【中國傳動網(wǎng) 市場分析】 據(jù)了解,2017年全球傳感器市場規(guī)模超過2000億美元,預(yù)計2018年這一規(guī)模將達到2500億美元左右。
始于1950年的傳感器經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展,在技術(shù)、應(yīng)用等方面日趨成熟。隨著智能制造的發(fā)展,傳感器的未來則更加明朗。
目前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,未來,集成度更高、更加智能化、體積更小是傳感器發(fā)展的必然趨勢,這也就意味著其將滿足更多行業(yè)、領(lǐng)域和場景的應(yīng)用要求,安裝也更為方便。
同時,為適應(yīng)智能制造的發(fā)展,智能化也更加成為傳感器發(fā)展的重要方向。而所謂的智能化,也就是傳統(tǒng)傳感器的“感知”能力被重新定義,并賦予“分析”和“發(fā)出指令”的能力。事實上,這一變化也正在進行。
目前,傳感器正在經(jīng)歷單一材料到復(fù)合材料、簡單結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過程,而原有的物理量感應(yīng)功能也在進行智能化轉(zhuǎn)化。本文將圍繞微電子機械系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)、CMOS圖像傳感器和電容式指紋識傳感器三類進行介紹。
微電子機械系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)
從傳感器的發(fā)展路徑來看,隸屬于聲感器大家庭的MEMS麥克風(fēng)正逐漸取代傳統(tǒng)的ECM麥克風(fēng)和超聲波傳感器。
根據(jù)Yoledevelopment的預(yù)測,未來三年,MEMS麥克風(fēng)的復(fù)合年均增長率(CAGR)預(yù)計達到11%的增長。在應(yīng)用行業(yè)方面,IHS數(shù)據(jù)顯示,MEMS傳感器的增長主要在汽車電子領(lǐng)域。而這種增長正是與汽車電子的正向、快速發(fā)展有關(guān)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,未來五年間,全球汽車電子市場規(guī)模將持續(xù)增長,至2023年,這一規(guī)模將超過3500億美元。
此外,MEMS麥克風(fēng)本身所具有的優(yōu)勢也在各行業(yè)同步智能化的步伐中逐漸凸顯。如在人工智能交互方面,ECM麥克風(fēng)等傳統(tǒng)傳感器工作相對繁瑣,并不是應(yīng)用在需要采用數(shù)組架構(gòu)的智能語音助理應(yīng)用中的最佳選擇。其次,在智能交互中,傳統(tǒng)單個麥克風(fēng)也逐漸被多個麥克風(fēng)陣列所替代,這也促使MEMS麥克風(fēng)使用量大幅度上升。
作為一款集成化程度較高的傳感器產(chǎn)品,MEMS麥克風(fēng)制造的難點主要集中在將各類異構(gòu)微機械、微電子元件、微能源封裝在一個微系統(tǒng)中,而其制造技術(shù)與IC晶圓制造類相類似但不需要先進制程。
目前來看,為了適應(yīng)新的儲存、計算和通信功能,縮小至納米級的內(nèi)部元件、并集成更多晶體管和儲存器,即封裝方式和新材料引入自然成為MEMS麥克風(fēng)未來發(fā)展的趨勢。
CMOS圖像傳感器(CIS)
圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的電子設(shè)備,主要應(yīng)用到電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CIS)兩種技術(shù),其中CCD是線性傳感器,其輸出與接收到的光子數(shù)量直接相關(guān),而CIS是一種較新的并行讀出技術(shù)。目前,CIS的制造成本遠(yuǎn)低于CCD傳感器,這也意味著,CIS今后大有發(fā)展。
ICinsight數(shù)據(jù)顯示,2017年全球CIS市場規(guī)模超過120億美元,同比上一年增長近20%。而在這一市場規(guī)模和增量中,智能手機的應(yīng)用占比較高。據(jù)ICinsight統(tǒng)計,2012年-2017年,全球手機領(lǐng)域的應(yīng)用在CIS整個市場規(guī)模中的占比保持年均12%的增速。未來,隨著汽車智能化的發(fā)展,CIS在汽車領(lǐng)域也將有更大的市場去開拓。
目前,CIS的主流技術(shù)為背照式技術(shù)(BSI)和堆棧背照式技術(shù)。此外,多層堆疊BSI和混合堆疊BSI也成為未來的發(fā)展趨勢。工控小編認(rèn)為,無論是多層堆疊還是混合堆疊,均是對原有單一的傳統(tǒng)傳感器的升級,方向是更高集成化和更小體積,而最終達到的目標(biāo)是能夠適用于更多場景,也是“殊途同歸”了。
指紋傳感器
說到指紋識別,就繞不開智能手機。作為智能手機領(lǐng)域劃時代的符號,蘋果手機自2013年9月首發(fā)帶有指紋解鎖功能的iPhone5s,指紋傳感器自此在手機領(lǐng)域打開市場。據(jù)IHS統(tǒng)計,指紋傳感器市場從2013年幾乎為零的市場規(guī)模至2016年已發(fā)展到25.5億美元,其中88%的產(chǎn)品為滿足手機應(yīng)用。毫不夸張的講:手機引入指紋解鎖技術(shù)拉動了整個指紋傳感器市場的飛速發(fā)展。
指紋傳感器在技術(shù)上包括電容式、光學(xué)式、熱感式和超聲波傳感扥四類,其中電容式指紋傳感器屬于傳統(tǒng)技術(shù),目前市面上所普遍使用的正是該技術(shù)。而隨著手機工藝的發(fā)展和技術(shù)的革新,屏下光學(xué)和超聲波式指紋傳感器市場逐漸擴大。
未來,傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器市場規(guī)模將有所下降,而代表了手機解鎖技最新技術(shù)的屏下指紋技術(shù)將會成為主要增長動力。據(jù)IHS預(yù)計,至2023年,指紋傳感器市場規(guī)模將超過55億美元,CAGR約6%。除了手機之外,安防、醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域也是指紋傳感器較為可觀的市場。
制造業(yè)的智能化發(fā)展,是一場跨行業(yè)的技術(shù)變革,這包括工業(yè)生產(chǎn)、汽車制造、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、消費電子等諸多領(lǐng)域。而隨著萬物互聯(lián)的概念的逐步落地,時代對智能傳感技術(shù)同樣提出了更多新的要求。