モバイルデバイス市場向けMEMS サイズと展望 2025-2033

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モバイルデバイス向けMEMS市場の成長要因

小型化トレンドの受容拡大

モバイルデバイスにおけるMEMSの必要性を左右する重要な要素の一つは、機器の小型化です。メーカーは、エンドデバイスの小型化が進む中で優位性を獲得するため、自社技術の進化を常に模索しています。スマートフォンなどの高感度な業務用デバイスにMEMSベースの加速度センサーを採用することで、デバイスのサイズとコストの削減に貢献しました。2020年12月、TDKは業界で最も小型化された形状のMEMS加速度センサーを発売しました。1.4gの軽量密閉型SMD Jリードセラミックパッケージ（12 x 12 x 5 mm）で提供されるため、PCB上での低コストの組み立てと信頼性を実現し、温度変化の激しい環境でも高い信頼性を実現します。さらに、モバイルデバイスに搭載されるセンサーの数が増えるにつれて、設計要件を満たすために、より小型のMEMSが求められます。現在、モバイルデバイスには、近接センサー、加速度センサー、ジャイロスコープ、指紋センサー、環境光センサー、コンパス、ホール効果センサー、気圧計などのセンサーが搭載されています。

グラフェンを使用したナノ電気機械システム（NEMS）ベースの加速度センサーは、従来のシリコンMEMS加速度センサーと比較して、ダイ面積が桁違いに小さく、競争力のある感度を維持しています。このようなデバイスの小型化のトレンドは、モバイルデバイスに使用されるMEMS市場を牽引しています。

高性能モバイルデバイスの需要の高まり

スマートフォンの高機能アプリケーションの利用が増えるにつれ、高性能モバイルデバイスはあらゆるユーザーにとって必須のものとなっています。様々なモバイルデバイスが高性能チップを搭載して製造されています。このような高性能モバイルデバイスには、加速度計、ジャイロスコープ、マイクなどのMEMSベースのセンサーが不可欠です。人工知能（AI）と5G技術は、メーカーによる高性能モバイルデバイスの開発をさらに推進しています。高性能チップメーカーとMEMSメーカーは、これらのデバイスメーカーが最終的に完成させるデバイスの調整と開発を支援しています。

スマートフォンは性能面で進化しており、新しいチップセットが新しいアプリケーションをサポートしています。さらに、多くのメーカーが5Gスマートフォンを投入しており、これは調査対象市場の成長に直接的なプラスの影響を与えています。例えば、2021年4月、サムスンはインドで初のミッドセグメント5GデバイスとなるGalaxy M42 5Gの発売を発表しました。さらに、2022年3月には、Appleが5G、長寿命バッテリー、A15 Bionicチップを搭載した新型iPhone SEの発売を発表しました。ハイエンドスマートフォン市場において、SamsungやAppleといった主要メーカーに加え、新興メーカーも既存メーカーに対抗するため、高性能スマートフォンを投入し始めています。例えば、中国のスマートフォンブランドRealmeは、欧州のハイエンド市場への参入を目指し、スペインで初のハイエンドスマートフォン「GT 2」と「GT 2 Pro」を発売する計画を発表しました。こうした高性能デバイスの導入は、MEMSセンサーの高度化に対する需要を高めると予想されます。

阻害要因

非常に複雑な製造プロセスと厳しいサイクルタイム

MEMSデバイスの複雑さは、単一の要素からなるシンプルなシステムから、マイクロエレクトロニクス制御が統合された複数の要素からなる複雑なシステムまで多岐にわたります。これは、MEMSベースのセンサーの製造において深刻な課題となります。設計の複雑さから、MEMSベースのセンサーの開発サイクルは長期にわたります。現在のCADツールでは、複雑さが増すにつれて設計サイクルにかなりの時間がかかっています。

複雑な製造プロセスという課題は、あらゆる場所にスマートセンサーノードを備えたスマートフォンというビジョンの実現を阻んでいます。これは、スマートフォンに搭載可能な数兆個のノードまで増やすことは、高度なMEMS製造技術の開発なしには不可能だからです。MEMSベースのセンサーの性能はサイズに反比例するため、ほとんどのセンサーの本来の感度は低下します。しかし、周波数応答は改善される可能性があります。

ほとんどのMEMSセンサーシステムの根本的な限界は、依然として熱雑音です。分子の温度と振動は、あらゆる機械・電気デバイスを10億分の1ジュールの数千倍という平均運動エネルギーで震わせます。マイクロスケールで製造されたMEMSデバイスは、これらの微量のエネルギーの影響を受けやすいのです。完全なマイクロシステムの小型化は、MEMS分野における最も重要な課題の一つです。

