MEMS市場與應用發展現況

 

刊登日期:2009/10/26
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MEMS市場
以矽為基礎的MEMS在民生用品與汽車市場的應用持續擴大。另一方面,與生物科技(Bio)、奈米科技等領域的技術融合,開始展開下一代MEMS的開發。根據市調公司富士Chimera總研在2009年7月發表,應用MEMS技術的電子元件的世界市場規模預測,2013年將比2008年增加31%,達6626億日圓。其中成長的商品為產生電信號的矽發信器(成本比水晶製大幅降低)、高速數位印刷用噴墨印表頭、汽車用壓力感測器(胎壓偵測器與氣囊用加速度感測器)等。將來可期待的市場有:以奈米公克單位控制糖尿病投藥量的胰島素注射幫浦、超小型燃料電池等。

美國市調公司iSuppli發表的MEMS市場規模預測,2007年MEMS市場的產值達67億美元;2009年年末,受景氣拖累將比2007年減少10億美元;2010年市場活力恢復,2011年開始超越2007年的水準,2009~2013年的年平均成長率為10%。
MEMS市場的主要應用為:1.噴墨印表機、2.汽車用、3.手機與民生用品、4.產業與製程控制用機等四大領域。此外,還有市場規模在5億美元以下的醫療器材、航空器、防衛器等。其中以民生用品、手機的成長率最大,將成為至2013年MEMS的最高成長領域。圖一為iSuppli預測MEMS技術在各領域之市場發展。


圖一、iSuppli預測MEMS技術在各領域之市場發展

二、日本市場
根據日本Micromaching Center的調查,2005年日本國內MEMS市場規模約4400億日圓,2010年將擴大為1兆1700億日圓;2015年將擴大為2兆4000億日圓的龐大市場。產業以汽車、通信領域開始,逐漸擴大至遊戲機、精密機器、醫療保健機等領域。元件方面包括MEMS感測器、光MEMS、RF -MEMS、流體MEMS、Bio/化學MEMS等。

其中以電子元件的MEMS化為成本下降與市場擴大的關鍵。以一般零組件基板構裝為目的的應用半導體製造技術製作的麥克風,可望成為發揮日本製造設備、材料技術領域的案例。

日本為了即早掌握下一代MEMS基礎技術,成立以融和不同領域技術形成下一代元件技術開發為目標之BEANS(Bio&Electro-Mechanical Autonomous Nano Systems)國家型計畫。自2008年7月開始,共有18家企業、12所大學及產總研的加入,屬於產學研的合作計畫。具體而言,BEANS的研究主題有:Bio融和製程技術、三次奈米構造製程技術,以及Micro/Nano構造之大面積/連續製造技術。
1. Bio融和製程技術:
重點在將向來以Top Down型的加工製造,和利用自我組織(Self-assembly)化/相轉移/分子認識等現象的Bottom-Up型製程組合起來,成為新一代元件製造技術。

可望利用Bio分子新技術的元件例,如埋入型血糖感測器,一分子型超高感度化學量感測器、可望取代部份動物實驗的藥物動態感測器等。利用有機材料方面,如高效率有機太陽電池的應用。

2. 三次元奈米構造製程技術
在三次元奈米構造製程技術上「低損傷的加工技術」成為重點,若能在低損傷之外加上超平滑的三次元構造加工,一旦實現,可望擴展為表面用的化學修飾,或以自我組織化單分子膜進行良好被覆(密著)的應用。

3. 大面積/連續製程技術
針對公尺級大面積元件製造,必須捨去向來慣用的真空製造,改用非真空製程以降低成本。目標以低成本在基板上形成微米/奈米構造之高品級機能膜。
總之,為了多種多樣的MEMS應用所需,開發泛用的、基礎性的製程最為重要。

民生電子機器領域應用現況
MEMS的矽加工技術已經可以將機械系統做到極小水準(Scale Down),並在矽上完成全部系統,結果電子迴路與矽組成的零組件可以共存在Package內。MEMS感測器有---《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,更多資料請見下方附檔》

作者:材網編輯室 / 工研院材化所
★完整資料請見下方附檔


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