mems: automatización industrial - gob.mx · mems: automatización industrial marzo, 2011 1 reporte...

MEMS: Automatización Industrial Marzo, 2011

1

REPORTE DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA Y COMPETITIVA

MEMS: AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

MARZO, 2011

Contenido

1. Análisis Competitivo Global MEMS

2. Monitoreo de Patentamiento Mundial de MEMS

3. Estado del Arte «MEMS: Automatización Industrial»

4. Patentes MEMS aplicadas a «Automatización Industrial»

5. Análisis Competitivo «MEMS: Automatización Industrial»


2

Posición tecnológica en un Contexto Global

Los MEMS representan un mercado clave en varios productos

comerciales.

EE.UU es el líder mundial en las inversiones relacionadas con la

nanotecnología, seguido por Japón, Canadá, Francia y países de

Asia -Pacífico

La nanoelectrónica es un área clave de financiación por parte de

los gobiernos, la industria y capitalistas de riesgo en todo el mundo.

1. Análisis Competitivo Global MEMS

Liderazgo Mundial: USA CANADÁ FRANCIA JAPÓN

Posición Competitiva

Global


3

Acuity Incorporated Acutronic USA Alberta Centre for Advanced MNT Products

(ACAMP) All Sensors A.M. Fitzgerald & Associates Amerimade Technology Analog Devices ANSYS Applied Materials Applied Microstructures Asia Pacific Microsystems Automation & Robotics Research Institute (ARRI) Avago Technologies Baolab Microsystems Bosch RTC Brewer Science Bullen Ultrasonics Chipworks Clement Lo Consulting Coventor, Inc. Cymbet DALSA Semiconductor DelfMEMS DHarris Group Discera Draper Laboratory Endevco MEMS EPCOS Netherlands EV Group Fab Owners Association

Fraunhofer ENAS Fraunhofer IPMS Freescale Semiconductor Fullpower Technologies, Inc. GE Global Research & GE Sensing Gavin Ho – Consultant Honeywell IMEC Innovative Micro Technology (IMT) InnovoSource Intel Corporation Intellisense Software Institute of Microelectronics InvenSense iSuppli IVAM Kilbrydon Consulting Knowles Acoustics Lam Research Corporation Maradin Technologies Ltd. Maxim Integrated Products MEI LLC MEMSCAP MEMS Exchange MEMS Foundry Itzehoe GmbH MEMStaff Inc. MEPTEC Micralyne, Inc. MicroGen Systems Micromachine Center Microvision Midwest MicroDevices

Nanoshift NIST OEM Group Omron Optical Associates Inc. Plasma-Therm LLC Plan Optik AG Primaxx, Inc. Proteus Biomedical Radant MEMS Sand9 SEMI Semiconductor Support Services Co. SensoNor Silex Microsystems Small Times SoftMEMS SPP Process Technology Systems

(SPTS) SUSS MicroTec SVTC Technologies t4mation Tecnisco Tekton Consulting, LLC Tegal Corporation Texas Instruments TRONICS VirtualFabs, Inc VTI Technologies, Inc. Xactix Xilinx WiSpry

Posición Competitiva Global, Presencia de otros países.

Ind

ust

ria

MEM

S, Em

pre

sas

de

l Se

cto

r


4

El mercado de MEMS alcanzó US$8 B en 2010. El 2011 es el inicio

del nuevo crecimiento del negocio de MEMS.

Una Tasa Compuesta de Crecimiento Anual (CAGR) del 13% en

los próximos 4 años.

La infraestructura de producción es suficiente para absorber el

crecimiento para los próximos 2 años.

En el caso de las Foundry MEMS, éstas se enfrentan a un

crecimiento vigoroso de más del 25% CAGR prospectado para

los próximos 5 años.

Parámetros de Mercado

Complejidad en los Modelos de Negocios

Segun Jean-Christophe Eloy and Eric Mounier, hay

siete diferentes modelos de negocios de MEMS.


5

Industria de los MEMS.

Los MEMS son similares a las Tecnologías de Información y

Comunicación, pero mucho más complicados, en parte debido a la

diversidad de los mercados, los bajos volúmenes y procesos

heterogéneos.


6

Sinergia entre Empresas, Instituciones de Educación Superior (IES) y

VC (Venture Capital)

En Europa y EUA hay una mezcla sinérgica de inversión

enfocado al desarrollo tecnológico entre Empresas, IES y

Capitalistas de Riegos (Venture Capital-VC).

Aunque las empresas que participan no están haciendo mucha

investigación básica.

