MEMS für den Markt für mobile Geräte Größe und Ausblick, 2022-2030

Marktübersicht

Die weltweite Marktgröße für MEMS für mobile Geräte wurde im Jahr 2021 auf 5,5 Milliarden US-Dollar geschätzt. Es wird erwartet, dass es bis 2030 einen erwarteten Wert von 12,5 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,5 % im Prognosezeitraum (2022–2030) entspricht.

Der Fortschritt und die Weiterentwicklung der Technologien haben die Designs von MEMS-Sensoren tiefgreifend beeinflusst. Technologische Fortschritte, Verbrauchervorlieben und andere Faktoren prägen maßgeblich die Veränderungen im Elektronikgeschäft für Unterhaltungselektronik und intelligente Geräte. Diese Trends treiben die Nachfrage nach einer Verkleinerung von MEMS-Sensoren voran.

Aufgrund der enormen Menge an weltweit ausgelieferten Geräten und der steigenden Nachfrage nach Beschleunigungsmessern und Gyroskopen in Smartphones wird erwartet, dass der MEMS-Markt für mobile Geräte im Prognosezeitraum erheblich wachsen wird. Der untersuchte Markt ist maßgeblich durch die Entwicklung hin zu MEMS-Geräten mit geringerem Stromverbrauch geprägt. Der Bedarf an Sensoren in intelligenten Mobilgeräten wird durch die sich verändernde Verbraucherdynamik, wie kürzere und schnellere Ladezeiten und Ladeoptimierung, weiter vorangetrieben, da diese Technologien darauf ausgelegt sind, weniger Strom zu verbrauchen und weniger Zeit zum Laden zu benötigen. Da Smartphones zunehmend für Bildanwendungen genutzt werden, werden optische Bildstabilisierung (OIS) und elektronische Bildstabilisierung (EIS) zunehmend durch MEMS-Sensoren ermöglicht. Diese breite Palette an Features und innovativen Funktionen wird das Wachstum von MEMS-Sensoren für intelligente Mobilgeräte im Prognosezeitraum weiter steigern.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für MEMS für mobile Geräte

Zunehmende Akzeptanz des Miniaturisierungstrends

Eines der Schlüsselelemente, die den Bedarf an MEMS in mobilen Geräten beeinflussen, ist die Schrumpfung von Gadgets. Die Hersteller sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, ihre Technologie weiterzuentwickeln, um bei immer kleineren Endgeräten Vorteile zu erzielen. Der Einsatz MEMS-basierter Beschleunigungsmesser in empfindlichen kommerziellen Geräten wie Smartphones trug dazu bei, Gerätegröße und -kosten zu reduzieren. Im Dezember 2020 brachte TDK MEMS-Beschleunigungsmesser für kleinere Geometriepraxen in der Branche auf den Markt. Die Verfügbarkeit in einem leichten, 1,4 g schweren, hermetischen SMD-J-Lead-Keramikgehäuse (12 x 12 x 5 mm) ermöglicht eine kostengünstige Montage und Zuverlässigkeit auf der Leiterplatte, selbst bei sich schnell ändernden Temperaturbedingungen. Da außerdem die Anzahl der Sensoren auf einem mobilen Gerät zunimmt, sind mehr Miniatur-MEMS erforderlich, um Designfaktoren zu erfüllen. Derzeit sind mobile Geräte mit Sensoren wie Näherungssensoren, Beschleunigungsmessern, Gyroskopen, Fingerabdrucksensoren , Umgebungslichtsensoren, Kompassen, Hall-Effekt-Sensoren, Barometern und anderen ausgestattet.

Auf Nano-Elektromechanischen Systemen (NEMS) basierende Beschleunigungsmesser, die Graphen verwenden, nehmen eine um Größenordnungen kleinere Chipfläche ein als herkömmliche Silizium-MEMS-Beschleunigungsmesser und behalten gleichzeitig die konkurrenzfähige Empfindlichkeit bei. Solche Trends der Miniaturisierung von Geräten treiben den Markt für MEMS voran, die in mobilen Geräten verwendet werden.

Steigende Nachfrage nach leistungsstarken Mobilgeräten

Mit der zunehmenden Nutzung umfangreicher Smartphone-Anwendungen müssen leistungsstarke mobile Geräte für jeden Benutzer unerlässlich werden. Verschiedene Mobilgeräte werden mit Hochleistungschips hergestellt. Solche leistungsstarken Mobilgeräte erfordern MEMS-basierte Sensoren wie Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Mikrofone und andere, um den Übergang zu unterstützen. Künstliche Intelligenz und 5G-Technologien treiben Hersteller weiter dazu, leistungsstarke Mobilgeräte zu entwickeln. Hersteller von Hochleistungschips und MEMS-Herstellern unterstützen diese Gerätehersteller bei der Ausrichtung und Entwicklung des resultierenden Geräts.

