万物互联时代MEMS价值链如何提升？

        集微网消息，新冠疫情对MEMS产业在短期和长期有什么影响？经济与技术上面临哪些挑战？关键性驱动因素有哪些？哪些是值得关注的供应商，而他们正致力于开发什么创新技术？
        正如Yole光电与传感业务的技术与市场分析师Dimitrios Damianos 博士指出的，“这是一个让MEMS在与以往非常不一样的领域得以应用的机会。”MEMS市场在疫情中受到的影响不尽相同。在家中办公有利于数据中心市场，且能加速5G部署；而封城禁令则让汽车相关的市场陷入停滞；消费设备市场也同样由于需求量大幅下降而受影响，但没有汽车市场那么严重。
        Yole在最新的一份《2020年MEMS产业趋势》报告中预期，仔细研究了全球MEMS市场，并提出了对该产业及其未来趋势的全面评估。报告对超过15种不同设备做了最新分析，包括惯性、麦克风和压力等，涵盖六个不同市场：消费、汽车、工业、医疗、电信，以及国防和航空航天。
        汽车MEMS受挫严重 5G会带来新动力
        
        在汽车领域，新冠疫情的负面影响十分显著。Yole预计，2020年将同比下降27.5%。汽车相关的设备大多数都会遭受市场下跌的影响，包括传感、照明和电源。不过Yole认为压力和惯性MEMS将继续在这一市场中保持领先地位，因为它们在TPMS、气囊、 ESC8和倾翻探测这样的安全性系统中是不可或缺的。
        不过Yole的报告中对于5G将带来的市场动力十分看好。Yole的Dimitrios Damianos认为，由于5G和汽车V2X连接将需要更多定时解决方案，而MEMS振荡器迅猛增长，因此截至2025年，这一市场的增长潜力最大。同时，电信运营商在2020年继续加速部署5G，也进一步肯定了这一增长势头。
        与汽车领域形成对比的是，工业MEMS以及医疗MEMS设备则在这场疫情中受益。由于免接触式体温测量的需要，带动了基于热电堆和微测辐射热计的热成像和热传感系统的需求量激增。
        同样的，医疗MEMS市场基本由压力和微流控主导，用于医疗的MEMS设备也同样呈增长趋势。其中，与新冠疫情直接相关的领域，包括呼吸机、呼吸系统诊断、研究病毒和患者监测所用的科研工具，都受到了积极的影响，而其他医疗健康领域收到的影响较轻或未受影响。此外，微流控诊断测试对新冠肺炎的诊断举足轻重。
        Yole的报告认为，新冠疫情可能会加速医疗机构的转型，所以不论是技术上还是运作模式上，都将向以患者为中心方法转变。未来会有更多的远程医疗、更多可穿戴、可听见且互联的医疗设备，以及更多的预防和持续监控，这都将带动相关MEMS设备的发展。
       热成像/传感MEMS的新趋势——一部具测温功能智能手机？
        对于热成像/传感MEMS的技术应用趋势的展望，Yole更是在报告中大胆假设，甚至接下去在智能手机中加入温度测量功能，也许也会得到很大的市场接受度，这次的疫情带来了这方面的新需求，而人们使用在手中的东西——智能手机——来频繁地测量体温，似乎并不为过。
     “如果华为接下去推出具有温度测量功能的手机会如何？在中国有8.5亿人使用智能手机，占中国人口的60％（来源：Newzoo），这就意味着有1000万人（占总人口的1％）有望购买具有体温测量功能的智能手机。”Yole在报告中写道，而在其他国家，情况也可能类似。
        另外，针对消费类MEMS设备而言，根据报告，Yole指出，用于消费市场的MEMS设备将主要由RF MEMS支撑。根据Yole数据，包含RF MEMS在内的消费市场只收缩了2.6%，但如果不含 RF MEMS，该市场在 2020 年就会缩水 16%。Yole预计， 2021 年市场将回归新冠疫情之前的水平，并将恢复增长势头。此外值得关注的是，5G和低于6 GHz频段的部署刺激了BAW滤波器的需求量激增，Yole预计这一增长势头将在2020年之后持续。
        Yole报告中还提到了国防与航空航天市场。由于民用航空的瘫痪，新的飞机订单受到阻碍，因此包括压力和惯性在内的传统的 MEMS传感器可能会受负面影响。
不过，Yole指出，国防领域不会到显著影响，且从长期来看，随着国防应用在替换淘汰使用基于斯特林制冷机的较老技术的传统热成像摄像机，对这对基于微测辐射热计的热成像仪显示出应用于国防领域的好机会。
       提升MEMS价值链：更高精准度、超级功率、嵌入式智能
        对于接下去MEMS市场的趋势，Yole认为，MEMS 设备正在向更高精准度、超级功率、嵌入式智能的方向发展，
        具体来看，在应用层面，Yole认为中期来看，封装大量传感器且更具可穿戴性的超敏感设备将会是MEMS设备的一大发展趋势。其中，与语音界面和VPA相关的一切都将持续强劲增长，从而提高对质量更优且具备高保真语音抓取性能的 MEMS 麦克风的需求量。另外，更多消费医疗健康方面的应用需求也将激发相应MEMS设备的成长。而对于医疗应用而言可能还要有一定程度的生物相容性。
        
