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MEMS:智能机和汽车电子贡献率60%以上
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美国MEMS产业协会（MIG）于2011年11月2日～3日在加利福尼亚州Monterey召开了MEMS经理人年度大会。与会专业人士认为，未来几年，智能手机和汽车电子将是MEMS应用的两大主要市场。手机和平板电脑中的运动传感器（加速度计、陀螺仪、压力+罗盘）更将成为热门技术中的大热门。
宏观经济环境
任何一个产业的发展都离不开全球总体经济环境的影响，MEMS产业同样如此。半导体市场研究机构Semico Research的技术主管Tony Massimini认为，目前全球宏观经济表现疲软。主要原因包括：1.人们普遍担心政治和经济方面的不稳定性，因此不太敢花钱消费。2.从销售方面看，汽车业已恢复景气，但日本地震后，汽车业复苏仍很缓慢。3.工业订单增速慢。4.短期来看，还没有积极的刺激因素可以改变目前经济的停滞状况。
在宏观经济指标方面，继2010年全球GDP实现4.9%的增长后，预计2011年增速将跌回3.8%，2012年可能会达到4.5%。主要驱动力来自：OEM厂商会在2011年第3和第4季度消化掉此前的库存；欧美经济可能出现好转。
行业市场分析
Tony Massimini表示，2011年下半年，PC市场的整体表现令人失望。桌面机和服务器的母板市场在第3、4季度连续下滑；AMD的CPU供应受压，且Nvidia秋季发布的28nmGPU也给AMD以重压；对PC的开学需求也比往年疲软。另外，相比新兴市场国家的强大需求，西欧PC市场仍然孱弱。
手机市场呈现出一家欢喜几家愁的局面。智能手机市场是独乐园，亚洲智能手机PCB供应在第3季度保持着10%以上的强劲增长，而其他手机细分市场在第3、4季度的表现则差强人意。
消费电子方面，除iPad一枝独秀外，机顶盒、DVD播放机、数字视频、数字相机、HDTV、MP3和电子阅读器的PCB发货量均低于季度平均水平。
反映全球半导体销售情况的Semico IPI指数在2011年第3季度到2012年上半年，将走出先抑后扬的曲线，拐点可能在2012年2月出现。2011及2012年半导体收入预测如图1所示。
图1 2011及2012年全球半导体收入预测（收入按季度划分。数据来源：Semico Research）
Semico Research做出上述预测的前提假设是，终端产品将采用更多的存储器、RF、MEMS、应用与基带处理器等半导体芯片；消费者购买HDTV、机顶盒、数字相机和游戏机等产品的欲望不强；2011/2012年的市场新容量缓慢增长；资本支出减少；总体芯片平均售价下降；供应链收紧，累积库存得到释放；市场对衰退反应过度。
Semico Research认为，包括乘用车与商用车在内的汽车市场将恢复增长（见图2），而这也是MEMS的最大应用市场。手机将向高端市场转移，2011年，智能手机中的MEMS产品销售额占20%，2011～2015年，年均复合增长率将达38%。智能手机将在2014年取代汽车，成为MEMS的最大应用市场。另外，包括平板电脑、笔记本、服务器等在内的整体计算市场在2011～2015年将保持连续增长（见图3）
图2 全球汽车市场将恢复增长（数据来源：Semico Research）
图3 计算市场在2011～2015年将保持连续增长（数据来源：Semico Research）
2015年全球MEMS市场营收将达到118亿美元
市场研究机构iSuppli 的MEMS和传感器行业首席分析师Jeremie Bouchaud表示，2010年，全球MEMS市场营收约为72亿美元，2011年预计为79亿美元，增幅约10%；2012年将增长到约88亿美元，2015年这一数字将达到118亿美元，2010～2015年的平均复合增长率约为10.5%。2010～2015年MEMS按产品及应用划分的全球市场走势分别如图4和图5所示。
图4 2010～2015年MEMS（按产品划分）全球市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
图5 2010～2015年MEMS（按应用划分）全球市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
