產(chǎn)業(yè)及其未來趨勢(shì)的全面評(píng)估。報(bào)告對(duì)超過15種不同設(shè)備做了最新分析，包括慣性、麥克風(fēng)和壓力等，涵蓋六個(gè)不同市場(chǎng)：消費(fèi)、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、電信，以及國(guó)防和航空航天。
汽車MEMS受挫嚴(yán)重 5G會(huì)帶來新動(dòng)力
圖片來源：Yole
在汽車領(lǐng)域，新冠疫情的負(fù)面影響十分顯著。Yole預(yù)計(jì)，2020年將同比下降27.5%。汽車相關(guān)的設(shè)備大多數(shù)都會(huì)遭受市場(chǎng)下跌的影響，包括傳感、照明和電源。不過Yole認(rèn)為壓力和慣性MEMS將繼續(xù)在這一市場(chǎng)中保持領(lǐng)先地位，因?yàn)樗鼈冊(cè)赥PMS、氣囊、 ESC8和傾翻探測(cè)這樣的安全性系統(tǒng)中是不可或缺的。
不過Yole的報(bào)告中對(duì)于5G將帶來的市場(chǎng)動(dòng)力十分看好。Yole的Dimitrios Damianos認(rèn)為，由于5G和汽車V2X連接將需要更多定時(shí)解決方案，而MEMS振蕩器迅猛增長(zhǎng)，因此截至2025年，這一市場(chǎng)的增長(zhǎng)潛力最大。同時(shí)，電信運(yùn)營(yíng)商在2020年繼續(xù)加速部署5G，也進(jìn)一步肯定了這一增長(zhǎng)勢(shì)頭。
與汽車領(lǐng)域形成對(duì)比的是，工業(yè)MEMS以及醫(yī)療MEMS設(shè)備則在這場(chǎng)疫情中受益。由于免接觸式體溫測(cè)量的需要，帶動(dòng)了基于熱電堆和微測(cè)輻射熱計(jì)的熱成像和熱傳感系統(tǒng)的需求量激增。
同樣的，醫(yī)療MEMS市場(chǎng)基本由壓力和微流控主導(dǎo)，用于醫(yī)療的MEMS設(shè)備也同樣呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，與新冠疫情直接相關(guān)的領(lǐng)域，包括呼吸機(jī)、呼吸系統(tǒng)診斷、研究病毒和患者監(jiān)測(cè)所用的科研工具，都受到了積極的影響，而其他醫(yī)療健康領(lǐng)域收到的影響較輕或未受影響。此外，微流控診斷測(cè)試對(duì)新冠肺炎的診斷舉足輕重。
Yole的報(bào)告認(rèn)為，新冠疫情可能會(huì)加速醫(yī)療機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，所以不論是技術(shù)上還是運(yùn)作模式上，都將向以患者為中心方法轉(zhuǎn)變。未來會(huì)有更多的遠(yuǎn)程醫(yī)療、更多可穿戴、可聽見且互聯(lián)的醫(yī)療設(shè)備，以及更多的預(yù)防和持續(xù)監(jiān)控，這都將帶動(dòng)相關(guān)MEMS設(shè)備的發(fā)展。
熱成像/傳感MEMS的新趨勢(shì)——一部具測(cè)溫功能智能手機(jī)？
對(duì)于熱成像/傳感MEMS的技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)的展望，Yole更是在報(bào)告中大膽假設(shè)，甚至接下去在智能手機(jī)中加入溫度測(cè)量功能，也許也會(huì)得到很大的市場(chǎng)接受度，這次的疫情帶來了這方面的新需求，而人們使用在手中的東西——智能手機(jī)——來頻繁地測(cè)量體溫，似乎并不為過。
“如果華為接下去推出具有溫度測(cè)量功能的手機(jī)會(huì)如何？在中國(guó)有8.5億人使用智能手機(jī)，占中國(guó)人口的60％（來源：Newzoo），這就意味著有1000萬人（占總?cè)丝诘?％）有望購(gòu)買具有體溫測(cè)量功能的智能手機(jī)。”Yole在報(bào)告中寫道，而在其他國(guó)家，情況也可能類似。
另外，針對(duì)消費(fèi)類MEMS設(shè)備而言，根據(jù)報(bào)告，Yole指出，用于消費(fèi)市場(chǎng)的MEMS設(shè)備將主要由RF MEMS支撐。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，包含RF MEMS在內(nèi)的消費(fèi)市場(chǎng)只收縮了2.6%，但如果不含 RF MEMS，該市場(chǎng)在 2020 年就會(huì)縮水 16%。Yole預(yù)計(jì)， 2021 年市場(chǎng)將回歸新冠疫情之前的水平，并將恢復(fù)增長(zhǎng)勢(shì)頭。此外值得關(guān)注的是，5G和低于6 GHz頻段的部署刺激了BAW濾波器的需求量激增，Yole預(yù)計(jì)這一增長(zhǎng)勢(shì)頭將在2020年之后持續(xù)。
Yole報(bào)告中還提到了國(guó)防與航空航天市場(chǎng)。由于民用航空的癱瘓，新的飛機(jī)訂單受到阻礙，因此包括壓力和慣性在內(nèi)的傳統(tǒng)的 MEMS傳感器可能會(huì)受負(fù)面影響。
