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部分MEMS应用领域将呈爆炸性增长
“再过若干年，人们将不会再用传统的麦克风，只用硅麦克风”， 驻极体麦克风的发明人，德国 Darmstadt工业大学的Sessler教授这样预言。目前基于MEMS（Micro Electro-mechanical System, 微电子机械系统）技术的硅麦克风以其微小的尺寸，优异的性能以及具有竞争力的价格等优势，正逐步占有手机，手提电脑，PDA以及助听器等市场。随着消费电子产业的增长和硅麦克风市场份额的提高，硅麦克风正成为MEMS产业最有吸引力的亮点。
MEMS技术是以批量化的微电子制造技术为基础，辅以特有的三维加工工艺，在微小的芯片上制作出各种微结构，并使之与电路相集成，组成一个可以实现信息获取、处理以及执行功能的微系统。MEMS可以包括微/纳米尺度的机械、电子、光学、磁学和化学等元器件，是一个将微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源融为一体的微型系统。
据法国Yole公司统计，包括喷墨打印头、压力传感器、硅麦克风、加速度计、微陀螺、数字微镜、微流体芯片、射频MEMS以及微型燃料电池的全球2005年MEMS器件市场总额达到了52.6亿美元，预计在2010年达到98.6亿美元，年复合增长率13%。
从地域上看，超过一半的MEMS器件产值（26亿美元）来自北美地区，接下来日本差不多占了五分之一（11亿美元），欧洲以8.15亿美元排列第三，占总量的16%，此外新加坡也是一个MEMS重镇，约有11%的MEMS器件产值来自于新加坡意法等晶圆厂。
从SEMI和法国Yole公司合作的报告中，我们看到直到2010年，MEMS的各个细分市场都呈现明显的增长：
喷墨打印头
喷墨打印头属于微流体器件，但由于其较大的市场规模而被单独列为一类。目前市场上所有的喷墨打印头都属于MEMS技术。2005年该市场总额为15亿美元。数字影像的打印成为该市场主要的驱动力，但由于喷墨打印头技术正由一次性喷墨头向可重复利用的喷墨头转移，该市场的增长率只有6%，到2010年达到20亿美元。在市场占有率方面，惠普一直以来是主要的玩家，占有51%的市场份额。接下来是Lexmark（15%），爱普生（13%）和佳能（12%）。喷墨打印头的制造技术正在向集成度和能量利用率都更高的DRIE技术转移，SU-8技术的应用也成为另一股重要力量。采用的硅片尺寸将从目前6英寸（85%）和4英寸为主流逐渐向8英寸过渡，预计2010年约18%的硅片为8英寸。
压力传感器
压力传感器可以说是MEMS最成熟的技术之一，然而其应用过于广泛，每种应用所需的规格不同，导致压力传感器市场一直较为零散。2005年该市场总额为10亿美元，并以7%的年复合增长率，达到2010年的13亿美元。随着美国政府新规定“2007年以前美国所有的汽车都必须安装轮胎压力传感系统”的出台，轮胎压力传感器将成为该市场主要的增长点。另一个增长机会则是防止睡眠呼吸抑制症的持续通气孔压力系统（CPAP）。目前55%的压力传感器芯片采用6英寸硅片制造，预计2010年该比例将达到80%。SOI材料的应用越来越广泛，尤其是在一些工业传感器方面。
硅麦克风
硅麦克风将是增长最快的市场！2005年该市场总额6500万美元，而到2010年将达到3.98亿美元，年复合增长率44%。硅麦克风由于其优异的性能，较低的制造成本以及尺寸优势等，正逐渐取代传统麦克风。超薄折叠手机目前是硅麦克风的主要市场，网络电话将成为硅麦克风的另一个增长点。目前主要的硅麦克风几乎都是采用8英寸硅片或SOI片制造，并主要在MEMS代工厂内完成，而将来会部分在CMOS代工厂内完成。Knowles Acoustic是硅麦克风市场上主要的供应商，占有80%以上的市场份额，接下来是SonionMEMS，Akustica，MemsTech等。
加速度计