智能手机和汽车电子——MEMS应用的两大支柱
Semico Research研究认为，未来5年，智能手机和汽车电子将是MEMS应用的两大主要市场，它们对总体规模的贡献率在60%以上。2011～2015年，MEMS产品按应用领域划分的销售额预测如图6所示。在此期间，MEMS产品的平均售价会持续走低，年均复合降幅将达8.2%（见图7）。该行业的景气度也将跟随主流半导体产品的波动周期而变化。
图6 2011～2015年，MEMS产品按应用领域划分的销售额预测（数据来源：Semico Research）
图7 2011～2015年，MEMS产品的平均售价会持续走低（数据来源：Semico Research）
Semico Research的Tony Massimini认为，MEMS行业要保持稳定增长，需要建立一个健康的生态系统，实现设计工具、仿真、验证及封装等的标准化，并促进其他半导体器件的发展。
iSuppli分析预测，消费电子和移动领域的MEMS市场规模将从2010年的15亿美元增加到2015年的44亿美元，年平均复合增长率约为22%(见图8)。据该机构2011年7月发布的一份报告，2012年，MEMS技术将用于更多的手持设备等消费电子产品中（将图9）。智能手机仍将起到火车头的拉动作用；同时，平板电脑将提供新的增长机会，这也将积极推动“Full PC平板电脑”；而游戏机的前景似乎不太乐观，2010年已达顶峰，2011～2012年将出现下滑，2014年才会走出低谷，重拾升途。
图8 2010～2015年消费电子和移动领域MMES市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
图9 MEMS在消费电子市场的规模和增长趋势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
2011年的产品亮点有：TI的手持产品中的MEMS热电堆，楼氏电子的MEMS游戏棒，还有厂商推出了RF MEMS转换器/变容二极管。未来5年内，手机和平板电脑中的运动传感器（加速度计、陀螺仪、压力+罗盘）将是热门技术中的热门（见图10）。但iSuppli对遥控器中的运动传感器和MEMS音箱不太看好，甚至认为后者在2015年前都不会有像样的市场。
图10 手机和平板电脑中的运动传感器将是未来5年内热门技术中的热门（数据来源：市场研究机构iSuppli）
汽车电子领域，MEMS全球市场规模将从2010年的19亿美元增加到2015年的28.6亿美元，年平均复合增长率约为8.5%(见图11)。由于日本的拖累，2011年全球汽车销量可能下降220万辆，且2012年下滑趋势仍会延续。
图11 2010～2015年汽车电子领域MEMS市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
由于各国法律法规对汽车的要求越来越严，ESC、气囊和胎压监测（TPMS）等安全应用将成为主流，胎压监测将从2015年起在中国成为强制法令。节能减排也将使中国成为传感器市场增长的驱动力。另外，一体化传感器会使价格以7-8%的速度下降。
在工业、有线通信、医疗电子、军事与民用航空灯高附加值应用领域，MEMS全球市场规模将从2010年的15亿美元增加到2015年的27亿美元，年平均复合增长率约为12.3%。MEMS不仅可以减少工业与民用的能源消耗，还有助于能源开发与勘探。iSuppli认为，中国在上述各领域已成为MEMS的主要应用市场。
MEMS供应链的演进
市场研究与分析机构Yole认为，MEMS供应链结构正在孕育着新变化。MEMS器件可用于替代功能，如麦克风；也可用于新功能，如微镜、RF MEMS调谐天线；或者组合功能，如IMU，该功能正带来商业模式的革命。在麦克风领域，一些厂商生产晶圆，另一些厂商则专注于封装、销售传感器。在MEMS代工厂和IDM之间也出现了一种中间商业模式：一些IDM专门用自己的设计生产MEMS晶圆，而一些MEMS代工厂则用自己的设计开发产品平台。MEMS产业的另一种变化是，在一个模块中集成多个芯片，这种情况始于从6自由度（DoF）到10自由度的惯性模块。同时暗示了高集成度、软件与供应链中的多个挑战。
Yole具体分析了MEMS市场供应链的几个重要变化：
一、2016年，消费电子领域中的惯性组合传感器将占很大份额。在游戏、手机、平板电脑和PMP应用中，可能占近1/3的出货量，及近50%的销售额。