Die Leistung von Smartphones hat sich weiterentwickelt, neue Chipsätze unterstützen neue Anwendungen. Darüber hinaus ist zu beobachten, dass Akteure 5G-Smartphones einführen, was sich direkt positiv auf das Wachstum des untersuchten Marktes auswirkt. Beispielsweise kündigte Samsung im April 2021 die Einführung des Galaxy M42 5G an, seines ersten 5G-Geräts der Mittelklasse in Indien. Darüber hinaus kündigte Apple im März 2022 die Einführung des neuen iPhone SE an, das neben 5G auch über eine lange Akkulaufzeit und den A15 Bionic-Chip verfügt. Abgesehen von den dominanten Playern auf dem Markt für High-End-Smartphones, zu denen Unternehmen wie Samsung und Apple gehören, sind auch aufstrebende Player dabei, Hochleistungs-Smartphones auf den Markt zu bringen, um mit den bestehenden Playern zu konkurrieren. Beispielsweise kündigte die chinesische Smartphone-Marke Realme ihre Pläne an, ihre ersten High-End-Telefone, GT 2 und GT 2 Pro, in Spanien einzuführen, um den europäischen High-End-Markt zu erschließen. Es wird erwartet, dass die Einführung von Hochleistungsgeräten die Nachfrage nach ausgefeilteren MEMS-Sensoren steigern wird.

Globale Marktbeschränkung für MEMS für mobile Geräte

Hochkomplexer Herstellungsprozess und anspruchsvolle Zykluszeit

Die Komplexität von MEMS-Geräten reicht von einfachen Systemen mit einem einzelnen Element bis hin zu komplizierten Systemen mit mehreren Elementen unter integrierter mikroelektronischer Steuerung. Dies stellt eine große Herausforderung bei der Herstellung von MEMS-basierten Sensoren dar. Aufgrund der Komplexität des Designs haben MEMS-basierte Sensoren einen langen Entwicklungszyklus. Der Konstruktionszyklus hat mit den aktuellen CAD-Tools viel Zeit in Anspruch genommen, da die Komplexität zugenommen hat.

Die Herausforderung des komplexen Herstellungsprozesses behindert auch die Vision, dass Smartphones überall intelligente Sensorknoten haben. Dies liegt daran, dass die Produktion eines Smartphones auf die Billionen von Knoten, die es haben könnte, ohne die Entwicklung ausgefeilter MEMS-Fertigungstechniken nicht möglich wäre. Da die Leistung von MEMS-basierten Sensoren umgekehrt proportional zur Größe ist, nimmt die Rohempfindlichkeit der meisten Sensoren ab. Allerdings könnte sich der Frequenzgang verbessern.

Die grundlegende Grenze der meisten MEMS-Sensorsysteme bleibt das thermische Rauschen. Die Temperatur und Vibration von Molekülen lässt alle mechanischen und elektrischen Geräte mit einer durchschnittlichen kinetischen Energie von einigen tausend Milliardstel Joule erzittern. Im Mikromaßstab gebaute MEMS-Geräte sind anfällig für diese geringen Energiemengen. Diese Miniaturisierung eines kompletten Mikrosystems stellt eine der größten Herausforderungen auf dem Gebiet der MEMS dar.

Globale Marktchancen für MEMS für mobile Geräte

5G-Revolution und zunehmende globale Konferenzen

Es wird erwartet, dass die bevorstehende 5G-Revolution die Konnektivität zugänglicher macht und dadurch exponentiell mehr Daten erzeugt. Ein weiterer anhaltender Trend ist das Edge Computing, das der Markt hervorbringt und bei dem der Einsatz von Sensoren und MEMS ein neues Zeitalter der Technologie vorantreibt. Es wird erwartet, dass der zunehmende Einsatz von Sensoren in Mobilgeräten die Innovation im Prognosezeitraum vorantreiben wird.

Darüber hinaus wird erwartet, dass globale Konferenzen wie der IEEE MEMS, der MEMS & Sensors Technical Congress und der Mobile World Congres den Einsatz von MEMS-Sensoren in mobilen Geräten hervorheben, was wahrscheinlich das Bewusstsein bei Systemintegratoren schärfen und so das Marktwachstum steigern wird.

