Marktbericht zu Oberflächenwellensensoren: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Sensortyp (Drucksensoren, Drehmomentsensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, chemische Sensoren, sonstige Sensoren), nach Endverbraucherbranchen (Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Industrie, sonstige Endverbraucherbranchen) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen 2023–2031

Marktdynamik

Treiber des globalen Marktes für Oberflächenwellensensoren:

Niedrige Herstellungskosten

Ein wesentlicher Wachstumstreiber des untersuchten Marktes sind die niedrigen Produktionskosten von SAW-Bauelementen und -Komponenten. SAW-Komponenten bieten hohe Leistung und einzigartige Eigenschaften, die bei elektrischen Bauteilen nicht zu finden sind. Obwohl BAW-Bauelemente höhere Frequenzen und Leistungspegel als SAW-Komponenten verarbeiten können, sind SAW-Komponenten häufig kostengünstiger. Aufgrund ihrer geringen Größe und der niedrigen Kosten, die durch den Verzicht auf Batterien und die Serienfertigung ermöglicht werden, können SAW-Sensoren als Einwegartikel eingesetzt werden. Neue leitfähige Drucktechnologien ermöglichen zudem die schnellere und kostengünstigere Herstellung kundenspezifischer SAW-Bauelemente und ziehen so weitere Endkunden in die untersuchte Branche. Unternehmen nutzen auch piezoelektrische Substrate auf Isolatorbasis (POI), um kostengünstige Produkte herzustellen. Qualcomm beispielsweise behauptet, dass seine Ultra-SAW-HF-Filtertechnologie die Konkurrenz übertrifft und dabei deutlich weniger kostet. Ein SAW-Filter auf POI weist geringe Verluste auf und ist kostengünstiger herzustellen als ein SAW-Filter auf Massivmaterial. Durch die kostengünstige Produktion kundenspezifischer SAW-Bauelemente entwickeln immer mehr Unternehmen SAW-Bauelemente für innovative Sensoranwendungen.

Hemmnisse auf dem globalen Markt für Oberflächenwellensensoren:

Kompatibilitäts- und Installationsprobleme

Die Oberflächenwellentechnologie (SAW) ermöglicht die Integration von Signalverarbeitung und Sensorfunktionen in einem einzigen Produkt. Allerdings haben SAW-Sensoren bisher mit Problemen wie mangelnder Stabilität und Zuverlässigkeit zu kämpfen, was ihre Verbreitung beeinträchtigt hat. Diese Einschränkung verhindert die breite Anwendung dieser passiven Bauelemente, da alle erforderlichen Funktionen des SAW-Sensors einen größeren Messbereich erfordern. Wenn die Signalstärke am Lesegerät für eine genaue Erkennung und Identifizierung nicht mehr ausreicht, stößt das SAW-basierte Sensorsystem an seine Grenzen.

Globale Marktchancen für Oberflächenwellensensoren:

Drahtloser und passiver Charakter von Sensoren

Der Aufstieg und die Beliebtheit von SAW-Sensoren in verschiedenen Anwendungsbereichen sind vor allem auf ihre drahtlosen und passiven Eigenschaften zurückzuführen. Diese Eigenschaften tragen auch zu ihrer geringen Größe und einfachen Handhabung bei. Da immer mehr Branchen drahtlose Technologien einsetzen, ist der Bedarf an drahtlosen Anwendungen in den letzten Jahren enorm gestiegen. Sie haben Marktanteile gewonnen, weil sie kostengünstig herzustellen sind, als passive Sensoren eingesetzt werden können und drahtlos funktionieren. Ein wichtiger Faktor hierfür ist die Entwicklung der Funkkommunikation.