二、MEMS麦克风领域供应链在过去几年已经发生了不小的变化。例如，英飞凌已转型为麦克风芯片供应商，供给瑞声科技(AAC Acoustics)、Hosiden、BSE、Goertek等亚洲麦克风厂商；同时，MEMSTech和欧姆龙等另一些厂商正试图成为取代纯代工厂的麦克风制造商。
三、辐射热计、带检测器的照相机核心模块正成为相机制造商的主要业务。这将进一步促进红外检测器的集成与应用。
Yole于2011年3月发布的数据显示，TI、惠普、博世和ST等厂商排名2010年全球MEMS销售前30位。这一年MEMS全球市场营收约为87亿美元，出货量为43亿件，其中消费电子领域的贡献占了46%；2016年营收将达196亿美元，出货量为158亿件，营收和出货量的年复合增长率分别为15%和24%。其中，惯性MEMS份额最大，微辐射热计、振荡器和微流控芯片等新型器件也有一定贡献。2010～2016年MEMS（按产品种类划分）全球市场走势如图12所示。
图12 2010～2016年MEMS（按产品划分）全球市场走势（数据来源：市场研究与分析机构Yole）
厂商战略分析
厂商数量从高度分散向相对集中发展，表明MEMS业务正在成熟。2010年，全球销售额在1亿美元以上的厂商有21家。博世、ST、松下等大厂商变得更大，小厂商竞争形势更加严峻。规模小且产品种类分散的厂商将很难与大厂商竞争，但专注于一两种技术产品的厂商仍有一定的市场生存空间。“如只有单一产品的AKM、楼氏电子（Knowles）、TI和Inkjet等厂商，业绩也很好。芯片设计、封装、软件等技术分工越来越专，这将成为未来的重要发展趋势。”Yole分析师Laurent Robin指出。
目前，排名在全球前30位的大部分厂商是集成型制造公司，出现的新变化是，越来越多的大厂商开始提供代工业务；另外一些厂商考虑到成本和基础设施因素，正在外包消费类器件或部分专门的工艺，从而成为轻晶圆厂商（Fab-light）。例如，只有楼氏电子和InvenSense属于无晶圆厂商，惠普、飞思卡尔、ADI、利盟（Lexmark）、英飞凌、VTI等很多厂商属于轻晶圆厂商。30名之外，也有很多无晶圆厂商或在发展，或处于成长阶段，后者可能日后会成为大公司，也可能会昙花一现。
Yole的报告分析指出，未来几年对MEMS产业非常关键。那些从事高附加值的汽车电子厂商仍会保留内部代工厂；进入消费电子领域的厂商很可能采用外包形式；而自己拥有代工厂的消费电子厂商为了生存，将不得不极力提高市场份额，以抵消基础设施的巨大成本。
代工厂则需关注大批量应用的市场领域，通过开发新的器件供应商或消费者，以使生产规模保持稳定。
宏观经济环境
任何一个产业的发展都离不开全球总体经济环境的影响，MEMS产业同样如此。半导体市场研究机构Semico Research的技术主管Tony Massimini认为，目前全球宏观经济表现疲软。主要原因包括：1.人们普遍担心政治和经济方面的不稳定性，因此不太敢花钱消费。2.从销售方面看，汽车业已恢复景气，但日本地震后，汽车业复苏仍很缓慢。3.工业订单增速慢。4.短期来看，还没有积极的刺激因素可以改变目前经济的停滞状况。
在宏观经济指标方面，继2010年全球GDP实现4.9%的增长后，预计2011年增速将跌回3.8%，2012年可能会达到4.5%。主要驱动力来自：OEM厂商会在2011年第3和第4季度消化掉此前的库存；欧美经济可能出现好转。
行业市场分析
Tony Massimini表示，2011年下半年，PC市场的整体表现令人失望。桌面机和服务器的母板市场在第3、4季度连续下滑；AMD的CPU供应受压，且Nvidia秋季发布的28nmGPU也给AMD以重压；对PC的开学需求也比往年疲软。另外，相比新兴市场国家的强大需求，西欧PC市场仍然孱弱。
手机市场呈现出一家欢喜几家愁的局面。智能手机市场是独乐园，亚洲智能手机PCB供应在第3季度保持着10%以上的强劲增长，而其他手机细分市场在第3、4季度的表现则差强人意。
消费电子方面，除iPad一枝独秀外，机顶盒、DVD播放机、数字视频、数字相机、HDTV、MP3和电子阅读器的PCB发货量均低于季度平均水平。
反映全球半导体销售情况的Semico IPI指数在2011年第3季度到2012年上半年，将走出先抑后扬的曲线，拐点可能在2012年2月出现。2011及2012年半导体收入预测如图1所示。
图1 2011及2012年全球半导体收入预测（收入按季度划分。数据来源：Semico Research）