Regionalanalyse

Nach Regionen ist der globale MEMS-Markt für mobile Geräte in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt

Der asiatisch-pazifische Raum hatte den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 10 % wachsen. Ein großer Bedarf an Mobiltelefonen aus Ländern wie Indien, China, Japan und Südkorea motiviert viele Anbieter, Fabriken in der Region zu errichten. Auch die Verfügbarkeit von Rohstoffen und die erschwinglichen Arbeits- und Baukosten der Region haben Unternehmen dazu ermutigt, ihre Produktionsstätten anzusiedeln. Neben den Vorteilen der Fertigung veranlassen auch die hohe Nachfrage und die schnelle Expansion Mobiltelefonhersteller, ihre Fabriken im asiatisch-pazifischen Raum anzusiedeln. Laut den neuesten Statistiken der chinesischen Regierung strömt die chinesische Bevölkerung in den Kauf teurer neuer 5G-Handys. China hat im Jahr 2021 mehr als 266 Millionen 5G-Telefone ausgeliefert, 63,5 % mehr als im Vorjahr.

Darüber hinaus stellte Samsung im Januar 2021 seinen neuen Samsung ISOCELL GN2 vor, einen 50-MP-Bildsensor. Er verfügt über Funktionen wie große 1,4 Mikrometer (m) große Pixel, eine Verbesserung gegenüber der bis zu 100 MP fotografischen Fähigkeit des Vorgängers ISOCELL GN1, leistungsstarkes HDR, Verbesserte Autofokussierung dank Dual Pixel Pro-Technologie und lebendige Ergebnisse unabhängig von den Lichtverhältnissen dank Smart ISO Pro. Für mehr Mobilität beim Filmen von Videos bietet der GN2 Full-HD-Videos mit 480 Bildern pro Sekunde oder 4K mit 120 Bildern pro Sekunde. Es wird erwartet, dass die kontinuierlichen Verbesserungen des aktuellen Angebots die Akzeptanz dieser innovativen Sensoren durch Smartphone-Hersteller steigern werden.

Nordamerika ist die zweitgrößte Region. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen erwarteten Wert von 2 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,5 % entspricht. Der nordamerikanische Raum, der bereit ist, neue Technologien und Fortschritte bei mobilen Geräten einzuführen, genießt aufgrund der Präsenz bedeutender Hersteller in der Branche eine führende Position auf dem MEMS-Markt für mobile Geräte. Es wird erwartet, dass MEMS-Sensoren in Smartphones zur Unterstützung navigationsbasierter Apps an Popularität gewinnen, da das Ökosystem vernetzter Geräte weiter wächst. Eines der wichtigsten Länder in der Region, das die Einführung vernetzter Geräte fördert und unterstützt, sind die Vereinigten Staaten.

Darüber hinaus wird erwartet, dass die Rolle von MEM-Sensoren mit der Einführung von 5G-Diensten in vielen Teilen der Region noch an Bedeutung gewinnen wird. Darüber hinaus übernehmen auch die wichtigsten MEMS-Sensoranbieter in der Region Produktinnovationsstrategien, um ein fortschrittliches und breites Angebotsportfolio in mehreren Branchen abzudecken. Darüber hinaus wurde die wachsende Innovation bei MEMS-Mikrofonen aufgrund von Smartphones durch die Smart-Wearables-Unternehmen verstärkt, insbesondere im Hinblick auf Produktgröße und Stromverbrauch, wodurch Wachstumschancen für schallbasierte MEMS-Sensoren entstehen.

Europa ist die drittgrößte Region. In der Region ist eine erhebliche Nachfrage nach Smartphones aus verschiedenen Ländern wie Deutschland, Frankreich und dem Vereinigten Königreich zu verzeichnen. Im Jahr 2020 hielt Samsung den größten Anteil, gefolgt von Apple. Darüber hinaus verzeichneten auch die östlichen und zentralen Regionen Europas im Jahr 2021 steigende Penetrationsraten. Bei einer virtuellen Veranstaltung mit dem Thema „Featuring You“ im März 2021 kündigte OPPO die regionale Veröffentlichung seiner neuen, vollständig auf 5G basierenden Reno5-Serie an, zu der auch die Smartphones gehören Reno5 Pro 5G, Reno5 5G und Reno5 Z. Mit jeder Aufnahme werden die höhere Videoqualität des Geräts sowie verbesserte Porträtvideos und -fotografie über seine Sensoren geliefert. Der 50 MP Sony IMX766 des OPPO Reno5 Pro 5G unterstützt außerdem All-Pixel Omni Focus, bei dem jedes Pixel zum Fokussieren des Bildes verwendet wird, zusätzlich zu einer 32 MP Frontkamera, einer 16 MP Ultraweitwinkelkamera, einer 13 MP Telekamera und einem 2 MP Makro Kamera und einem Farbtemperatursensor . Es wird erwartet, dass das Smartphone noch stärker in das IoT-Ökosystem der Region integriert wird, wo die intelligenten Ökosysteme für Städte wachsen und zu einem entscheidenden Werkzeug für den Unterhaltungselektroniksektor werden. Daher integrieren Smartphone-Hersteller zunehmend MEMS-Sensoren, die diese Geräte und Anwendungen unterstützen, indem sie deren Nutzung überwachen und regeln.