市場機会

5G革命と増加する国際会議

来たる5G革命は、接続性を向上させ、飛躍的に多くのデータを生み出すと予想されています。もう一つの継続的なトレンドはエッジコンピューティングです。これは市場が生み出しており、センサーとMEMSの応用が新たな技術時代を牽引しています。モバイルデバイスにおけるセンサーの採用増加は、予測期間中のイノベーションを促進すると予想されます。

さらに、IEEE MEMS、MEMS & Sensors Technical Congress、Mobile World Congresなどの国際会議では、モバイルデバイスにおけるMEMSセンサーの活用が注目されることが予想され、システムインテグレーターの認知度向上につながり、市場の成長を促進することが期待されます。

セグメント分析

タイプ別

センサーの種類別に見ると、モバイルデバイス向けMEMSの世界市場は、指紋センサー、加速度センサー、ジャイロスコープ、圧力センサー、BAWセンサー、マイク、その他のセンサーに分類されます。マイクセグメントは最大の市場シェアを占め、予測期間中は8.4%のCAGRで成長すると予測されています。高度なMEMSマイクは、スマートフォンのオーディオ体験を向上させることができます。高機能スマートフォンの普及に伴い、エコーやノイズの除去、風切り音のフィルタリング、ビームステアリング、3Dサウンドなどの音声処理のために、1台のスマートフォンに複数のマイクが搭載されるようになり、MEMSマイク市場が拡大しています。MEMSマイクをいち早く採用した企業の一つが、iPhoneに搭載したApple社です。同社はiPhone 4の開発以来、iPhone製品にMEMS静電容量式マイクを積極的に採用してきました。携帯電話に加えて、電子機器メーカーはMEMSマイクやその他のセンサーを、ハンドヘルドデバイス、スマートウォッチ、タブレット、医療機器、ウェアラブル機器、IoT（モノのインターネット）デバイスに搭載しています。インターネットの普及は、スマートフォンやコネクテッドデバイスの普及拡大にも重要な役割を果たしています。インターネットとスマートフォンの普及は、国際的なモバイルメーカーの参入をも意味しています。携帯電話の普及と普及に伴い、MEMSマイクの需要は増加するでしょう。

ジャイロスコープ分野は2番目に大きな市場です。MEMSジャイロスコープ、またはMEMS角速度センサーは、固定基準点がない場合の旋回検知に使用されます。モバイルデバイスに搭載されたジャイロスコープは、体性感覚ゲーム、ゲーム中の視点切り替え、GPSサービスが利用できない状況でのナビゲーションを可能にします。ジャイロスコープは、VRやARアクティビティ、3D写真撮影、パノラマナビゲーションなどにも使用されています。位置情報サービスへの依存度の高まりやスマートフォンの価格下落といった要因が、モバイル位置情報サービスへの需要の高まりを促しています。これらのサービスは、屋内で衛星信号が届かない場所でも利用できるため、スマートフォンの需要が高まっています。多くのスマートフォンメーカーは、ARゲームを実行するための主要コンポーネントとしてジャイロスコープを搭載したスマートフォンをAR対応にしようと尽力しています。Googleは、様々なデバイスをARCore対応として認定しています。これらの携帯電話メーカーには、Asus、Google Pixel、LG、Realme、Samsung、Xiaomiなど、数多くのメーカーが含まれます。このような市場のトレンドは、ARおよびVRベースの体験のためのジャイロスコープMEMSの需要を促進し、今後数年間で普及していくでしょう。

地域分析

北米が主要地域

アジア太平洋地域は最大の市場シェアを占め、予測期間中に年平均成長率（CAGR）10%で成長すると予測されています。インド、中国、日本、韓国などの国々からの携帯電話の需要が旺盛であることから、多くのベンダーがこの地域に工場を設立しています。原材料の入手しやすさ、そしてこの地域の手頃な人件費と建設費も、企業が生産拠点をアジア太平洋地域に構える理由となっています。製造業の利点に加え、高い需要と急速な拡大も、携帯電話メーカーがアジア太平洋地域に工場を構える理由となっています。中国政府が発表した最新の統計によると、中国国民は高価な新型5G携帯電話の購入に殺到しています。中国では2021年に5G対応スマートフォンが2億6,600万台以上出荷され、前年比63.5%増加しました。