Semico Research做出上述预测的前提假设是，终端产品将采用更多的存储器、RF、MEMS、应用与基带处理器等半导体芯片；消费者购买HDTV、机顶盒、数字相机和游戏机等产品的欲望不强；2011/2012年的市场新容量缓慢增长；资本支出减少；总体芯片平均售价下降；供应链收紧，累积库存得到释放；市场对衰退反应过度。
Semico Research认为，包括乘用车与商用车在内的汽车市场将恢复增长（见图2），而这也是MEMS的最大应用市场。手机将向高端市场转移，2011年，智能手机中的MEMS产品销售额占20%，2011～2015年，年均复合增长率将达38%。智能手机将在2014年取代汽车，成为MEMS的最大应用市场。另外，包括平板电脑、笔记本、服务器等在内的整体计算市场在2011～2015年将保持连续增长（见图3）
图2 全球汽车市场将恢复增长（数据来源：Semico Research）
图3 计算市场在2011～2015年将保持连续增长（数据来源：Semico Research）
2015年全球MEMS市场营收将达到118亿美元
市场研究机构iSuppli 的MEMS和传感器行业首席分析师Jeremie Bouchaud表示，2010年，全球MEMS市场营收约为72亿美元，2011年预计为79亿美元，增幅约10%；2012年将增长到约88亿美元，2015年这一数字将达到118亿美元，2010～2015年的平均复合增长率约为10.5%。2010～2015年MEMS按产品及应用划分的全球市场走势分别如图4和图5所示。
图4 2010～2015年MEMS（按产品划分）全球市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
图5 2010～2015年MEMS（按应用划分）全球市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
智能手机和汽车电子——MEMS应用的两大支柱
Semico Research研究认为，未来5年，智能手机和汽车电子将是MEMS应用的两大主要市场，它们对总体规模的贡献率在60%以上。2011～2015年，MEMS产品按应用领域划分的销售额预测如图6所示。在此期间，MEMS产品的平均售价会持续走低，年均复合降幅将达8.2%（见图7）。该行业的景气度也将跟随主流半导体产品的波动周期而变化。
图6 2011～2015年，MEMS产品按应用领域划分的销售额预测（数据来源：Semico Research）
图7 2011～2015年，MEMS产品的平均售价会持续走低（数据来源：Semico Research）
Semico Research的Tony Massimini认为，MEMS行业要保持稳定增长，需要建立一个健康的生态系统，实现设计工具、仿真、验证及封装等的标准化，并促进其他半导体器件的发展。
iSuppli分析预测，消费电子和移动领域的MEMS市场规模将从2010年的15亿美元增加到2015年的44亿美元，年平均复合增长率约为22%(见图8)。据该机构2011年7月发布的一份报告，2012年，MEMS技术将用于更多的手持设备等消费电子产品中（将图9）。智能手机仍将起到火车头的拉动作用；同时，平板电脑将提供新的增长机会，这也将积极推动“Full PC平板电脑”；而游戏机的前景似乎不太乐观，2010年已达顶峰，2011～2012年将出现下滑，2014年才会走出低谷，重拾升途。
图8 2010～2015年消费电子和移动领域MMES市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
图9 MEMS在消费电子市场的规模和增长趋势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
2011年的产品亮点有：TI的手持产品中的MEMS热电堆，楼氏电子的MEMS游戏棒，还有厂商推出了RF MEMS转换器/变容二极管。未来5年内，手机和平板电脑中的运动传感器（加速度计、陀螺仪、压力+罗盘）将是热门技术中的热门（见图10）。但iSuppli对遥控器中的运动传感器和MEMS音箱不太看好，甚至认为后者在2015年前都不会有像样的市场。
图10 手机和平板电脑中的运动传感器将是未来5年内热门技术中的热门（数据来源：市场研究机构iSuppli）
