我们每天都在不知不觉中与MEMS-micromechanicalsensor打交道:压力传感器、proximityandmovementsensor传感器、陀螺仪、加速度计、麦克风、压电器件等等。如今,MEMS技术在以下四个领域取得了商业上的成功:用于安全气囊控制的加速度计;用于监控汽车燃料消耗的压力传感器;投影显示用喷墨打印头和反射器。根据iSuppli的预测,MEMS传感器的全球市场将从2006年的61亿美元增长到2012年的88亿美元。到2012年,MEMS仪器单位出货量的复合年增长率预计为6.4%,同期其销售额的复合年增长率预计为5.5%。
虽然产品总需求的增长相对较慢,但一些个别产品的市场增长非常快。例如,iSuppli预测手机的平均复合增长率为22.9%,到2012年,仅这一产品的市场就将达到9.25亿美元。事实上,MEMS传感器越来越多地用于消费电子产品。MEMS肯定会在消费电子产品中得到广泛应用,最大的MEMS制造商正在押注这个市场。意法半导体MEMS业务部总监BenedettoVigna认为,MEMS技术的定制化将为这项技术开辟一个新的领域,同时也会受到无线传感器网络配置的影响。MEMS传感器也可以集成到游戏控制器中,这样它们可以跟踪操作者的手在便携式终端上的移动,然后调整显示屏上的画面变化或浏览目录。
在汽车领域,MEMS用于麦克风、加速度计和MEMS陀螺仪,如导航仪、信息娱乐设备和驾驶记录仪。这些后一种应用嵌入在CMOS(互补金属氧化物半导体)摄像机中,可以记录事故发生前几秒钟内发生的事件。意法半导体已经为日本和韩国的一些客户开发了类似的解决方案。
市场研究公司yoledédevelopment认为,陀螺仪、加速度计和压力传感器是汽车市场上最重要的MEMS应用。例如,许多国家的立法要求在汽车的气囊和座椅中安装压力传感器。到2011年,交通运输领域的MEMS市场预计将以12.5%的速度增长,销售额将达到13.5亿美元。
博世是汽车MEMS的头号经销商,2007年销售额为4.3亿美元,其次是意法半导体(3.2亿美元)、飞思卡尔半导体(2.35亿美元)、analog devices(2.1亿美元)和电装(1.76亿美元)。英飞凌(其分公司Sensonor带来的1.3亿美元年收入)、德尔福(1.16亿美元)、continental ag(5600万美元)。
其他有前途的应用是防盗系统和LBS(基于位置的服务)系统。这些包括有针对性的广告信息(基于地区的广告)和无线多人游戏,它们可以将游戏参与者的地理位置考虑在内。MEMS也是将GPS功能集成到手机中的关键器件。GPS定位需要在大电流(50mM左右)下进行;这个特性使得它很难集成到像手机这样的便携终端中,因为这类终端一般会采用能耗优化来延长电池的使用寿命。相反,MEMS陀螺仪和磁传感器所需的电流比GPS低两个数量级。一旦确定了用户的位置,MEMS传感器就可以代替GPS,因此可以在移动网络中周期性地和短暂地使用GPS来校正用户的位置,以便校正由MEMS传感器引起的可能的误差。
在家庭自动化中,MEMS传感器可用于减少洗衣机的水和电消耗。小家电,如自动吸尘器、自动割草机等,因为能耗效率不是很高,会适量进入市场。MEMS传感器的其他值得注意的应用是在医疗领域,如监测病人的各种重要生理指标或老年人的远程医疗。
一些公司开始将生物识别传感器整合到他们现有的安全基础设施中。用于accesscontrol的硬件和软件销售额高达40亿美元。国际生物计量集团(InternationalBiometricGroup)预测,到2009年,仅生物识别门禁授权控制系统就将占据整个生物识别系统市场的30%;到2010年,销售额将达到57亿美元。包含多种生物检测传感技术的综合生物检测系统将占整个市场的5%。
生物特征传感器和阅读器通常集成到批量电子产品中,例如个人计算机、笔记本电脑、DVD、移动电话、USB存储器和硬盘等。,以防止这些文件在被盗或丢失后被非法用户读取。其他重要的应用包括公共管理、移动交易(如电子商务或邮政商务)、在机场和医院对患者病历的控制等。
目前,虽然生物识别传感器的单价已经低于五美元,但为了进一步降低其价格,奥地利Nanoident公司开发了一种由聚合物半导体制成的光学传感器,比其同类硅半导体传感器便宜得多。使用这种传感器,可以制造出柔软灵活的指纹扫描仪,并嵌入智能卡中。每个传感器有256个50μ×50μ像素,生成图像的分辨率为250dpi。
对安全问题的日益关注导致了对监控系统的越来越多的投资。事实上,视频监控的领域正在不断扩大。根据市场分析机构RNCOS的预测,视频监控系统的需求将从目前的10%增长到2009年的36%;在未来五年内,其总销售额将从目前的七十亿美元增加到一百三十亿美元。监控行业正在经历一场重大变革。据估计,90%以上的监控录像机是模拟的。模拟监控系统通过同轴电缆将CCTV(闭路电视)摄像机连接到中央录像机或硬盘。如今,模拟视频逐渐被数字化、压缩,按照互联网协议制成数据包,发送到互联网服务器。
最一代的智能相机可以对捕获的图像进行高级分析。监控视频可以在数码相机上直接编译成H.264编码,以较低的比特率在以太网上传输。据ICInsights估计,2008年图像传感器的市场总销售额将达到76亿美元,比2007年增长10%。CMOS图像传感器的销售额在2007年下降12%后,预计在2008年将增长19%,达到44亿美元。同时,2008年CCD(电荷耦合器件)的销售额将达到32亿美元,下降1%。相比之下,其2007年的销量将与之前持平。OmniVision在2007年成为CMOS图像传感器的最大供应商,其次是MicronTechnology、意法半导体、东芝和索尼。