不容錯過！MEMS之父等多位大神對2022年傳感器產業這樣看
更新時間：2025-02-27 點擊次數：432次
佳傳感器獎“Best of Sensors Awards"的主辦方之一，的電子科技媒體Fierce Electronics近日邀請了多位業內專家大神討論了2022年傳感器&MEMS產業的動向。
這些專家大神有MEMS之父、MEMS技術奠基人庫爾特?彼得森（Kurt Petersen）、中國MEMS廠商罕王微電子CEO黃向向女士、新銳MEMS揚聲器制造商USound CEO Ferruccio Bottoni；MEMS醫療診斷系統制造商Exo Systems的CEO Janusz Bryzek博士等。
這些專家來自中國、德國、奧地利和美國，擁有豐富的產業經驗和專業知識，代表了MEMS&傳感器市場從器件/系統設計、晶圓制造基礎設施、行業協會到市場咨詢的眾多視角。
2021年度佳傳感器獎情況請查看《2021年度佳傳感器獎揭曉！中國傳感器獲獎并打破世界紀錄》。
Kurt Petersen博士是MEMS之父，MEMS技術的奠基人，獲得2019年 IEEE榮譽勛章，對推動MEMS產業發展發揮了巨大的作用。其經歷可參看《沒有他，你現在還用不上MEMS傳感器》內容。
過去 5 年內才剛剛商業化的重要新工藝，就將革命性地改變下一代 MEMS 產品的開發。如今，高可靠性、可大批量生產的壓電薄膜（AIN 和 PZT）已在許多代工廠中全面商用。這些材料已被用于麥克風 (Vesper)、代 MEMS 揚聲器 (USound) 和超聲波成像器（eXo 和 Butterfly Networks）。
然而，這只是新型壓電驅動器件的波浪潮，它們代表了最新型的 MEMS 產品系列。玻璃晶圓的新生產工藝也將發生變革——這甚至可能是我們對 MEMS 的定義。超高密度玻璃通孔（TGV）、玻璃-玻璃晶圓級鍵合和玻璃晶圓級光學器件現已上市，只是產量有限。使用超高密度玻璃通孔（TGV）和玻璃-玻璃晶圓級鍵合的工藝，Menlo Micro 正在生產一代的 MEMS 開關，或許是個真正取得成功的 MEMS 開關產品。更重要的是，這些產品的材料全部是玻璃，沒有硅基材料，這是MEMS 技術的重要突破！其他將在未來幾年產生巨大影響的新工藝是超薄基板（小于 50 微米）、現已超過 50 微米/分鐘蝕刻速率的深反應離子蝕刻（DRIE），以及SiTime諧振器的epi-seal工藝的未來應用。現在正是利用 MEMS 工藝能力不斷提高，去發明新的 MEMS 產品并將其商業化的好時機！過去一年，MEMS 和 集成電路（IC）的供應鏈都出現了芯片短缺，這將推動 MEMS 代工業務的投資和增長。在疫情被控制之前，中國的 MEMS 代工業務已經從 4英寸（100毫米）和 6英寸（150毫米） MEMS 產線以及 CMOS（互補金屬氧化物半導體）表面微加工轉移到8英寸（ 200毫米） MEMS 產線。有幾種不同的 MEMS 基礎工藝技術，例如電容、壓阻、磁和壓電工藝。為了適應這一系列的工藝，代工廠必須靈活滿足客戶的廣泛要求。金、鈧、鋯等材料以及與 CMOS 代工廠不兼容的工藝都可以在專用的 MEMS 產線中制造。這種方案可以利用新技術和材料大批量制造消費應用產品，如壓電、紅外傳感器和執行器等。具有工藝設計套件（PDK）和開發工藝的一站式解決方案受到及中國客戶的青睞，罕王微電子提供設計-制造-組裝服務。我們觀察到許多代工客戶希望擴大中國本土晶圓廠的生產能力，以應對 2022 年及以后的本地晶圓需求。在過去的二十年里，薄膜壓電材料的性能顯著提高，及與晶圓制造工藝的配合，大大提高了超聲波傳輸效率和接收靈敏度。因此出現了多種消費者應用，包括噴墨打印機、手勢識別、揚聲器、自動對焦模塊、指紋傳感器、飛行時間傳感器（ToF）等。2022 年超聲波換能器市場估計約為 47 億美元，每年增長率約為 5.1%。這個市場需要廣泛的技術支撐，譬如的超聲波換能器技術是壓電MEMS超聲波換能器 (pMUT)，它基于硅 MEMS 晶片上沉積的壓電層，該工藝保留了傳統分立換能器的優勢，并具有集成優勢。