SAW-Bauelemente können in hochentwickelten HF-Kommunikationstechniken zur Verbesserung der HF-Kommunikation eingesetzt werden. Sie werden auf verschiedene Weise moduliert, unter anderem mittels orthogonaler Frequenzcodierung und frequenzmodulierter Dauerstrichmodulation. Trends wie das Internet der Dinge (IoT) haben dazu geführt, dass die Energieübertragung in passiven, drahtlosen, auf SAW-Antennen basierenden Sensorsystemen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Das IoT beeinflusst bereits Hausautomations- und Energiemanagementsysteme, da viele IoT-Sensoren nach wie vor in abgelegenen Gebieten ohne direkten Zugang zu Steckdosen installiert sind und daher batteriebetrieben werden müssen.

Regionalanalyse

Asien-Pazifik dominiert den Weltmarkt

Der globale Markt für Oberflächenwellensensoren ist in vier Regionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und LAMEA.

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Umsatzträger.und wird voraussichtlich wachsenJährliche Wachstumsrate von 12,06 %Im Prognosezeitraum wird für die Region Asien-Pazifik aufgrund ihrer führenden Rolle in der weltweiten Halbleiterfertigung ein signifikantes Wachstum erwartet. Darüber hinaus ist die Region weltweit ein bedeutender Produzent innovativer elektronischer Geräte, Elektrofahrzeuge und Unterhaltungselektronik und somit ein wichtiger Abnehmer von SAW-Sensoren. Dank der zunehmenden Industrialisierung und des Einsatzes von Sensortechnologien zur Herstellung präziser Messlösungen expandiert die Region im Bereich der Akustik. Chinesische Anbieter, die den regionalen SAW-Markt dominieren, nutzen vorwiegend kostengünstige SAW-Lösungen, um sich Wettbewerbsvorteile zu sichern.

Amerikanische Anbieter hingegen bevorzugen tendenziell Spitzenprodukte. Haoda Electronics Co. Ltd. mit Sitz in China hat Fördermittel von Hubble erhalten. Zu den von Haoda Electronics hergestellten Produkten gehören ZF-SAW-Filter, SAW-Resonatoren, Duplexer und andere HF-Filter. Mobiltelefone, Kommunikationsbasisstationen,AutomobilelektronikAuch andere Branchen der Hochfrequenzkommunikation haben in den letzten Jahren ein signifikantes Wachstum bei der Nutzung der Produkte des Unternehmens verzeichnet.

Für Nordamerika wird ein Wachstum erwartet.bei einemJährliche Wachstumsrate von 11,39 %Im Prognosezeitraum wird Nordamerika aufgrund der steigenden regionalen Nachfrage und Produktion von akustischen Wellensensoren zu den führenden Erfindern und Investoren der globalen SWA-Sensorindustrie gehören. Der Einsatz von SAW-Sensoren in der Region nimmt zu, da die Endverbraucherindustrie verstärkt in Spitzentechnologien investiert und kostengünstige Komponenten einsetzt. Zudem befinden sich die meisten wichtigen globalen Marktanbieter in den USA, was der Region einen Wettbewerbsvorteil verschafft. Darüber hinaus sind die meisten dieser lokalen Anbieter ihren internationalen Konkurrenten in puncto Produktinnovation und technologischem Fortschritt weit voraus und fördern so das Wachstum der regionalen und globalen Märkte. Oberflächen- und akustische Wellensensoren haben in den USA einen bedeutenden globalen Markt. Das integrierte Nukleinsäureamplifikationssystem für das tragbare Diagnosegerät Optikus von Autonomous Medical Devices Incorporated (AMDI) wurde von den US-amerikanischen Sandia National Laboratories entwickelt. Im Rahmen dieses Projekts erstellten sie eine Reihe von LAMP-Primern (Loop-mediated isothermal amplification) für SARS-CoV-2 und demonstrierten anschließend die Amplifikation auf dem SAW-Sensor.