不過，Yole指出，國(guó)防領(lǐng)域不會(huì)到顯著影響，且從長(zhǎng)期來看，隨著國(guó)防應(yīng)用在替換淘汰使用基于斯特林制冷機(jī)的較老技術(shù)的傳統(tǒng)熱成像攝像機(jī)，對(duì)這對(duì)基于微測(cè)輻射熱計(jì)的熱成像儀顯示出應(yīng)用于國(guó)防領(lǐng)域的好機(jī)會(huì)。
提升MEMS價(jià)值鏈：更高精準(zhǔn)度、超級(jí)功率、嵌入式智能
對(duì)于接下去MEMS市場(chǎng)的趨勢(shì)，Yole認(rèn)為，MEMS 設(shè)備正在向更高精準(zhǔn)度、超級(jí)功率、嵌入式智能的方向發(fā)展，
具體來看，在應(yīng)用層面，Yole認(rèn)為中期來看，封裝大量傳感器且更具可穿戴性的超敏感設(shè)備將會(huì)是MEMS設(shè)備的一大發(fā)展趨勢(shì)。其中，與語(yǔ)音界面和VPA相關(guān)的一切都將持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，從而提高對(duì)質(zhì)量更優(yōu)且具備高保真語(yǔ)音抓取性能的 MEMS 麥克風(fēng)的需求量。另外，更多消費(fèi)醫(yī)療健康方面的應(yīng)用需求也將激發(fā)相應(yīng)MEMS設(shè)備的成長(zhǎng)。而對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用而言可能還要有一定程度的生物相容性。
根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，在2019年MEMS代工廠（Foundry）的排名中，位列前五名的分別是Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Sony、臺(tái)積電以及X-FAB。MEMS收入份額前十名的廠商中，除了一直以來的博通、博世、ST、TI、NXP等國(guó)外巨頭們，也有中國(guó)廠商的身影，歌爾股份近年來在MEMS業(yè)務(wù)上的收入持續(xù)成長(zhǎng)。
Yole指出，從MEMS競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的角度來看，MEMS廠商們正努力脫離貨品化的循環(huán)，并從傳感器中獲得更多價(jià)值。而如何提升這種價(jià)值鏈？對(duì)此，Yole分析指出，有以下三種方式：
首先是尋找傳感器的新應(yīng)用和新的用例，比如AR/VR領(lǐng)域的新應(yīng)用將是值得挖掘的領(lǐng)域。
其次，通過將更多功能的整合以及算法和軟件來改善當(dāng)前的傳感器方案，尤其是運(yùn)行這些算法或軟件的芯片/ASIC是其價(jià)值點(diǎn)。
此外還有增加邊緣處理與計(jì)算也是一個(gè)方向。Yole解釋，這之所以增加價(jià)值，是在于增加一個(gè)ASIC/MCU能帶來更多的硅面積的同時(shí)，也增加了更多的功能性。Yole認(rèn)為這或許有望扭轉(zhuǎn)多年來MEMS價(jià)格下降曲線。
報(bào)告中舉例，Knowles通過為DSP12增加了一個(gè)額外的音頻處理器，從Google Pixel 3 智能手機(jī)升級(jí)到Google Pixel 4，從而增加了價(jià)值。而Knowles能夠做到這一點(diǎn)，其幾年前對(duì)Audience的收購(gòu)至關(guān)重要，Knowles通過增加MEMS麥克風(fēng)這項(xiàng)處理功能，提升了賣給谷歌的硅片價(jià)值。
此外，通過更優(yōu)的算法和軟件也有助于幫助MEMS廠商實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品附加功能和價(jià)值的提升。比如，博世正在與高通合作以加強(qiáng)算法能力，意法半導(dǎo)體則在其慣性傳感器中增加了機(jī)器學(xué)習(xí)的內(nèi)核。
Yole特別提到邊緣性人工智能的引入可以幫助MEMS設(shè)備在價(jià)值鏈上爬得更高。據(jù)報(bào)告中資料，已有不少初創(chuàng)公司致力于此，比如Imerai、Aspinity、Syntiant 和 Cartesiam。而這也將成為MEMS發(fā)展的下一步。
結(jié)語(yǔ)：
毫無疑問，MEMS市場(chǎng)的挑戰(zhàn)在不斷演化。Yole的分析師們指出，通過軟件實(shí)現(xiàn)不同傳感器融合以及降低功率是其中十分重要的方面。而MEMS市場(chǎng)升級(jí)的時(shí)機(jī)也已經(jīng)成熟，不過這需要產(chǎn)業(yè)鏈中各個(gè)主要參與者的協(xié)作配合，只有當(dāng)各家公司都遵循某些黃金規(guī)范時(shí)這才有可能實(shí)現(xiàn)，比如更高的精準(zhǔn)度、更低的功耗、緊湊性。而這一切的價(jià)值，在這個(gè)日趨智能化、數(shù)字化的時(shí)代，未來都將存在于數(shù)據(jù)中。從前端制造到封裝、模塊和系統(tǒng)整合，這需要整個(gè)供應(yīng)鏈都來參與應(yīng)對(duì)這一發(fā)展趨勢(shì)。（文/Wilde 校對(duì)/零叁）
