Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de sensores de presión MEMS por tipo (piezorresistivos de silicio, capacitivos de silicio), por canal de distribución (en línea, fuera de línea), por aplicación (médica, automotriz, industrial, aeroespacial y defensa, electrodomésticos, electrónica de consumo, otros) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2023-2031.

Factores de crecimiento del mercado de sensores de presión MEMS

Surgimiento de la automatización e Industria 4.0

Los sensores MEMS se utilizan en aplicaciones de automatización e Industria 4.0 porque permiten la detección temprana de fallos y el mantenimiento predictivo en sistemas que requieren estudios de temperatura, vibración, presión, sonido y acústica. La Industria 4.0 y la adopción del IoT, que han transformado significativamente la fabricación, exigen que las empresas adopten tecnologías que complementen la mano de obra humana con la automatización y reduzcan los accidentes industriales causados ​​por fallos en los procesos.

Además, el énfasis en las técnicas de producción automatizada representa un avance significativo para la industria. El Gobierno de la India se fijó el ambicioso objetivo de aumentar la contribución de la producción manufacturera al Producto Interno Bruto (PIB) del 16 % al 25 % para 2025, según datos del IBEF. El programa Udyog Bharat 4.0, Centro de Transformación Rápida y Fabricación Inteligente Avanzada (SAMARTH), buscaba incrementar el conocimiento de la Industria 4.0 entre los fabricantes indios y brindar a las partes interesadas las herramientas necesarias para abordar los problemas relacionados con la automatización. Por lo tanto, se prevé que el sólido crecimiento de la automatización en todos los sectores y los crecientes esfuerzos en el marco de la Industria 4.0 impulsen el mercado durante todo el período de pronóstico.

Nuevos lanzamientos e inversiones de los principales actores.

El mercado es cada vez más competitivo, con diversos actores consolidados y nuevos en el sector de la automatización que desarrollan y lanzan productos más novedosos.

• Por ejemplo, en febrero de 2021, ABB anunció el lanzamiento de sus familias de cobots de próxima generación, GoFa y SWIFTI, ampliando así la cartera de robots colaborativos YuMi de la compañía. El lanzamiento de estos cobots más robustos, rápidos y capaces busca acelerar la expansión de la empresa en segmentos de alto crecimiento, como la atención médica, los bienes de consumo, la electrónica, la alimentación y las bebidas, la logística, etc., para satisfacer la creciente demanda de automatización en numerosos sectores.

Además, la infraestructura desarrollada para la automatización en los Estados Unidos está atrayendo a los actores a invertir ensoluciones para fábricas inteligentes.

• Por ejemplo, en diciembre de 2021, Deloitte anunció que Siemens Digital Industries Software se unió como patrocinador fundador de The Smart Factory. The Smart Factory Wichita es un espacio sostenible de 5574 metros cuadrados (60 000 pies cuadrados) ubicado en el Campus de Innovación de la Universidad Estatal de Wichita. The Smart Factory cuenta con una línea de producción totalmente funcional y laboratorios prácticos para crear y probar las capacidades de una fábrica inteligente. Estos factores impulsan la expansión del mercado.

Factores restrictivos

Complejidad en relación con las interfaces múltiples

Algunos de los problemas más críticos en el diseño de sistemas basados ​​en sensores provienen de las interfaces. Los numerosos desafíos asociados con las interfaces de los sensores complican el diseño y la fabricación, dificultando incluso la producción, a pesar de ser cruciales para la desvinculación de componentes y la reutilización en diversos sistemas. Más de un tercio de los participantes en una reciente investigación de Fierce Electronics sobre el diseño de sensores indicaron que su mayor desafío reside en la integración de los sensores en el diseño.

La integración de varios sensores para generar una única señal que proporcione la información necesaria al sistema puede resultar compleja. Si todos los demás factores son equivalentes, el uso de múltiples sensores es más costoso. Los chips MEMS son necesarios para interactuar con el entorno y permitir la detección, la interconexión y la actuación. El encapsulado de los MEMS es específico para cada aplicación y permite la interacción física del dispositivo con el entorno. Los entornos adversos plantean diversos desafíos para el encapsulado de los MEMS, lo que limita el crecimiento del mercado.

Oportunidades de mercado

Creciente demanda de aplicaciones con gran cantidad de sensores.

Las tecnologías de sensores han beneficiado la vida cotidiana de las personas en prácticamente todos los ámbitos donde se han utilizado. Los sensores detectan y recopilan señales de la fuente o el entorno, y luego diseñan la respuesta correspondiente. Se pueden utilizar diversas fuentes, como luz, temperatura, movimiento y presión. Las tecnologías de sensores innovadoras se utilizan en múltiples estilos de vida, atención médica, bienestar físico, producción y aplicaciones cotidianas. Además, los dispensadores de medicamentos equipados con sensores facilitan la administración de medicamentos en el ámbito médico. Envían una señal para recordar a los pacientes que tomen su medicamento y suministran la medicación necesaria en el momento adecuado.