Europas Führungsrolle bei der Produktion moderner Automobile undElektrofahrzeugeDies ist ein wichtiger Aspekt, der die Entwicklung akustischer Sensoren in der Region beeinflusst. Laut einer Studie von Digital Car Research werden autonome Fahrzeuge bis 2030 voraussichtlich 25 % aller weltweiten Fahrzeugverkäufe ausmachen. Der Absatz von Elektrofahrzeugen stieg 2019 um 40–43 % – die schnellste Wachstumsrate seit 2016. Verbündete und Partner in Europa verstärken ebenfalls ihre Verteidigung und investieren verstärkt in modernste militärische Ausrüstung zur Verbesserung ihrer Systeme für die elektronische Kampfführung. Neben den führenden Nationen investieren auch Länder wie Norwegen, Schweden und Finnland verstärkt in die elektronische Kampfführung. Die Entwicklung drahtloser Oberflächenwellensensoren für hohe Betriebstemperaturen steht im Mittelpunkt des bilateralen russisch-europäischen Projekts SAWHOT. Das Wachstum von Biosensoren in der Region wurde zudem durch jüngste Entwicklungen in der Biotechnologie und Sensortechnik europäischer Anbieter gefördert, die in vielen Anwendungen im zivilen und militärischen Bereich Europas breite Anwendung finden.

Der fortschreitende 5G-Ausbau in Lateinamerika dürfte das Marktwachstum beeinflussen. Claro Brasil gab im August 2020 seine Partnerschaft mit Ericsson bekannt, um das erste 5G-Netz in Lateinamerika mithilfe von Ericssons Technologie für dynamisches Spektrumsharing zu errichten. In São Paulo und Rio de Janeiro werden zunächst zwölf Orte in Brasilien mit 5G versorgt. Die GCC-Staaten Katar, Saudi-Arabien, Bahrain, Kuwait und die Vereinigten Arabischen Emirate haben den Nahen Osten beim Ausbau von 5G-Netzen angeführt. In den kommenden zwei Jahren werden Länder wie Oman, Libanon, Ägypten und die Türkei voraussichtlich die nächste Welle der 5G-Entwicklung in der Region anführen. Die Regulierungsbehörden dieser Länder haben die 5G-Frequenzen bereits versteigert oder stehen kurz davor. Mobilfunknetzbetreiber installieren ebenfalls 5G-Netze.

Segmentanalyse

Der globale Markt für Oberflächenwellensensoren ist nach Sensortyp und Endverbraucherbranchen segmentiert.

Basierend auf der Sensorart,Der globale Markt für Oberflächenwellensensoren ist unterteilt in Drucksensoren, Drehmomentsensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, chemische Sensoren und sonstige Sensoren.

DerDas Segment der Drucksensoren trägt am meisten zum Markt bei.und wird voraussichtlich mit einer Geschwindigkeit vonJährliche Wachstumsrate von 9,26 %Während des Prognosezeitraums. Ein Drucksensor ist ein Gerät, das aus einem empfindlichen Element besteht, welches mithilfe verschiedener Funktionsprinzipien den auf den Sensor wirkenden Druck erfasst, und weiteren Komponenten, die diese Information in ein Ausgangssignal umwandeln. Aufgrund der zunehmenden Anwendung in zahlreichen Branchen, darunter Öl und Gas, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Gesundheitswesen, Konsumgüter und Industrie, haben diese Sensoren in den letzten Jahren eine enorme Verbreitung erfahren.

Der Markt wird voraussichtlich durch den zunehmenden Einsatz von Oberflächenwellen-Drucksensoren für permanente Schallüberwachungssysteme in der Öl- und Gasindustrie angetrieben. Diese Sensoren haben Quarzkristalle und Glasfasern als primäre Materialien für Bohrlochdruckmessgeräte abgelöst. Auch Reifendruckkontrollsysteme für Pkw können diese Drucksensoren nutzen. Diese Sensoren profitieren von der Fähigkeit der Oberflächenwelle, drahtlos und ohne Batterie zu arbeiten. Das Reifendruckkontrollsystem (RDKS) kann mithilfe eines Ein-Port-SAW-Resonators und einer Antenne durch Signale verschiedener Frequenzen angeregt werden und empfängt anschließend eine Antwort von der Oberflächenwelle.

