MEMS是什么(MEMS将如何改变工业市场)

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因为智能手机的推动,MEMS传感器在过去几年里高速发展。据知名调研机构YoleDéveloppement预测,从2019年到2025年间,全球MEMS的收益将保持7.4%的CAGR,市场规模也将从115亿美元增长至177亿美元。下面小编就为大家介绍一下MEMS是什么,MEMS将如何改变工业市场。

MEMS是什么

MEMS 全称为 Micro-Electro Mechanical System,即微机电系统,是集微型传感器、执行器、机械结构、电源能源、信号处理、控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微米或纳米级器件或系统。

MEMS是什么(MEMS将如何改变工业市场)

MEMS 技术被誉为 21 世纪具有革命性的高新技术,它起源于 1947 年美国贝尔实验室晶体管的发明。汽车产业、医疗及健康监护产业、通信产业以及手机和游戏机等个人电子消费品产业相继促进了 MEMS 产业的快速发展。尤其是 2007 年以来,随着以智能手机为代表的消费电子产品的快速普及和发展,MEMS 商业化的进展明显加快。

MEMS将如何改变工业市场

根据 Yole Development 的统计与预测,2017 年全球 MEMS 行业市场规模已达到117.90 亿美元,预计 2023 年市场空间将达到 309.78 亿美元,2018-2023 年市场规模复合增长率为 17.5%,销量增长率达到 26.7%。据全球半导体生产设备材料协会(SEMI)日前发布的报告,2018 年-2023 年期间,生产 MEMS/Sensor(传感器)的 Fab 的产能将会增加 25%,月产能增至 470 万片(以 200nm 晶圆换算)。助推全球 MEMS 持续增长的动力主要因素有三点:一是全球主要市场对于汽车安全及智能化的需求逐年增加,推动MEMS 市场的持续增长;二是受工业 4.0 和智慧家庭的影响,工业和家居类的自动化产品对于 MEMS 的需求较大;三是可穿戴设备、无人机/机器人的日益普及和在各领域的渗透率进一步提高。

在日前接受半导体行业观察等媒体采访的时候,STMEMS传感器亚太区市场经理息志强告诉半导体行业观察记者,他们之所以看好MEMS传感器在工业领域的应用,这与当前市场正在大力发展工业4.0等概念有重要的关系。

息志强举例说道,现在的机器设备都装了很多的电机。为了确保设备正常运行,那就给这些电机的监测带来挑战。从他的介绍我们得知,在过往,维护人员是通过对设备巡检,甚至停机检查来确保相关设备的正常工作。但这样的工作方式一方面带来了巨大的维护成本,同时还影响了工厂效率。

MEMS是什么(MEMS将如何改变工业市场)

“而在将MEMS传感器引入到工业市场之后,这个问题就迎刃而解”,息志强告诉半导体行业观察记者。他表示,前面谈到的设备检测,可以通过在设备上安装基于ST振动检测传感器设计的产品来解决。

借助这类产品,设备任何时候的工作状态都能被完整记录下来,而维护人员也可以随时获悉设备的工作状态。更重要的一点,基于这些传感器收集的数据,开发者能够在系统中加入相关的处理功能,帮助开发者更好地对设备进行预测性维护和早期故障检测。这不但节省了成本,同时还保证了生产的效率。

从ST的相关资料我们可以看到,除了上述应用外,他们还把工业物联网和互联设备、机器人、自动化和无人机、节能和运动激活功能、惯性导航系统和运动追踪、天线和平台指向、找平和稳定、光学图像和镜头稳定、防篡改智能仪表、精密测斜仪与水准仪、存在检测、磁性开关、可变磁场监测、资产和包裹追踪、监测以及冲击检测和记录、建筑物和结构监测都看作公司工业MEMS传感器所聚焦的市场。

而ST面向这些市场提供的传感器包括3轴小型加速度计、6轴惯性模块、磁力计/电子罗盘、气压、湿度和温度传感器。其中,可扩展模块最多支持6轴传感器(3轴加速度计+3轴陀螺仪或3轴磁力计、3轴磁力计、1个压力或温度传感器),并提供驱动以及ST的Open.MEMS免费、易于使用的软件库和STM32开放式开发环境。

ST传感器进军工业市场的底气

在问到ST在工业传感器市场有什么优势的时候,息志强告诉记者,这首先体现在公司基于自有工厂而提供的长期稳定的MEMS芯片供应能力。据官方介绍,ST的MEMS传感器有一个10年长期供货计划。意思就是公司的工业级MEMS传感器自上市之后,将持续供应10年。该项目能确保公司持续稳定地向客户提供所选部件,这对于那些工业应用并需要产品生命周期长的客户来说是巨大的利好。

其次,ST的MEMS传感器在设计和制造方面都具备极高的鲁棒性和性能,在校准与测试方面也能获得高精度和高质量。

“此外,ST在原有的MEMS传感器功能基础上,扩大了温度范围,提高了冲击和振动耐受性,使其满足工业应用的需求,这也是ST传感器能在这个市场站稳脚跟的另一个原因”,息志强补充说。

除了MEMS传感器的传统性能提升以外,ST也为其引入了类似AI等功能,让MEMS传感器拥有更多的能力,应对即将到来的挑战。例如在传感器中集成的有限状态机FSM(FiniteStateMachine)模块,就是他们的一个尝试。

综上所述,“在未来,我们除了继续提高传感器的智能程度以外,还将进一步降低传感器功耗,提升MEMS传感器的精度和鲁棒性,与产业伙伴携手,扩大MEMS传感器在工业市场的应用”,息志强最后说。

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