MEMS (Mikroelektronik Mekanik Sistemler) sistemi, seri üretimde kullanılabilen ve mikro sensörleri, aktüatörleri, mekanik yapıları, güç kaynaklarını, sinyal işlemeyi, kontrol devrelerini, yüksek performanslı elektronik entegre cihazları, arayüzleri ve iletişimi entegre eden mikro veya nano ölçekli cihazları veya sistemleri ifade eder.

MEMS sensörleri, mikroelektronik teknolojisi temelinde geliştirilen çok disiplinli, son teknoloji bir araştırma alanıdır. Mikroelektronik ve mikroişleme teknolojileri kullanılarak üretilen yeni sensörlerdir.

Geleneksel sensörlerle karşılaştırıldığında, küçük boyut, hafiflik, düşük maliyet, düşük güç tüketimi, yüksek güvenilirlik, seri üretime uygunluk, kolay entegrasyon ve akıllılaştırma gibi özelliklere sahiptir.

Aynı zamanda, mikron mertebesindeki özellik boyutu, geleneksel mekanik sensörlerle elde edilemeyen bazı işlevleri yerine getirmesine olanak tanır.

MEMS teknolojisi, 21. yüzyılın devrim niteliğindeki yüksek teknolojilerinden biridir.

1947'de Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Bell Labs tarafından transistörün icadı, tüm endüstrinin gelişiminin başlangıcı oldu; 1987'de Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de mikromotor icat edildi ve bu da MEMS teknolojisinin başlangıcı olarak kabul edilir; 1993'te ADI'nin mikro ivmeölçer ürünleri otomobil çarpışma önleyici hava yastıklarında büyük miktarlarda kullanıldı ve MEMS resmen sanayileşme aşamasına girdi.

2016 yılından bu yana yerli sensör teknolojisi ve endüstrisi hızla gelişti. Aynı zamanda, yerli Nesnelerin İnterneti, 5G, yapay zeka ve diğer teknolojilerin de etkisiyle sensörler MEMS, zeka, ağ oluşturma ve sistemleştirme yönünde gelişmeye devam etti.

MEMS endüstri zinciri: dört ana bağlantıdan oluşmaktadır.

MEMS endüstri zinciri esas olarak dört ana aşamadan oluşur: tasarım ve Ar-Ge, üretim ve imalat, paketleme ve test etme ve sistem uygulaması.

MEMS endüstri zincirinin yukarı akışı, MEMS cihaz tasarımı, malzemeleri ve üretim ekipmanlarının Ar-Ge ve tedarikini içerirken; orta akış, MEMS cihazlarının imalatını, işlenmesini, paketlenmesini ve test edilmesini kapsar; aşağı akış ise MEMS ürünlerini terminal elektronik ürünlerine entegre etmek için kullanır.

İstatistiklere göre, MEMS ve sensör dökümhanelerinin üretim kapasitesi 2019'da aylık 3.9 milyon adetten 2023'te aylık 4.7 milyon adede yükselecek.

MEMS sensör endüstrisinin rekabet ortamı

Küresel MEMS sensör pazarındaki iki ana lider şirket Bosch ve Broadcom Group olup, her ikisi de pazar payının yaklaşık %12'sini elinde bulundurmaktadır.

Çin, en büyük elektronik ürün üretim üssü ve en büyük elektronik ürün tüketicisidir. 2019 yılında, küresel MEMS cihaz pazarının yarısından fazlasını Çin oluşturmuştur.

Ancak, iç pazar hala yabancı üreticilerin hakimiyetinde olup, iç pazardaki en büyük 10 üreticinin sadece %6'sı yerli üreticilere aittir. Bunlar arasında Broadcom, Bosch ve STMicroelectronics sırasıyla %11, %8 ve %4 pazar paylarıyla ilk üç sırada yer almaktadır.

MEMS sensör endüstrisi yapısı payı

2019 yılındaki küresel MEMS endüstri yapısının oranlarına bakıldığında, tüketici elektroniği yaklaşık %60'lık payla ana uygulama alanı olurken, otomotiv elektroniği yaklaşık %19'luk payla ikinci en büyük uygulama alanı konumundadır.