        
        根据Yole的数据，在2019年MEMS代工厂（Foundry）的排名中，位列前五名的分别是Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Sony、台积电以及X-FAB。MEMS收入份额前十名的厂商中，除了一直以来的博通、博世、ST、TI、NXP等国外巨头们，也有中国厂商的身影，歌尔股份近年来在MEMS业务上的收入持续成长。
Yole指出，从MEMS竞争企业的角度来看，MEMS厂商们正努力脱离货品化的循环，并从传感器中获得更多价值。而如何提升这种价值链？对此，Yole分析指出，有以下三种方式：
        首先是寻找传感器的新应用和新的用例，比如AR/VR领域的新应用将是值得挖掘的领域。
        其次，通过将更多功能的整合以及算法和软件来改善当前的传感器方案，尤其是运行这些算法或软件的芯片/ASIC是其价值点。
        此外还有增加边缘处理与计算也是一个方向。Yole解释，这之所以增加价值，是在于增加一个ASIC/MCU能带来更多的硅面积的同时，也增加了更多的功能性。Yole认为这或许有望扭转多年来MEMS价格下降曲线。
        报告中举例，Knowles通过为DSP12增加了一个额外的音频处理器，从Google Pixel 3 智能手机升级到Google Pixel 4，从而增加了价值。而Knowles能够做到这一点，其几年前对Audience的收购至关重要，Knowles通过增加MEMS麦克风这项处理功能，提升了卖给谷歌的硅片价值。
        此外，通过更优的算法和软件也有助于帮助MEMS厂商实现产品附加功能和价值的提升。比如，博世正在与高通合作以加强算法能力，意法半导体则在其惯性传感器中增加了机器学习的内核。
        Yole特别提到边缘性人工智能的引入可以帮助MEMS设备在价值链上爬得更高。据报告中资料，已有不少初创公司致力于此，比如Imerai、Aspinity、Syntiant 和 Cartesiam。而这也将成为MEMS发展的下一步。
        结语：
        毫无疑问，MEMS市场的挑战在不断演化。Yole的分析师们指出，通过软件实现不同传感器融合以及降低功率是其中十分重要的方面。而MEMS市场升级的时机也已经成熟，不过这需要产业链中各个主要参与者的协作配合，只有当各家公司都遵循某些黄金规范时这才有可能实现，比如更高的精准度、更低的功耗、紧凑性。而这一切的价值，在这个日趋智能化、数字化的时代，未来都将存在于数据中。从前端制造到封装、模块和系统整合，这需要整个供应链都来参与应对这一发展趋势。