汽车电子领域，MEMS全球市场规模将从2010年的19亿美元增加到2015年的28.6亿美元，年平均复合增长率约为8.5%(见图11)。由于日本的拖累，2011年全球汽车销量可能下降220万辆，且2012年下滑趋势仍会延续。
图11 2010～2015年汽车电子领域MEMS市场走势（数据来源：市场研究机构iSuppli）
由于各国法律法规对汽车的要求越来越严，ESC、气囊和胎压监测（TPMS）等安全应用将成为主流，胎压监测将从2015年起在中国成为强制法令。节能减排也将使中国成为传感器市场增长的驱动力。另外，一体化传感器会使价格以7-8%的速度下降。
在工业、有线通信、医疗电子、军事与民用航空灯高附加值应用领域，MEMS全球市场规模将从2010年的15亿美元增加到2015年的27亿美元，年平均复合增长率约为12.3%。MEMS不仅可以减少工业与民用的能源消耗，还有助于能源开发与勘探。iSuppli认为，中国在上述各领域已成为MEMS的主要应用市场。
MEMS供应链的演进
市场研究与分析机构Yole认为，MEMS供应链结构正在孕育着新变化。MEMS器件可用于替代功能，如麦克风；也可用于新功能，如微镜、RF MEMS调谐天线；或者组合功能，如IMU，该功能正带来商业模式的革命。在麦克风领域，一些厂商生产晶圆，另一些厂商则专注于封装、销售传感器。在MEMS代工厂和IDM之间也出现了一种中间商业模式：一些IDM专门用自己的设计生产MEMS晶圆，而一些MEMS代工厂则用自己的设计开发产品平台。MEMS产业的另一种变化是，在一个模块中集成多个芯片，这种情况始于从6自由度（DoF）到10自由度的惯性模块。同时暗示了高集成度、软件与供应链中的多个挑战。
Yole具体分析了MEMS市场供应链的几个重要变化：
一、2016年，消费电子领域中的惯性组合传感器将占很大份额。在游戏、手机、平板电脑和PMP应用中，可能占近1/3的出货量，及近50%的销售额。
二、MEMS麦克风领域供应链在过去几年已经发生了不小的变化。例如，英飞凌已转型为麦克风芯片供应商，供给瑞声科技(AAC Acoustics)、Hosiden、BSE、Goertek等亚洲麦克风厂商；同时，MEMSTech和欧姆龙等另一些厂商正试图成为取代纯代工厂的麦克风制造商。
三、辐射热计、带检测器的照相机核心模块正成为相机制造商的主要业务。这将进一步促进红外检测器的集成与应用。
Yole于2011年3月发布的数据显示，TI、惠普、博世和ST等厂商排名2010年全球MEMS销售前30位。这一年MEMS全球市场营收约为87亿美元，出货量为43亿件，其中消费电子领域的贡献占了46%；2016年营收将达196亿美元，出货量为158亿件，营收和出货量的年复合增长率分别为15%和24%。其中，惯性MEMS份额最大，微辐射热计、振荡器和微流控芯片等新型器件也有一定贡献。2010～2016年MEMS（按产品种类划分）全球市场走势如图12所示。
图12 2010～2016年MEMS（按产品划分）全球市场走势（数据来源：市场研究与分析机构Yole）
厂商战略分析
厂商数量从高度分散向相对集中发展，表明MEMS业务正在成熟。2010年，全球销售额在1亿美元以上的厂商有21家。博世、ST、松下等大厂商变得更大，小厂商竞争形势更加严峻。规模小且产品种类分散的厂商将很难与大厂商竞争，但专注于一两种技术产品的厂商仍有一定的市场生存空间。“如只有单一产品的AKM、楼氏电子（Knowles）、TI和Inkjet等厂商，业绩也很好。芯片设计、封装、软件等技术分工越来越专，这将成为未来的重要发展趋势。”Yole分析师Laurent Robin指出。
目前，排名在全球前30位的大部分厂商是集成型制造公司，出现的新变化是，越来越多的大厂商开始提供代工业务；另外一些厂商考虑到成本和基础设施因素，正在外包消费类器件或部分专门的工艺，从而成为轻晶圆厂商（Fab-light）。例如，只有楼氏电子和InvenSense属于无晶圆厂商，惠普、飞思卡尔、ADI、利盟（Lexmark）、英飞凌、VTI等很多厂商属于轻晶圆厂商。30名之外，也有很多无晶圆厂商或在发展，或处于成长阶段，后者可能日后会成为大公司，也可能会昙花一现。
Yole的报告分析指出，未来几年对MEMS产业非常关键。那些从事高附加值的汽车电子厂商仍会保留内部代工厂；进入消费电子领域的厂商很可能采用外包形式；而自己拥有代工厂的消费电子厂商为了生存，将不得不极力提高市场份额，以抵消基础设施的巨大成本。
代工厂则需关注大批量应用的市场领域，通过开发新的器件供应商或消费者，以使生产规模保持稳定。