Feuchtigkeitssensoren gibt es in verschiedenen Formen und Kapazitäten und sie werden zunehmend in mobilen Geräten eingesetzt. Andere Feuchtigkeitssensoren sind in größere eingebettete Systeme (wie z. B. Luftqualitätsüberwachungssysteme) integriert. SAW-Feuchtigkeitssensoren finden auch in der Fertigungsindustrie, der Klimatechnik, der Automobilindustrie, der Landwirtschaft und der Meteorologie Anwendung. Bei der Auswahl eines Feuchtigkeitssensors sind Massenbelastung, akustoelektrische und viskoelastische Effekte wichtige Faktoren. SAW-Sensoren mit einer elastischen, hygroskopischen Polymerbeschichtung erfreuen sich zunehmender Beliebtheit für die Feuchtigkeitsmessung. Ein weiteres Material, das für die empfindliche Schicht von SAW-Feuchtigkeitssensoren schnell an Bedeutung gewinnt, ist Graphenoxid. Diese Feuchtigkeitssensoren zeichnen sich durch eine schnelle Ansprechzeit von ca. 8,3 Sekunden und eine schnelle Erholungszeit von ca. 4,8 Sekunden aus. Sie bieten gute Reversibilität, hervorragende Kurzzeit-Wiederholgenauigkeit und Stabilität. Zu ihren Anwendungen gehören integrierte Geräte zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit (rF) mit kleinem Formfaktor auf Basis von SAW-Sensoren.

Basierend auf den Endverbraucherbranchen,Der globale Markt für Oberflächenwellensensoren ist in die Bereiche Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt/Verteidigung, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Industrie und sonstige Endverbraucherbranchen unterteilt.

DerSegment UnterhaltungselektronikDer Markt ist der größte und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10,37 % wachsen. Die Unterhaltungselektronikbranche hat in der Vergangenheit maßgeblich in SAW-Sensoren investiert und diese genutzt, was die Weiterentwicklung von SAW-Sensoren und -Bauelementen entscheidend beeinflusst hat. In vielen Anwendungen im Konsum- und Kommunikationsbereich haben HF-Filter erheblich von der Verwendung von SAW-Sensoren profitiert. SAW-Bauelemente zeichnen sich beispielsweise durch ein relativ einfaches Design aus. Die Kosten für Sensormaterialien sind in den letzten drei Jahrzehnten aufgrund der weitverbreiteten Verwendung von SAW-Filtern im Smartphone-Sektor gesunken. Akustische Wellenfilter, üblicherweise SAW-Bauelemente, werden jährlich in über einer Milliarde Einheiten, hauptsächlich für Mobiltelefone, produziert. Die SAW-Bauelemente dienen als Bandpassfilter in den HF- und Zwischenfrequenzteilen der Transceiver-Schaltungen. Die meisten Touchscreen-Eingaben von Smartphones und PDAs nutzen diese Technologie.

Anwendungen, die die außergewöhnliche Empfindlichkeit von SAW-Bauelementen gegenüber Oberflächenveränderungen nutzen, umfassen die Kühlmitteltemperaturregelung von Motoren, die Außenlufttemperaturregelung, die Zylindertemperaturregelung und die Detektion gefährlicher chemischer Dämpfe. Mit einer Beschichtung, die selektiv Moleküle aus der Luft adsorbiert, können SAW-Bauelemente auch Gase und organische Lösungsmittel überwachen. Der zunehmende Einsatz von Industrierobotern eröffnet Marktanbietern zudem Wachstumschancen. Die Vorteile von SAW-Sensoren haben in letzter Zeit auch das Interesse der Branche für erneuerbare Energien geweckt. Messungen von Druck, Drehmoment und Temperatur sind unerlässlich für die kontinuierliche Suche nach geeigneten erneuerbaren Energien und industriellen Anwendungen.