2021年MEMS行业将发生何种变化？

　　Albert Camus在其著名寓言小说《瘟疫》中，描述了一个小城市在鼠疫再次流行后，人口是怎么被限制流动、与外界隔离，以及这次变故对人们态度的影响。听起来是不是很耳熟？好在当前新冠肺炎疫情大流行期间，人们的态度确实改变了，尽管物理距离相距遥远，但至少在全球范围内人们依然保持了（社交）联系。技术和数字化对此发挥了最重要的作用。

　　MEMS（微机电系统）技术便是其中一项。它为消费市场带来一场“传感风暴”。每部智能手机、平板电脑上的 MEMS麦克风，以及CMOS图像传感器，都令人们即使身处世界各地，依然可以看到、听到彼此。MEMS最初仅用于制造国防和汽车应用领域的微型设备，现在却已无处不在。据半导体行业著名产业研究机构Yole Développement公司发布的《MEMS行业2020年状况》报告称，2019年全球MEMS传感器收入为115亿美元，预计到2025年将达到近177亿美元，报告期内的复合年增长率为7.4%。

　　该市场将在2021年继续保持增长，各种趋势和应用的增长势头也将越来越强。例如，因为人们希望立即获知周围环境发生了何种变化，基于MEMS 的环境信息收集器和气体传感器将变得越来越受欢迎。因为污染的缘故，人们对呼吸的空气（无论室内还是室外）的关注度都提高了。此外，通过监测呼出的二氧化碳，人们相信气溶胶这种散播方式与新冠病毒的传播是有关联的，所以气体传感器在当前情势下变得更加重要了。

　　但改变的不只是人们对个人健康的观念。总体而言，过去几年来医疗保健组织一直在变革，新冠肺炎疫情只是加快了向“以患者为中心”转变的步伐，满足了监控远程患者的需求：更多的远程医疗方式、更多的医疗点设备以及更多的可穿戴设备开始涌现。消费者医疗保健市场正在转型，出现了具有一些类似医疗的功能，无需处方就能买到的可穿戴设备（比如苹果手表、Oura智能戒指）。虽然这些设备并不被人们视作纯粹的医疗设备，但它们可以跟踪人的体温和血压，甚至可以检测到数值突然下降等变化。这就为可穿戴设备市场以及集成式MEMS传感器（比如将压力、惯性、微型麦克风、热电堆等集成起来）创造了许多机会。

　　MEMS 2021年趋势图

　　人们对语音应用也产生了巨大的兴趣。语音人机界面几年前就开始流行起来了，世界正在走向语音物联网（VIoT）。语音/虚拟个人助理（VPA）掌握的技能越来越多，其变得更加智能、有用了，这反过来对MEMS麦克风也产生了直接的正面影响，增加了对后者的需求。众多公司（比如TDK Invensense、英飞凌等）不断推出适于此类语音应用的数字MEMS麦克风。除了捕捉声音的麦克风外，这些设备中还配备了传递/输出声音的麦克风。通常情况下，平衡电枢或电动微扬声器是消费类产品，这项技术50多年来都没有多少改变。但在过去几年中，有两家公司（USound和 AudioPixels）已经开发了基于MEMS的微型麦克风，试图通过赋予它更好的外形来革新这一古老技术。USound公司已经成功地将其产品商业化。仅在2020年就有两家MEMS微型扬声器初创公司（Arioso和xMEMS）涌现，验证了此领域的勃勃生机。

　　另一方面，嵌入式智能正在成为一种必须：比如边缘计算⸺不仅需要人工智能推理，有时还需要MCU层面的计算。博世Sensortec公司在2021年CES展会上发布了一款用于可穿戴设备的传感器产品（带有嵌入式人工智能的MEMS惯性传感器），各种初创公司（Syntiant、Cartesiam、Aspinity）都在研发专用芯片。此外，CMOS集成MEMS技术还将蓬勃发展，因为未来需要更紧凑的智能传感器以及相关套件。总的来说，嵌入式人工智能正在革新现有的应用方式，并将通过不断改进用户体验创建新的应用方式。

　　最后需要强调的是，上面讨论的所有要点需要各行各业工程师的参与。到目前为止，需要各类特定领域（工艺、质量、集成、包装等）的工程师来设计传感器、专用芯片（ASIC）或包装。他们的工作仍是必不可少的。但是，向着更智能的传感器和系统级整体解决方案转变，最迫切的需求是更多的系统集成工程师以及嵌入式软件/硬件工程师。相信这些领域的工程师们将在传感器行业中找到很多机会。