阿爾伯特?卡繆斯(Albert Camus)在他的一部著名寓言小說《瘟疫》中描述了一個小城市的居民在瘟疫流行中如何被限制并與外界隔絕,及其對人們態度造成的影響。
這聽起來是否很熟悉?在當前的大流行中,我們正經歷小說中的情節。
我們的態度確實發生了變化——保持人與人之間的距離,盡量減少與外界不必要的接觸。但是,在全球范圍內,大多人仍然需要保持聯系。
為此,技術和數字化發揮了最重要的作用。其中,MEMS技術為消費市場帶來了一場傳感革命。
每部智能手機和平板電腦中的MEMS麥克風,加上CMOS圖像傳感器,讓人們可以在世界任何地方看到和聽到對方的聲音。MEMS最初用于制造國防和汽車應用的微型設備,現在已經無處不在。
根據Yole Développement調查報告,2019年全球MEMS傳感器收入為115億美元,預計2025年將達到近177億美元,在此期間年均增長率為7.4%。
不難預見,在2021年,MEMS市場將繼續受到推動,各種趨勢和應用的發展勢頭日益強勁。
例如,基于MEMS的環境中樞和氣體傳感器越來越受到人們的追捧,因為人們對眼前環境的認知已經發生了變化。
我們更加關心自己呼吸的空氣,包括屋內的空氣,也包括室外因污染而產生的空氣。此外,人們認為,通過呼出的二氧化碳監測到的氣溶膠傳播與COVID-19的傳播有關,這使得氣體傳感器在當前情況下變得更加重要。
但是,不僅僅是人們對其個人健康的看法正在發生變化。總體而言,在過去的幾年中,醫療機構一直在進行轉型,COVID-19加快了以患者為中心的方法以及對遠程患者監控的需求:更多的遠程醫療,更多的即時醫療設備和更多的可穿戴設備。
同時,目前MEMS正在向消費醫療市場過渡,在柜臺上銷售的、無需處方的可穿戴設備已具有一些類似醫療的功能(例如Apple Watch、Oura Ring)。盡管這些設備不是純醫療設備,但它們可以跟蹤人們的體溫和血壓,甚至可以檢測到跌倒。這為可穿戴設備市場以及集成MEMS傳感器(如壓力,慣性,麥克風,熱電堆等)創造了許多機會。
語音應用也掀起了一股巨大的浪潮。
從幾年前開始,語音作為一種人機界面開始流行。世界正在向語音物聯網(VIoT)發展,語音/虛擬個人助理(VPA)獲得了更多的技能,變得更加智能和有用。這反過來又對MEMS麥克風產生了直接的積極影響,增加了需求。眾多公司(TDK Invensense、英飛凌等)不斷推出新的數字MEMS麥克風,注定了這種語音應用。除了捕捉聲音的麥克風,這些設備中還使用了微型揚聲器來傳遞/輸出聲音。通常情況下,平衡電樞或電動微型揚聲器被用于消費產品中,盡管該技術50多年來一直沒有改變。
在過去幾年中,兩家開發基于MEMS的微揚聲器的公司(USound、AudioPixels)一直試圖通過提供更好的外形尺寸來徹底改變這一古老的技術。USound成功地將其產品商業化,僅在2020年,就有兩家MEMS微揚聲器的初創公司萌生(Arioso、xMEMS),證明了人們對該領域的興趣。
另一個方面,嵌入式智能正在成為一種必然:即在邊緣計算,這意味著不僅是AI推理,有時候訓練也都是在MCU層面完成。博世Sensortec在CES 2021上發布了這樣一款針對可穿戴設備的傳感器產品(內嵌AI的慣性MEMS),多家初創公司(Syntiant、Cartesiam、Aspinity)也在研發專用芯片。
除此之外,CMOS-on-MEMS的集成將蓬勃發展,因為需要更緊湊的智能傳感器和相關封裝。總的來說,嵌入式人工智能正在徹底改變現有的用例,并通過不斷改善用戶體驗創造新的用例。
最后,眾多工程師會在MEMS傳感器行業找到很多機會。
未來將需要各種細分領域的工程師(工藝、質量、集成、封裝等)來掌握傳感器,或ASIC或封裝。同時,隨著更多的智能靠近傳感器和整體的、系統級的方法的轉變,也會產生了對更多的系統和系統集成工程師以及嵌入式軟件/硬件工程師的直接需求。