世界のモバイル機器向けMEMS市場(2025年~2033年):センサータイプ別、地域別
モバイル機器向けMEMSの世界市場規模は、2024年には72億2,000万ドルとなり、2025年には79億3,000万ドルから2033年には163億3,000万ドルに達すると予測されている。2025年には90億ドルから2033年には163.3億ドルに達し、予測期間中(2025-2033年)に年平均成長率9.5%で成長すると予測されている。
技術の進歩と進化は、MEMSセンサの設計に大きな影響を与えている。 技術の進歩、消費者の嗜好、その他の要因は、家電やスマートガジェットのエレクトロニクス事業の変化を形作る上で重要である。 こうした傾向は、MEMSセンサーの小型化需要を促進している。
モバイル機器向けMEMS市場は、世界的に膨大な数のデバイスが出荷され、スマートフォンにおける加速度センサやジャイロスコープの需要が高まっていることから、予測期間中に大きく拡大すると予想される。 調査対象の市場は、消費電力の低いMEMSデバイスへの移行によってかなり特徴づけられている。 スマートモバイルデバイスに搭載されるセンサーの要件は、消費電力が少なく、充電に要する時間が短くなるように設計されたこれらの技術により、充電期間の短縮や高速化、充電の最適化など、消費者の動きの変化によってさらに高まっている。 さらに、スマートフォンが画像アプリケーションに使用されることが増えているため、光学式手ブレ補正(OIS)や電子式手ブレ補正(EIS)がMEMSセンサーによって実現されるケースが増えている。 このような広範な機能と革新的な機能により、予測期間におけるスマートモバイルデバイス向けMEMSセンサーの成長はさらに拡大する。
モバイル機器向けMEMS市場の成長要因
小型化トレンドの受け入れ拡大
モバイル機器におけるMEMSの必要性に影響を与える重要な要素の1つは、ガジェットの小型化である。 メーカー各社は、エンド・デバイスの小型化に伴い、優位性を得るために技術を進化させる方法を常に模索している。 MEMSベースの加速度センサをスマートフォンのような高感度な商用デバイスに使用することで、デバイスの小型化とコスト削減に貢献しました。 2020年12月、TDKは業界の小型化に向けたMEMS加速度センサを発表しました。 軽量1.4gのハーメチックSMD Jリードセラミックパッケージ(12 x 12 x 5mm)により、温度変化の激しい環境下でもPCB上での低コスト組立と信頼性を実現します。 さらに、モバイル機器に搭載されるセンサーの数が増えるにつれて、設計要素を満たすために、より小型のMEMSが必要になります。 現在、モバイル機器には、近接センサー、加速度計、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る。
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 加速度センサーよりもダイ面積が桁違いに小さく、しかも競争力のある感度を維持できる。 このようなデバイスの小型化傾向は、モバイル機器に使用されるMEMS市場を牽引している。
高性能モバイル・デバイスへの需要の高まり
スマートフォンのヘビーなアプリケーションの利用が増えるにつれ、高性能なモバイル・デバイスはあらゆるユーザーにとって必須となるに違いない。 さまざまなモバイル機器が高性能チップを搭載して製造されている。 このような高性能モバイル機器には、加速度計、ジャイロスコープ、マイクロフォンなどのMEMSベースのセンサーが必要である。 人工知能と5G技術は、メーカーが高性能モバイル機器を開発することをさらに後押しする。 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・メーカーの連携と開発をサポートする。
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は新しいアプリケーションをサポートしている。 さらに、プレーヤーが5Gスマートフォンを導入することも注目され、調査した市場の成長に直接的な好影響を与えている。 例えば、2021年4月、サムスンはインド初のミッドセグメント5G端末Galaxy M42 5Gの発売を発表した。 さらに、2022年3月、アップルは、長バッテリー寿命とA15 Bionicチップに加え、5Gを搭載した新型iPhone SEの投入を発表した。 ハイエンドスマートフォン市場では、サムスンやアップルといった支配的なプレーヤー以外にも、新興プレーヤーが既存プレーヤーに対抗するために高性能なスマートフォンを発売する可能性がある。 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を開拓するため、同社初のハイエンドスマートフォンであるGT 2とGT 2 Proをスペインに投入する計画を発表した。 高性能デバイスの登場は、MEMSセンサーの高度化需要を促進すると予想される