加速度计用来检测物体运动的加速度，并转换成电子信号用于数字处理。2005年全球加速度计市场总额3.93亿美元，到2010年则会增长到8.69亿美元，年复合增长率17%。目前用于汽车安全气囊和稳定控制的加速度计相当于总量的80%以上，而随后几年，随着消费电子方面应用的强劲增长（30%年复合增长率），汽车方面应用的份额将会有所下降。在制造技术上，目前表面微机械技术应用占到总额的56%，其它的为体微机械技术。目前主流的硅片尺寸为6英寸，到2010年，8英寸将增加到10%。在汽车加速度计市场，Bosch，ADI和Motorola是主要的玩家，而在消费电子领域，ADI，MEMSIC，Hokuriku则主导着市场的方向。值得一提的是，中国公司MEMSIC在产品可靠性和成本控制方面处于全球领先地位。
微机械陀螺
微机械陀螺主要用于汽车的防翻车系统，GPS导航系统以及电子稳定控制（ESC）系统。尤其是ESC系统，在2010年稍后的新车内将被100%采用。2005年MEMS陀螺全球总销售额为5.58亿美元，到2010年将达到9.30亿美元，年复合增长率11%。石英和陶瓷材料现在仍占到MEMS陀螺衬底材料的37%，随着硅微陀螺技术的逐渐成熟，上一数字将于2010年降低到28%。衬底材料的尺寸目前以4英寸为主，而五年后6英寸材料将占到60%。DRIE技术和SOI材料也将越来越多地被采用。目前MEMS陀螺市场的主要玩家是Bosch，Seiko Epson，BEI Technologies，ADI，Honeywell，Infineon Sensor等。
基于光MEMS的显示技术
基于微光机电系统（MOEMS）的显示技术已经成为MEMS领域内仅次于喷墨打印的第二大市场，2005年创造了约13亿美元的销售额。预计2010年将达到30亿美元，年复合增长率20%。目前主流技术是TI的数字微镜阵列（DMD）。其它竞争性的技术还有Sony的光栅光阀（GLV），Kodak的光栅电子机械系统（GEMS），Micralyne的空间光阀（SLV）等。TI从1996年推出其DMD芯片以来，一直占有绝大部分的市场份额。GLV技术适合于超大尺寸显示，而GEMS在色彩对比度和显示速度上具有优势。此外该领域内还有Miradia，Reflectivity以及Keyotee等公司，它们在2004年第三季度一共融到了4175万美元的风险投资。
射频MEMS
射频（RF）MEMS是用于射频和毫米波的微系统。目前典型的器件包括射频开关，可调电容，MEMS电感，微型天线以及各种谐振器件等。RF MEMS目前的市场规模还较小，2005年只有1.05亿美元。但随着无线通讯和GPS等应用的推动，RF MEMS将是增长最快的市场，2010年达到3.31亿美元，年复合增长率26%。目前全球有将近120个机构在投入RF MEMS的研发，其中包括60所大学，各种RF MEMS初创公司，还有大型IC和MEMS制造公司等。排名前30的MEMS公司中，有三家声称从事RF MEMS相关的研发，它们是：Infineon，Agilent和Matsushita。
微燃料电池
微型燃料电池目前在商业化市场上几乎还是空白，但预计2010年的市场总额为6500万美元。主要应用于手机等便携设备的电源。目前全球主要的电子设备制造商如Canon，Matsushita，Samsung，Toshiba等都在投入微燃料电池研究。
从上述的分析中可以看出，部分MEMS领域如喷墨打印头、压力传感器，加速度计等虽已进入成熟阶段，但由于不断有新的应用带来新的增长点，未来几年内的增长势头也不容忽视；而仍处于起步阶段的MEMS技术如RF MEMS，微燃料电池以及硅麦克风等，至2010年以前都将保持20%-40%的增长率。如此看来MEMS成为近来各界竞相关注的热点也就不足为奇。
（本文数据来源于SEMI和法国Yole Development Inc.）
刘文平 SEMI市场分析师（Dliu@semi.org） |
Nano和Mems市场研究报告