對我來說，壓電MEMS超聲波換能器 (pMUT)價值的應用是醫療，將有助于為所有人帶來豐富的醫療保健。我的公司 Exo Imaging 將于 2022 年推出臺基于壓電MEMS超聲波換能器 (pMUT)的手持式超聲成像儀，成為醫療市場具有變革意義的產品。最初將支持約 5000 萬醫療專業人員，隨著時間的推移將覆蓋 10 億消費者。2022年，疫情將繼續對傳感器和MEMS行業產生雙重影響。一方面，由于遠程工作和出行受限等日常生活的變化，疫情推動了特定技術在工作和私人生活中的應用，這些應用包括各種可穿戴設備、通信和電信設備、健康管理設備，以及遠程醫療。這些改變造成的結果，將對含有傳感器和 MEMS 技術的產品和設備帶來積極推動作用。
另一方面，對于新開發的產品和應用，由于疫情而推遲、取消或凍結了產品的開發和供應鏈，從而對該產品的商業化造成了巨大的障礙，這將對推向市場產生不利影響，正如在2021 年許多傳感器及MEMS廠商面臨的情況。面向世界的新產品和創新將越來越難以商業化，而對現有產品的升級或改進，如推出新版本，將迎來繁榮的市場。 大流行的直接和間接影響也沉重打擊了柔性和印刷電子行業，因為國際供應鏈在 2022 年將不能順利運行。但另一方面，疫情大流行促進了對監測重要功能的醫療設備的需求增加，這推動了柔性和印刷傳感器的市場，因為印刷傳感器與智能貼片無縫集成，并與印刷電池相結合，佩戴起來簡單舒適。這種智能傳感貼片可以監測體溫、呼吸和心率，甚至可以監測血氧水平。連接到移動設備后，該技術可實現遠程患者監測，并減輕醫院工作人員的常規測量工作。這種方法已在去年的幾個試點項目中進行了測試，主要的醫療技術公司目前正在準備商業化的產品。在拉斯維加斯舉行的 2022 年國際消費電子展（CES）上也可以看到印刷傳感器和設備在醫療和制藥行業上日益重要的作用。印刷電子產品的另一個主要市場是汽車應用。在這里，我們看到許多印刷電子傳感器產品的發布，將印刷觸摸傳感器集成在塑料覆層中，例如集成于汽車內飾中的中控臺。機械開關被薄而輕的印刷電子設備所取代，如的例子是大眾汽車 ID 系列車型中的開關鍵和人機互動界面（HMI），或在 CES 2022 上推出的 寶馬 iX 系列車型的中控臺。從市場規模和增長的角度來看，一些長期關注傳感器/MEMS 市場的研究機構估計，到 2022 年，傳感器市場規模約為 1900 億美元，且未來幾年的年增長率約為 10%。我相信這幾個應用領域將這一增長，這些傳感器應用領域包括物聯網、電子健康監測、可穿戴設備（尤其是印刷/柔性傳感器）和汽車電子。汽車電子將受益于自動駕駛和電動汽車的增長以及氫能發電機的開始運用，這樣每輛車都將需要更多的傳感器。除此之外，我還看到用于環境監測、農業和智能家居應用的傳感器有所增加。從營銷/銷售戰略的角度來看，我預計疫情將持續到 2022 年中期，這將對 2022 年和近期的貿易、展覽的出席率產生顯著的負面影響（但在什么水平？）。2022 年 1 月的國際消費電子展（CES）是美國貿易展會的重頭戲，其參加人數約為 40,000 人，而 2020 年為 170,000 人。Sensors Converge 于 2021 年 9 月接待了大約 2,000 人，而通常為 6,000 人。我參加了 2021 年的許多線上虛擬和線上/線下混合的會議并發表了演講，我相信這類會議將在 2022 年繼續在傳感器/MEMS 公司的營銷互動中發揮重要作用。我預計許多會議都將以線上線下結合的模式舉辦，或將這些活動重新安排到 2022 年晚些時候。此外，社交媒體——尤其是互動型網站、電子郵件活動和視頻平臺——將在這些公司的營銷/銷售策略中，扮演越來越重要的角色。可以說，盡管疫情可能會持續到 2022 年晚些時候，我和我的專家團隊們仍然充滿希望，并相信傳感器&MEMS 行業將繼續增長和繁榮。盡管存在著預期的挑戰，包括供應鏈、勞動力供應和包括展會在內的營銷工具的減少，但在2021 年似乎有幾項新技術和應用以及替代營銷方法在不斷完善，這些將繼續推動傳感器/MEMS 行業向前發展，產生超過 10% 的增長，預計2022 年銷售水平將達到 1900 億美元。許多公司已經能夠充分利用疫情為他們提供的機會，特別是在由 壓電MEMS超聲波換能器 (pMUT) 和印刷/柔性傳感器等新興技術支撐的醫療診斷領域，我預計這種現象將持續到 2022 年。傳感器/MEMS廠商的發展戰略是堅持到底，繼續保持生命力，并沿用 2021 年取得成功的戰略，利用吸取的經驗教訓對其進行微調，以適應瞬息萬變的2022 年市場新常態。
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