2019 yılında Çin'in MEMS pazarının yapısına bakıldığında, ağ ve iletişim, bilgisayar ve tüketici elektroniği sektörleri %50'lik paya sahipken, otomotiv sektörü %29'luk paya sahipti.

Çin'de akıllı telefon ve tablet gibi tüketici elektroniği ürünlerinin üretimindeki istikrarlı büyümeden faydalanan ivmeölçerler, jiroskoplar ve mikro mikrofonlar gibi MEMS ürünlerine olan talep de artıyor ve bu da Çin'i küresel MEMS pazarında en hızlı büyüyen bölge haline getiriyor.

tüketici elektroniği

Şu anda tüketici elektroniği, küresel MEMS endüstrisindeki en büyük uygulama pazarıdır ve tüm MEMS endüstrisindeki pazar payı artmaktadır. Radyo frekansı MEMS, mikro mikrofonlar, basınç sensörleri, ivmeölçerler, jiroskoplar vb. MEMS ürünleri, akıllı telefonlar ve tabletler gibi tüketici elektroniği ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Akıllı telefonlarda MEMS sensörleri, ses performansı, sahne geçişi, hareket tanıma, yönlendirme ve sıcaklık/basınç/nem sensörleri gibi geniş bir uygulama yelpazesi sunmaktadır.

2019 yılında, tüketici elektroniği alanındaki küresel MEMS pazarının büyüklüğü yaklaşık 7.163 milyar ABD dolarıydı ve 2019'dan 2024'e kadar yıllık bileşik büyüme oranı %8.4 oldu.

Otomotiv elektroniği

Otomotiv elektroniği sektörü, hava yastığı çarpışma sensörleri, lastik basıncı izleme sistemleri ve araç denge kontrolü gibi uygulamalarla araç performansını artıran MEMS sensörlerinin ilk uygulama dalgasının itici gücü olarak kabul ediliyor.

Çevresel bilgilerin algılanması, sürüş destek sistemlerinin temelini oluşturur. L1/2 seviye otonom sürüş için yalnızca 1 kamera modülü, 1-3 ultrasonik radar ve lidar ile 0-1 füzyon sensörü gereklidir. L4/5 seviye otonom araçlar ise 7-13 ultrasonik radar ve lidar, 6-8 kamera modülü, V2X modülleri ve çoklu sensör füzyon çözümleri sunacaktır. Yeni yarı iletkenlerin değeri 1,000 ABD dolarının üzerindedir.

tıbbi sağlık

MEMS sensörleri, kalp pilleri, hassas cerrahi aletler, tıbbi cihazlar, akıllı protezler, kan şekeri ölçüm cihazları, dijital tansiyon ölçme cihazları, kan gazı analizörleri, dijital nabız ölçüm cihazları, kalp atış hızı monitörleri, dijital termometreler, gebelik testleri, transdermal ilaç uygulama sistemleri, diyaliz sistemleri ve oksijen konsantratörleri gibi biyolojik ve tıbbi elektronik ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Basınç sensörleri, mikroakışkan sistemler, akış ölçerler ve ivmeölçerler, tıbbi MEMS pazarının önemli bir payını oluşturmaktadır. Tıbbi alanda küresel MEMS pazarının büyüklüğü 2019 yılında 844 milyon ABD doları olup, 2019-2024 yılları arasında yıllık bileşik büyüme oranı %7.5'tir.

Şeylerin Internet

Nesnelerin İnterneti'nin yaygınlaşması, MEMS uygulama senaryolarını büyük ölçüde genişletti. Nesnelerin İnterneti, akıllı hoparlörler, akıllı TV'ler, giyilebilir cihazlar vb. gibi birçok yeni pazarın ortaya çıkmasına neden oldu. Aynı zamanda, zekâ seviyesi de sürekli olarak artmakta ve bu da MEMS'in tekil cihazlarda kullanımının artmasına yol açmaktadır.

MEMS sensör endüstrisindeki cihaz türlerinin oranı

Küresel MEMS ürün yapısında, radyo frekanslı MEMS %19.2'lik payla birinci sırada yer alırken, diğer ürünler arasında basınç sensörleri, mikrofonlar ve ivmeölçerler %10'dan fazla paya sahiptir.