• Por ejemplo, en enero de 2022, Superior Sensor Technology anunció la incorporación de dos nuevas familias de sensores de presión para ampliar su serie ND. Estos nuevos dispositivos permiten a los fabricantes desarrollar productos más estables y precisos de forma rentable para diversas aplicaciones de equipos industriales que operan en rangos de presión bajos a medios.

Los nuevos sensores de presión media son compatibles con los fabricantes de equipos comerciales, de transporte, de investigación y desarrollo, y de manufactura. Además, la demanda de sensores de presión en la industria petroquímica se centra principalmente en la fiabilidad, la estabilidad y la alta precisión. La capacidad de obtener la medición más precisa en diversas condiciones de trabajo para preservar la estabilidad de la producción y la consistencia del proceso es una manifestación de la estabilidad del sensor de presión, lo que genera oportunidades de crecimiento en el mercado.

Perspectivas regionales

Asia-Pacífico es una región dominante con un crecimiento anual compuesto del 6,3%.

La región de Asia-Pacífico es el principal actor del mercado mundial de sensores de presión MEMS y se prevé que experimente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,3 % durante el período de pronóstico. La industria automotriz en la región de Asia-Pacífico es una de las más grandes del mundo, habiendo pasado en las últimas décadas de ser una industria modesta controlada por el gobierno a una dominada por grandes corporaciones multinacionales. Según IBEF, en 2021, el número total de vehículos de pasajeros producidos en India fue de 22.652.108. Además, los principales fabricantes de automóviles regionales han comenzado a invertir considerablemente en diversas áreas de la industria para satisfacer la creciente demanda en los últimos meses. Según los datos publicados por el Departamento de Promoción de la Industria y el Comercio Interno, la industria atrajo 30.510 millones de dólares en Inversión Extranjera Directa (IED) entre abril de 2000 y junio de 2021, lo que representa el 5,5 % de la IED total. Estas inversiones impulsarán la demanda de sensores de presión MEMS en la región. Las inversiones gubernamentales y los avances tecnológicos en diversos sectores también impulsan el mercado regional de sensores de presión MEMS.

Europa es la región de más rápido crecimiento.

Se prevé que Europa experimente una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 5,4 % durante el período de pronóstico. El sector de la electrónica de consumo está desarrollado en Europa y cuenta con el respaldo de un entorno de redes de alta tecnología. La región presenta una alta tasa de adopción de nuevas tecnologías y una importante cuota de mercado en el segmento premium en todos los sectores, después de Estados Unidos. A pesar de ello, la región sigue siendo un importante importador de productos electrónicos. Por ejemplo, los teléfonos chinos representan un tercio del mercado europeo. Sin embargo, se espera que esta situación cambie debido a la reciente decisión de las principales economías de suspender los contratos de Huawei para la adquisición de tecnología 5G del gigante tecnológico chino. Además, Europa es un centro global de la industria automotriz gracias a importantes empresas automotrices y fabricantes de equipos originales (OEM), como Robert Bosch GmbH, Volkswagen AG y Daimler AG. Se prevé que el desarrollo constante de sensores de presión MEMS para aplicaciones autónomas en el sector automotriz impulse el mercado analizado durante el período de pronóstico.

Se espera que Norteamérica crezca significativamente en el mercado debido a la adopción en varios sectores, como el automotriz, el aeroespacial, el de la salud y muchos más. Las estrictas regulaciones gubernamentales con respecto a la seguridad de los pasajeros y el crecimiento significativo de las industrias automotriz y aeroespacial también impulsan el mercado de sensores de presión MEMS en Norteamérica. El desarrollo de la tecnología de la información y lacreciente adopción de IoTEn diversas aplicaciones de fabricación, industria y automoción, los sensores de presión MEMS han dado una nueva dimensión a las operaciones comerciales regionales. Además, la aparición de la automatización y la Industria 4.0, las crecientes regulaciones gubernamentales para los sistemas de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS) y la creciente demanda de aplicaciones con sensores de presión son factores importantes que impulsan el mercado de sensores de presión MEMS en Norteamérica.

En Latinoamérica, se prevé que el mercado crezca gradualmente durante el período de pronóstico gracias a los avances en los sectores automotriz, de electrónica de consumo, salud y defensa, lo que genera oportunidades. Debido al creciente sector industrial, se espera que Latinoamérica experimente una mayor demanda de sensores de presión MEMS. Además, México, cuya economía ha tenido un buen desempeño gracias a su próspero sector manufacturero, es un factor clave para el crecimiento de la industria manufacturera, especialmente la de alta gama. Este crecimiento depende de la adopción de sensores de presión para automatizar la mayoría de los procesos. Los menores costos laborales en la región están impulsando la rápida expansión de otros sectores industriales. La transición de estas industrias hacia la Industria 4.0 contribuye a la adopción del mercado.

