Nowe zastosowania napędzają wzrost sektora MEMS

W roku 2015 obroty na tym rynku mają się zwiększyć do 16%, a ich wartość do 9,2 mld dolarów. Średni wzrost w latach 2013-2018 jest przewidywany na 11,7% - na koniec okresu rynek MEMS ma osiągnąć wartość 12,2 mld dolarów. Wszechobecność MEMS-ów powoduje spadek ich cen średnich, za to dostawy układów liczone w sztukach mają w tym okresie rosnąć średnio o 14% rocznie. W roku ubiegłym całkowita sprzedaż czujników MEMS na świecie wyniosła 3,9 mld sztuk, natomiast na 2018 r. IC Insights prognozuje sprzedaż 7,7 mld tych urządzeń.

Ostatnie lata upłynęły pod znakiem wprowadzania na rynek czujników zaprojektowanych pod kątem interaktywnych gier wideo i smartfonów, takich jak akcelerometry i żyroskopy. Do typowych zastosowań należało wykrywanie i pomiary ruchu, nawigacja, śledzenie aktywności, czujniki ciśnieniowe, czyli wysokościomierze lub mikrofony MEMS, oraz wizyjne systemy śledzenia i interpretacji gestów wykonywanych rękami. Innym źródłem wzrostu była elektronika samochodowa, w której mikrosystemy są wykorzystywane na szeroką skalę w aplikacjach związanych z bezpieczeństwem. Obszarem zastosowania MEMS-ów, który zdaniem specjalistów czeka w obecnych latach znaczny wzrost, jest także pozyskiwanie energii ze zróżnicowanych źródeł, m.in. energii słonecznej, termicznej czy kinetycznej, na potrzeby wszelkiego rodzaju urządzeń bezprzewodowych (energy harvesting).

Wzrost sektora czujników i aktuatorów bazujących na MEMS (w mld dolarów i sztuk, źródło: IC Insights)

Półprzewodnikowe struktury mikroelektromechaniczne o układzie wytrawionym w krzemie pełnią zróżnicowane funkcje, z jednej strony śledząc i mierząc zmiany w otoczeniu, lub z drugiej inicjując, w oparciu o sygnały elektroniczne, ruch fizyczny. W ostatnich latach sprzedaż czujników MEMS rosła znacznie szybciej i bardziej stabilnie niż aktuatorów - przy średnim rocznym wzroście 19,2% dla sensorów, dostawy aktuatorów rosły w tempie jedynie 2,8%. Według IC Insights różnica ta jednak zaniknie i w ciągu następnych 5 lat oba segmenty rynku MEMS będą się zwiększać po 12% rocznie.

Powodem silnego zapotrzebowania na aktuatory są nowe aplikacje, takie chociażby jak mikroskopijne laboratoria zawarte w pojedynczym układzie MEMS jednorazowego użytku (lab-on-chip) przeznaczone do analizy DNA oraz identyfikacji chorób zakaźnych. Mikroskopijne laboratorium, poza rozmaitymi sensorami, może przykładowo zawierać mikropompę. Inne typowe aktuatory wykonane w skali mikro to także dysze drukarek atramentowych, mikrolustra miniprojektorów lub wyświetlaczy czy oscylatory, które wypierają rezonatory kwarcowe, zapewniając mniejszy rozmiar, niski pobór mocy i znacznie lepszą niezawodność.

W miarę pojawiania się kolejnych zastosowań rynek MEMS staje się więc jeszcze bardziej niż dotychczas zróżnicowany. Nowe aplikacje znajdą zastosowania w obszarach elektroniki konsumenckiej, produktach przenośnych, urządzeniach typu "wearable", oprzyrządowaniu, rozmaitych ręcznych miernikach, automatyce domowej czy osobistym sprzęcie medycznym. W opinii IC Insights, popyt na mikrosystemy z tych rynków oraz stosunkowo drogie projekty urządzeń spowodują, że ceny pojedynczych układów MEMS nie będą szczególnie szybko maleć.

Marcin Tronowicz