制約要因
非常に複雑な製造プロセスと厳しいサイクルタイム
MEMSデバイスは、単一の素子を持つ単純なシステムから、統合されたマイクロエレクトロニクスの制御下にある複数の素子を持つ複雑なシステムまで、さまざまな複雑さを持つ。 このため、MEMSベースのセンサーを製造する際には、深刻な課題となる。 設計が複雑なため、MEMSベースのセンサーは開発サイクルが長い。 複雑さが増すにつれ、現在のCADツールでは設計サイクルにかなりの時間がかかっている。
また、複雑な製造プロセスという課題も、スマートフォンがスマート・センサー・ノードをあらゆる場所に搭載するというビジョンの妨げとなっている。 というのも、スマートフォンに搭載可能な数兆個のノードを増産するには、高度なMEMS製造技術の開発なしでは不可能だからだ。 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生感度は低下する。 しかし、周波数応答は改善する可能性がある。
ほとんどのMEMSセンサーシステムの基本的な限界は、依然として熱ノイズである。 分子の温度と振動は、すべての機械的および電気的デバイスを、10億ジュールの数千分の1の平均運動エネルギーで震わせる。 マイクロスケールで作られたMEMSデバイスは、このような小さなエネルギーの影響を受けやすい。 完全なマイクロシステムのこの小型化は、MEMS分野にとって最も重要な課題の一つである。
市場機会
5G革命とグローバル会議の増加
来るべき5G革命は、接続性をより身近なものにし、その結果、飛躍的に多くのデータを生み出すと予想されている。 もう1つのトレンドはエッジコンピューティングであり、センサーとMEMSの応用が新時代の技術を牽引している。 モバイル機器へのセンサー採用の増加は、予測期間中の技術革新を促進すると予想される。
さらに、IEEE MEMS、MEMS & Sensors Technical Congress、Mobile World Congresなどの世界的な会議では、モバイル機器におけるMEMSセンサの使用が強調されることが予想され、システムインテグレータの間で認知度が高まり、市場成長が促進される可能性が高い。
地域分析
北米が支配的な地域
アジア太平洋地域が最大の市場シェアを占め、予測期間中の年平均成長率は10%と推定されている。 インド、中国、日本、韓国などの国々からの携帯電話に対する大きなニーズが、多くのベンダーがこの地域に工場を設立する動機となっている。 原材料が入手しやすく、人件費や建設費が手ごろなことも、企業が生産拠点を置くことを後押ししている。 製造業の利点とともに、高い需要と迅速な拡大も、携帯電話メーカーがアジア太平洋に工場を置くことを後押ししている。 中国政府が提供した最新の統計によると、中国の人々は高価な新しい5G携帯電話を購入するために群がっている。 中国は2021年に、前年比63.5%増の2億6600万台以上の5G携帯電話を出荷した。
さらにサムスンは2021年1月、50MPピクチャー・センサーの新型サムスンISOCELL GN2を発表した。 このセンサーは、1.4マイクロメートル(m)サイズの大きなピクセル、前モデルのISOCELL GN1の最大100MPの撮影能力、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、Smart ISO Proによる照明条件に左右されない鮮やかな結果などの機能を備えている。 動画撮影の機動性を高めるため、GN2は480フレーム/秒のフルHD動画または120フレーム/秒の4K動画を提供する。 現在提供している製品の継続的なアップグレードにより、これらの革新的なセンサーのスマートフォン・メーカーによる普及が進むと予想される。
北米は2番目に大きな地域である。 2030年には20億米ドルに達すると予測され、CAGRは5.5%である。 モバイル機器に新時代の技術や進歩を取り入れる準備が整っている北米地域は、業界における主要メーカーの存在により、モバイル機器向けMEMS市場で主導的な地位を享受している。 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のMEMSセンサーは、コネクテッドデバイスのエコシステムが成長し続けるにつれて人気が高まると予想される。 この地域でコネクテッドデバイスの普及を推進し、支援している主要国の1つが米国である。
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おり、MEMSセンサの役割はさらに重要になると予想される。 さらに、この地域の主要な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、製品イノベーション戦略を採用している。 さらに、スマートフォンに起因するMEMSマイクロフォンの技術革新の高まりは、特に製品サイズと消費電力の点で、スマートウェアラブル企業によって増強されており、したがって、サウンドベースのMEMSセンサの成長機会を生み出している。