Çin'in pazar yapısı dünyanınkine benzer. Veriler, 2019'da yerli RF MEMS ürün gelirlerinin %25.9'unu oluşturduğunu; basınç sensörlerinin %19.2 ile ikinci sırada yer aldığını; mikrofonların, atalet kombinasyonlarının ve ivmeölçerlerin ise sırasıyla %7.1, %8.9 ve %6.5'lik paylara sahip olduğunu gösteriyor.

MEMS mikrofonu

MEMS mikrofonlar, MEMS pazarının en hızlı büyüyen segmentlerinden biridir. MEMS mikrofon pazarının gelişmesi, esas olarak akıllı telefonların, akıllı hoparlörlerin ve TWS kulaklıkların gelişiminden kaynaklanmaktadır.

MEMS mikrofonlar, akıllı telefonların standart bir konfigürasyonudur. Bazı üst düzey akıllı telefonlar 3 ila 4 MEMS mikrofon bile kullanmaktadır. Akıllı hoparlörler 2 ila 8 MEMS mikrofon taşıyabilirken, bir çift TWS kulaklık 4 ila 6 MEMS mikrofona sahip olabilir; bu da MEMS mikrofon pazarına güçlü bir büyüme ivmesi kazandırmaktadır.

Çin'in MEMS sensör endüstrisinin gelişim trendleri

minyatür

Ekipmanların minyatürleştirilmesi ve düşük enerji tüketiminin geleceğinde, ürün boyutunun ve ürün maliyetinin sürekli olarak azaltılması, MEMS sensör endüstrisinin önemli gelişim trendlerinden biridir.

MEMS sensör ürünlerinin alt sektör uygulamaları, daha ince ve hafif ürünler için daha yüksek gereksinimlere sahiptir. Bir yandan, MEMS üreticileri ürün performansını sağlarken paketleme yapısını iyileştiriyor ve cihazın boyutunu küçültüyor. Diğer yandan, çip boyutunu da küçültüyorlar. Tek bir wafer'ın boyutu sabit olduğunda, çip boyutunun küçültülmesi çipin çıktısını artırır ve ortalama maliyeti etkili bir şekilde düşürür. Gelecekte, MEMS'in boyutu küçüldükçe, MEMS (mikroelektromekanik sistemler) kademeli olarak NEMS'e (nanoelektromekanik sistemler) dönüşecek ve boyut ve maliyette sürekli azalmalar sağlayacaktır.

Entegrasyonu

Çoklu Sensör Füzyonu ve İşbirliği Tek bir cihaza monte edilen sensör sayısı giderek artmaktadır. Aynı zamanda, sinyal tanıma ve toplama etkisini ve cihazların entegrasyon derecesini iyileştirmek için sensörler füzyon ve işbirliği yapmaya başlamıştır (örneğin, ivmeölçerler, jiroskoplar, manyetometreler ve IMU'lar bir araya getirilerek bir atalet sensör grubu oluşturulmaktadır).

Esnek basınca duyarlı MEMS'in belirgin avantajları vardır.

Geleneksel kapasitif çözümlerle karşılaştırıldığında, esnek MEMS, son ürünlerin yapısı ve iç alanı konusunda daha düşük gereksinimlere sahiptir, montaj maliyetlerini etkili bir şekilde azaltabilir ve akıllı telefonlarda basınca duyarlı dokunmatik ekranlar, giyilebilir ürünler ve endüstriyel/tıbbi ölçüm gibi alanlarda büyük uygulama potansiyeline sahiptir.

Çeşitlendirilmiş uygulama senaryoları

Yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, MEMS sensörlerinin uygulama alanları daha da çeşitlenecektir. MEMS sensörleri, yapay zeka için önemli temel donanımlardan biridir. Sensörler tarafından toplanan veriler ne kadar zengin ve doğru olursa, yapay zekanın işlevleri de o kadar eksiksiz olacaktır.

Gelecekte, akıllı evler, endüstriyel internet, araçların interneti ve akıllı şehirler gibi yeni endüstriyel alanlar, MEMS sensör endüstrisine geniş bir pazar alanı sağlayacaktır.

Yasal Uyarı: Bu makale, fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyen "Le Jing Düşünce Kuruluşu Seçimi"nden yeniden yayınlanmıştır. Yeniden yayınlarken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809