En Oriente Medio y África, los Emiratos Árabes Unidos (EAU) cuentan con una de las industrias manufactureras de más rápido crecimiento en la región, gracias a proyectos estratégicos impulsados ​​por el gobierno, impuestos bajos y políticas favorables a las empresas que fomentan la automatización y el desarrollo del sector manufacturero. Además, el gobierno de los EAU anunció planes para invertir 75 mil millones de dólares en el nuevo sector manufacturero industrial del país, el cual contribuirá con el 25% al ​​PIB nacional para 2025. Las tendencias en materia de automatización impulsarán aún más el crecimiento del mercado en la región.

Análisis de segmentación

Por tipo

El segmento piezorresistivo de silicio es responsable de la mayor cuota de mercado y se prevé que presente una CAGR del 5,5 % durante el período de pronóstico. El sensor de presión piezorresistivo de silicio es más adecuado para entornos hostiles debido a su amplia banda prohibida, tolerancia a la corrosión, excelente inercia química, alto módulo de Young y alta movilidad de portadores. El concepto de una señal amplia efectiva debe abandonarse para mejorar la protección contra sobrecargas. Es necesario utilizar un sensor de presión diseñado para un rango de presión más alto. Si bien se puede utilizar un tope mecánico en los sensores de presión capacitivos para evitar la deformación de la membrana bajo presión y garantizar una protección contra sobrecargas muy alta, es casi imposible con las membranas de silicio comparativamente pequeñas de las celdas de presión piezorresistivas con las deflexiones más pequeñas. Los transductores piezorresistivos implantados en obleas de silicio con diafragmas micromecanizados en masa se han convertido en un enfoque dominante para la fabricación de sensores de presión para automóviles.

El sensor de presión capacitivo de silicio se basa en cambios en la distancia del electrodo capacitivo que se transforman en cambios de presión en la capacitancia, creados mediante tecnología de sensores MEMS. Este sensor de capacitancia presenta bajo consumo de energía, alta impedancia, baja atracción electrostática, masa móvil reducida, mínimos efectos térmicos y medición sin contacto. Los sensores capacitivos de silicio incorporan indicadores de rendimiento como la no linealidad, la sobrecarga, la presión estática y la fiabilidad, y superan a los sensores piezorresistivos de silicio, los sensores cerámicos y los transductores de condensador de diafragma metálico. Su sensor resonante de silicio, con un índice no lineal significativo, especialmente para usuarios que buscan un mejor rendimiento, suele ser superior a los sensores capacitivos de silicio, ya que la tasa de no linealidad del 0,05 % FS es mayor que el 60 % de los sensores terminados. Además, se utiliza tecnología MEMS para crear el sensor de presión capacitivo, que tiene un tamaño de chip de 3 mm.

Mediante solicitud

El segmento automotriz posee la mayor cuota de mercado y se estima que presentará una CAGR del 5,5 % durante el período de pronóstico. La industria automotriz está cambiando. Los vehículos se están electrificando, conectando y automatizando. A medida que esta tendencia avanza, impacta la forma en que los semiconductores, incluidos los sensores MEMS, se diseñan y califican para aplicaciones automotrices. Mientras que los diseñadores de semiconductores automotrices consideran cuidadosamente la definición del producto, la validación y la confiabilidad a largo plazo, los proveedores de sensores MEMS responden a las nuevas oportunidades creadas por los vehículos eléctricos y automatizados mediante el desarrollo de unidades de medición inercial (IMU) para la conducción automatizada y sensores de monitoreo de presión de batería para baterías de iones de litio en vehículos eléctricos. Además, los sensores de presión MEMS son los sensores más utilizados en automóviles. Al menos 18 aplicaciones automotrices han impulsado el crecimiento de los sensores de presión, incluyendo la presión de los neumáticos, los sensores de freno en sistemas de control electrónico de estabilidad, los airbags laterales y el control del motor relacionado con estándares de emisiones cada vez más estrictos, la presión atmosférica y la presión de recirculación de gases de escape.

Los sensores de presión MEMS se han utilizado ampliamente en múltiples aplicaciones en el sector sanitario durante los últimos años.

• Por ejemplo, los ventiladores proporcionan asistencia respiratoria a pacientes que han contraído una enfermedad que impide la respiración normal o que han sufrido lesiones graves. Los sensores de presión MEMS se han utilizado históricamente en aplicaciones médicas y se han empleado en procedimientos no invasivos.equipo médicoLos sensores de presión MEMS se utilizan en diversos dispositivos, incluidos equipos respiratorios y manguitos de presión arterial, desde la década de 1980. Además, se han empleado en aplicaciones invasivas, como sensores en la punta de catéteres o implantes que registran la presión arterial (sistólica y diastólica), el gasto cardíaco y la frecuencia cardíaca. Estos sensores son de gran importancia en la monitorización respiratoria y se utilizan en ventiladores para controlar la respiración de los pacientes.