Gli ultimi anni sono stati un periodo d'oro per i mercati dei MEMS con grandi volumi di spedizione guidati dal settore degli smartphone. L'uso di sensori come i microfoni, i sensori inerziali, di pressione e di gas coinvolgono diversi mercati come quello automotive, industriale e aerospace.

Introduzione

I sensori MEMS utilizzano piccoli componenti meccanici ed elettrici integrati in un solo chip. I relativi mercati stanno crescendo più lentamente rispetto agli ultimi anni a causa della riduzione della domanda di smartphone e di altri dispositivi portatili che sono stati grandi driver di crescita. Yole Developpement nel suo studio propone un'analisi approfondita e dettagliata dello stato dell'industria MEMS e una comprensione completa dei mercati e delle relative applicazioni (automobile, consumatori, aerospace e defense, medico, industria e telecomunicazioni). Tuttavia, ci sono diversi segmenti di mercato emergenti che potrebbero stimolare la crescita nei prossimi anni. Queste includono applicazioni elettroniche portatili e Internet of Things (IoT), che sembrano promettenti anche se i volumi non sono ancora alti. Il mercato MEMS è stimato a raggiungere 20 miliardi di dollari nel 2021, a partire da 11,9 miliardi di dollari nel 2015. Ciò si traduce in un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di quasi il 9 % nei prossimi cinque anni (figura 1).

Altri fattori di crescita includono applicazioni industriali, mediche e automobilistiche. L'industria automobilistica è ancora affamata per i sensori, con 20 dispositivi MEMS in media per auto. Negli ultimi cinque anni, il mercato dei MEMS è stato guidato dall'industria dei consumatori con smartphone e wearables. Questa industria ha a sua volta spinto per stampi più piccoli per l'integrazione in telefoni sempre più sottili. Questo ha ridotto i prezzi, riducendo i margini in modo che il mercato MEMS attualmente non abbia lo stesso tasso di crescita rispetto agli anni precedenti (figura 2). I settori automotive e aerospaziale e di difesa sono analizzati per essere le più affascinanti industrie dei consumatori finali del mercato MEMS. L'avvento di MEMS dovrebbe generare nuove opportunità di crescita nelle applicazioni sanitarie a causa della crescente domanda di dispositivi medici portatili.

Il mercato MEMS per il settore medicale dovrebbe crescere ad un CAGR considerevole grazie all'elevata adozione dei sensori per applicazioni di monitoraggio clinico quali ECG e la misura di EEG; e applicazioni di imaging quali CT e digital X-ray. Inoltre, i MEMS vengono utilizzati per applicazioni di posizionamento di apparecchiature diagnostiche e di trattamento che includono le tecniche ad alta precisione di apparecchiature come tavole chirurgiche e protesi, e applicazioni di monitoraggio delle posizioni.

Automotive

Il mercato dei sensori MEMS per l'automobile viene utilizzato principalmente per il controllo di vari elementi. La crescente domanda di sicurezza nei veicoli è il fattore principale che sta giocando un ruolo vitale per la crescita di questo mercato, valutato a 2.600 milioni di dollari nel 2014 e dovrebbe crescere a un CAGR del 6,0% nel periodo 2015 - 2020. Il regolamento governativo per la sicurezza dei passeggeri è diventato più rigido negli ultimi anni, e quindi i costruttori automobilistici sono costretti ad implementare le più avanzate funzionalità di sicurezza, come il controllo elettronico della stabilità (ESC), i sistemi di monitoraggio della pressione degli pneumatici (TPMS), i sistemi avanzati di assistenza guidata (ADAS), il sistema di frenatura antibloccaggio e altri. Gli sviluppi nel settore delle comunicazioni vehicle-to-infrastructure (V2I) e vehicle-to-cloud (V2C) offrono nuove opportunità di mercato per i sensori wireless MEMS a bassa frequenza.

Le Americhe ed Europa sono la più grande geografia in termini di valore di mercato. L'Asia-Pacifico è stata identificata come la regione in rapida crescita, con l'India che guida la strada. Le principali compagnie di questo mercato sono InvenSense, Analog Devices, Panasonic Corporation, Infineon Technologies, Murata Electronics, STMicroelectronics, Freescale Semiconductor, Bosch e Delphi Automotive. Le aziende automotive stanno investendo pesantemente per lo sviluppo di raccoglitori di energia MEMS, soprattutto attraverso i sistemi di monitoraggio della pressione degli pneumatici (TPMS). La maggior parte dei sistemi TPMS disponibili sul mercato è alimentata con batterie di breve durata e pertanto la raccolta energetica potrebbe aumentare il ciclo di vita del prodotto. L'avanzamento della tecnologia di fabbricazione IC ha facilitato il processo di fabbricazione, la moderna tecnologia offre un'integrazione monolitica di micro struttura elettromeccanica, con elaborazione e controllo del segnale (figura 3).

Conclusioni

Yole Developpement prevede diversi nuovi tipi di dispositivi, tra cui sensori di gas e ambientali, MEMS ultrasonici e microfluidici al silicio che dovrebbero alimentare la crescita dei MEMS nel prossimo futuro. Gli analisti di mercato ritengono anche che i dispositivi esistenti come i MEMS RF o i dispositivi di misura inerziali (IMU) contribuiranno ad aumentare la crescita. Le aziende relativamente ai sensori MEMS RF quali Avago Technologies e Qorvo, hanno mostrato una crescita impressionante nel 2015/2016 con buone prospettive per i prossimi anni. Gli attuatori RF vengono utilizzati in dispositivi mobile, in particolare per risolvere problemi di ingegneria relativi alla dimensione e ai componenti degli smartphone. La crescita del mercato MEMS per attuatori RF è attribuita all'ampia diffusione di MEMS RF negli smartphone, nei wearables e nell'Internet of Things (IoT). Gli attuatori RF offrono vantaggi in termini di riduzione della potenza e dimensione fisica sempre più piccola. L'Internet of Things (IoT) è un settore in rapida crescita e in termini di numero di dispositivi collegati è cresciuta da circa 9 miliardi nel 2012 fino a 23 miliardi nel 2016. Questa tecnologia incorpora diversi MEMS come accelerometri, sensori di pressione e altri inerziali. Una crescita significativa nel mercato è attesa per favorire la crescita nel mercato globale dei sensori MEMS nei prossimi cinque o sei anni.