さらに、サムスンは2021年1月に50MPの画像センサーを搭載した新製品「ISOCELL GN2」を発表しました。このセンサーは、1.4マイクロメートル（μm）サイズの大型ピクセル、前身機種「ISOCELL GN1」の最大100MP撮影能力を凌駕する性能、強力なHDR、Dual Pixel Proテクノロジーによる強化されたオートフォーカス、そしてSmart ISO Proによる照明条件に左右されない鮮明な映像など、様々な機能を備えています。動画撮影時の機動性を高めるため、GN2はフルHD動画で毎秒480フレーム、4K動画で毎秒120フレームの撮影が可能です。現行製品の継続的なアップグレードにより、スマートフォンメーカーによるこれらの革新的なセンサーの採用が拡大すると予想されます。

北米は2番目に大きな地域です。 2030年までに20億米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）5.5%を記録すると予測されています。新時代の技術とモバイルデバイスの進歩を受け入れる態勢が整っている北米地域は、業界大手メーカーの存在により、モバイルデバイス向けMEMS市場において主導的な地位を占めています。コネクテッドデバイスのエコシステムが拡大するにつれ、ナビゲーションベースのアプリを支援するスマートフォン向けMEMSセンサーの人気が高まると予想されています。この地域でコネクテッドデバイスの普及を促進・支援する主要国の一つが米国です。

さらに、この地域の多くの地域で5Gサービスが展開されていることから、MEMSセンサーの役割はさらに重要になると予想されます。さらに、この地域の主要MEMSセンサーベンダーは、複数の業界にわたる高度で幅広い製品ポートフォリオに対応するために、製品イノベーション戦略を採用しています。さらに、スマートフォンの普及に伴いMEMSマイクの技術革新が加速し、スマートウェアラブル企業によって特に製品サイズと消費電力の面で革新が加速しているため、音響ベースのMEMSセンサーの成長機会が生まれています。

ヨーロッパは3番目に大きな地域です。ドイツ、フランス、イギリスなど、様々な国からのスマートフォンの需要が急増しています。2020年にはSamsungが最大のシェアを占め、Appleがそれに続きました。さらに、ヨーロッパの東部および中部地域でも2021年には普及率が上昇しています。2021年3月に開催された「Featuring You」をテーマとしたバーチャルイベントで、OPPOはReno5 Pro 5G、Reno5 5G、Reno5 Zを含む、オール5G対応の新型Reno5シリーズの地域限定リリースを発表しました。撮影するたびに、デバイスのセンサーを通じて高画質の動画撮影とポートレート撮影が向上します。 OPPO Reno5 Pro 5Gに搭載された50MPのソニーIMX766は、32MPのフロントカメラ、16MPの超広角カメラ、13MPの望遠カメラ、2MPのマクロカメラ、そしてカラー温度センサーに加え、すべてのピクセルを使って画像のフォーカスを行うオールピクセルオムニフォーカスもサポートしています。都市向けスマートエコシステムが成長し、コンシューマーエレクトロニクス分野にとって不可欠なツールになりつつあるこの地域において、スマートフォンはIoTエコシステムにおいてさらに不可欠な存在になると予想されています。その結果、スマートフォンメーカーは、これらのデバイスやアプリケーションの使用状況を監視・制御することでサポートするMEMSセンサーの搭載をますます増やしています。

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モバイルデバイス市場向けMEMSのトップ競合他社

1. Analog Devices Inc.
2. STMicroelectronics NV
3. Bosch Sensortec GmbH
4. InvenSense Inc. (TDK)
5. Goertek Inc.
6. Knowles Corporation
7. Murata Manufacturing
8. AAC Technologies
9. MEMSIC Inc.
10. BSE Co. Ltd.

最近の開発状況

• 2022年9月 - Analog Devices, Inc.（Nasdaq: ADI）は本日、同社の最高経営責任者（CEO）兼取締役会会長であるヴィンセント・ロッシュが、2022年9月20日（火）午前10時（英国夏時間）に英国ロンドンで開催されるJPモルガン主催の第13回年次US All Starsカンファレンスで講演することを発表しました。
• 2022年5月 - Analog Devices, Inc.とSynopsys, Inc.（Nasdaq: SNPS）は、Synopsysの仮想プロトタイピング・ソリューションの構成要素である、市場をリードするSynopsysのシミュレーションツールであるSaberを活用し、DC/DC ICおよびModule®（マイクロモジュール）レギュレータ向けのモデルライブラリを提供する提携を発表しました。電気自動車、航空電子機器、計測機器、スーパーコンピュータなどの製品のパワートレイン設計者は、Saber システムレベルシミュレーションシステムのこの新しいライブラリのおかげで、高速かつ高精度なマルチドメインシミュレーションを実行できるようになり、設計プロセスと市場投入までの時間を短縮できます。