欧州は第3位の地域である。 同地域では、ドイツ、フランス、イギリスなど、さまざまな国からのスマートフォン需要が顕著である。 2020年には、サムスンが最大のシェアを占め、アップルがこれに続いた。 さらに、2021年には欧州の東部・中部地域でも普及率が上昇している。 OPPOは2021年3月の「Featuring You」をテーマとした仮想イベントで、スマートフォンReno5 Pro 5G、Reno5 5G、Reno5 Zを含む、オール5Gの新しいReno5シリーズの地域リリースを発表した。 OPPO Reno5 Pro 5Gの50MPソニーIMX766は、32MPフロントカメラ、16MP超広角カメラ、13MP望遠カメラ、2MPマクロカメラ、カラー温度センサーに加えて、すべてのピクセルが画像の焦点合わせに使用されるAll-Pixel Omni Focusもサポートしている。 スマートフォンは、都市向けのスマート・エコシステムが成長し、コンシューマー・エレクトロニクス部門にとって重要なツールとなっている同地域のIoTエコシステムにとって、さらに不可欠なものになると予想される。 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・調整することでサポートするMEMSセンサーの搭載を増やしている
セグメント別分析
タイプ別
センサのタイプ別に見ると、世界のモバイル機器向けMEMS市場は、指紋センサ、加速度センサ、ジャイロスコープ、圧力センサ、BAWセンサ、マイクロフォン、その他のタイプに区分される。 マイクロホン分野が最大の市場シェアを占め、予測期間中の年平均成長率は8.4%と予測されている。 先進的なMEMSマイクロフォンは、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る。 高機能スマートフォンの高い普及により、エコーやノイズキャンセリング、風切り音フィルタリング、ビームステアリング、3Dサウンド、その他のエキサイティングなエフェクトなどのオーディオ処理用に、携帯電話1台につき1つ以上のマイクロフォンが使われるようになり、MEMSマイクロフォンの市場が拡大した。 MEMSマイクロホンをいち早く採用した企業のひとつに、アップル社のiPhoneがある。 同社はiPhone 4の開発以来、iPhone製品にMEMS静電容量式マイクを徹底的に組み込んでいる。 携帯電話だけでなく、電子機器メーカーはMEMSマイクロフォンやその他のセンサーを携帯機器、スマートウォッチ、タブレット、医療機器、ウェアラブル電子機器、モノのインターネット(IoT)機器に組み込んでいる。 インターネットの普及も、スマートフォンやコネクテッドデバイスの採用拡大に大きな役割を果たしている。 インターネットの普及とスマートフォンの成長は、国際的な携帯電話メーカーの参入も示している。 MEMSマイクロフォンの需要は、携帯電話の普及と普及に伴って増加するだろう。
ジャイロスコープ分野は2番目に大きい。 MEMSジャイロスコープ、またはMEMS角速度センサーは、固定された基準点がない場合のターンセンシングに使用される。 モバイル機器にジャイロスコープを搭載することで、体感ゲームが可能になり、ゲーム中のビューの切り替えや、GPSサービスが利用できない場合のナビゲーションが可能になります。 ジャイロセンサーは、VRやAR、3D写真、パノラマ・ナビゲーションなどにも使用されている。 位置情報サービスへの依存度の増加や、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のニーズの高まりを後押ししている。 位置情報サービスは、屋内の衛星電波が届かない場所でも利用できるため、スマートフォンの必要性が高まっている。 多くのスマートフォンベンダーは、ARゲームを実行するための主要コンポーネントであるジャイロスコープを搭載したスマートフォンをARに対応させることを推進している。 グーグルは様々なデバイスをARCore対応に認定した。 これらの携帯電話会社には、Asus、Google Pixel LG、Realme、Samsung、Xiaomiなどが含まれる。 このような市場の動向は、ARやVRベースの体験のためのジャイロスコープMEMSのニーズを後押ししており、今後数年間はこのニーズが優勢になるだろう。
モバイル機器向けMEMS市場のセグメンテーション
センサータイプ別(2021-2033年)
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
マイクロフォン
その他のセンサー