Segmentanalyse

Der globale MEMS-Markt für mobile Geräte ist nach Sensortyp und Region segmentiert.

Nach Sensortyp ist der globale MEMS-Markt für mobile Geräte in Fingerabdrucksensoren, Beschleunigungssensoren, Gyroskope, Drucksensoren, BAW-Sensoren, Mikrofone und andere Arten von Sensoren unterteilt. Das Mikrofonsegment hatte den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 8,4 % wachsen. Fortschrittliche MEMS-Mikrofone können das Audioerlebnis in Smartphones verbessern. Die zunehmende Akzeptanz von Smartphones mit vielen Funktionen führte dazu, dass es mehr als ein Mikrofon pro Telefon für die Audioverarbeitung gab, etwa Echo- und Geräuschunterdrückung, Filterung von Windgeräuschen, Strahllenkung, 3D-Sound und andere spannende Effekte, wodurch der Markt für MEMS-Mikrofone expandierte. Einer der ersten Anwender von MEMS-Mikrofonen ist Apple, Inc. für seine iPhones. Dieses Unternehmen integriert seit der Entwicklung des iPhone 4 konsequent kapazitive MEMS-Mikrofone in seine iPhone-Produkte. Neben Mobiltelefonen integrieren Elektronikhersteller MEMS-Mikrofone und andere Sensoren in Handgeräte, Smartwatches, Tablets, medizinische Geräte, tragbare Elektronikgeräte, und IoT-Geräte (Internet of Things). Die Verbreitung des Internets spielt auch eine wichtige Rolle bei der zunehmenden Verbreitung von Smartphones und vernetzten Geräten. Die zunehmende Verbreitung von Internet und Smartphones markiert auch den Einstieg internationaler Mobilfunkhersteller. Die Nachfrage nach MEMS-Mikrofonen wird mit der Akzeptanz und Reichweite von Mobiltelefonen steigen.

Das Gyroskop-Segment ist das zweitgrößte. MEMS-Gyroskope oder MEMS-Winkelgeschwindigkeitssensoren werden zur Dreherkennung verwendet, wenn kein fester Bezugspunkt vorhanden ist. Gyroskope in Mobilgeräten ermöglichen somatische Spiele, ermöglichen es Geräten, die Ansicht in Spielen zu wechseln und zu navigieren, wenn keine GPS-Dienste verfügbar sind. Das Gyroskop wird auch bei VR- und AR-Aktivitäten, 3D-Fotografie und Panoramanavigation verwendet, um nur einige zu nennen. Faktoren wie die zunehmende Abhängigkeit von standortbezogenen Diensten und sinkende Smartphone-Preise beschleunigen den steigenden Bedarf an mobilen standortbezogenen Diensten. Sie können bei fehlenden Satellitensignalen in Türräumen helfen und so ihren Bedarf an Smartphones verdeutlichen. Viele Smartphone-Anbieter drängen darauf, ihre Smartphones mit AR kompatibel zu machen, dessen Hauptkomponente ein Gyroskop zum Ausführen von AR-Spielen ist. Google hat verschiedene Geräte für die ARCore-Unterstützung zertifiziert. Zu diesen Mobilfunkunternehmen gehören Asus, Google Pixel LG, Realme, Samsung, Xiaomi und viele andere. Solche Markttrends treiben den Bedarf an Gyroskop-MEMS für AR- und VR-basierte Erfahrungen voran, der in den kommenden Jahren vorherrschend sein wird.

jüngsten Entwicklungen

• September 2022 – Analog Devices, Inc. (Nasdaq: ADI) gab heute bekannt, dass der Chief Executive Officer und Vorstandsvorsitzende des Unternehmens, Vincent Roche, am Dienstag auf der 13. jährlichen US-All-Stars-Konferenz von JPMorgan in London, England, sprechen wird , 20. September 2022, 10:00 Uhr britische Sommerzeit.
• Mai 2022 – Analog Devices, Inc. und Synopsys, Inc. (Nasdaq: SNPS) gaben ihre Partnerschaft zur Bereitstellung von Modellbibliotheken für DC/DC-ICs und Module® (Mikromodul)-Regler mit Sabre bekannt, dem marktführenden Simulationstool von Synopsys Komponente der virtuellen Prototyping-Lösung von Synopsys. Antriebsstrangkonstrukteure für Produkte wie Elektroautos, Avionikmaschinen, Instrumentierungsausrüstung und Supercomputer können dank dieser neuen Bibliothek im Sabre-Simulationssystem auf Systemebene jetzt präzise Multidomänensimulationen mit Geschwindigkeit und Genauigkeit durchführen und so den Designprozess und die Zeit beschleunigen Markt.