El mercado de capital de riesgo muestra una muy alta tasa de

interés en nuevos tipos de productos de MEMS. Los Capitalistas

de Riesgo están desempeñando un papel activo.

Cambio del Technology Push al

Demand Pull

Actualmente existe un marcado

cambio en el mercado de MEMS:

comportamiento Demand Pull.

Actualmente, el mercado se

comporta «en busca de

oportunidades», se trata de identificar

oportunidades en donde los MEMS

pueden ser utilizados, y gestionar su

innovación.

Se perciben oportunidades de MEMS

rentables para su explotación de

forma impredecible (por ejemplo:

detección de terremotos en la Ciudad

de México)

Además, la regulación ha plateado un

gran papel (bolsas de aire, sensores de

presión de neumáticos), mismo que

continuará (anti-vuelco).

Sin embargo, los MEMS siguen siendo

la Industria Invisible.

Mecanismo de Colaboración

Aunque el mercado de los MEMS es

altamente competitivo, existen una

gran cantidad de alianzas de

cooperación dinámica.

El dinamismo de cooperación y

colaboración, también es resultado

de la incapacidad de las pequeñas

empresas por integrar la cadena de

valor, y a vez, debido a la

cambiante estructura de mercado

(fusiones, adquisiciones, etc.) y a los

modelos de negocio en constante

cambio.

Estructura industrial volátil: Por

ejemplo, de ser empresas

fabricantes altamente competitivas

a sólo empresas licenciadoras de su

propiedad intelectual.

Las alianzas son difíciles para las

pequeñas empresas ya que

consumen tiempo y representan

retos adicionales para la

protección de la propiedad

intelectual.


7

Cambio técnico

Pruebas de normalización.

Análisis de los Procesos y Normalización.

Falta de acuerdo sobre mejoras en la producción el próximo.

Falta de realismo de los innovadores en las agendas de

desarrollo, diseño de empaque, financiamiento, etc.

Bajo volumen de producción para la mayoría de aplicaciones

Mayor atribución de control de calidad.

Negocios de Innovación

Tiempos de mercado: cumplir con las expectativas de

desarrollados a partir de otras industrias.

Logra una eficaz fragmentación de mercados con pleno

conocimiento de nichos de valor.

Encontrar el socio adecuado para producir los dispositivos sin

los altos costos de ingeniería no recurrentes.

Encontrar una segunda fuente de producción de producción.

Protección de propiedad intelectual cuando los socios están

implicados, los desarrollos podrían ser reutilizados con otros

clientes.

Retos de Innovación

Patrones de Innovación MEMS

Aunque hay sectores maduros, la innovación de MEMS continúa a un

ritmo vigoroso.

En concreto, hay dos tipos de dispositivos nuevos (giroscopios

multiaxiales) y la nueva aplicación de los dispositivos actuales (sensores

de presión en el cuidado de la salud).

A nivel de innovación de nuevos productos asociados a procesos y

servicios, esta proviene de la demanda de necesidades y/o

oportunidades de industrias adyacentes (por ejemplo, sector salud,

energía renovable, entre muchos otros).

El tiempo de comercialización del ciclo de vida de productos parece

estar disminuyendo, tal vez esto se deba a la mayor intensidad del

Demand-Pull del mercado.


8

Los grandes esfuerzos están puestos en la adaptación del

embalaje (o estuche) a fin de tener un coste apropiado a

la estructura (el empaquetado representa más del 40% del

costo de un dispositivo MEMS en promedio) así como

introducir nuevas aplicaciones.

Nuevas formas de envase/embalaje y nuevas aplicaciones

de dispositivos MEMS, apuntalan un sistema que está

alimentando el crecimiento de las industrias de MEMS.

µ Heads MEMS

Micro Fuel Cells

Micro Tips & Probes

RF MEMS

Microfluidics for drug delivery

Microfluidics for diagnostics

Microfluidics for research

Microdisplays

Microbolometers

MOEMS (fiberoptics telco, µ spectrometers)

Gyroscopes

Accelerometers

Si microphones

Pressure sensors

Aplicaciones

Procesamiento de datos

Automotriz

Electrónica de consumo

Comunicaciones inalámbricas

Comunicaciones por cable

Industria

Industria y de control de

procesos

Aeroespacial y defensa

Electrónica médica

Mercados de mayor valor de MEMS -- Segmentos futuros en crecimiento


9

PRODUCTOS

µFuell Cells

Swicht

Microtips

Autofocus/ µZoom

Microdisplay

Oscilators

Micro Structures

Electronic Compass

MEMS ID

MEMS Speakers

Aplicaciones de Mercado en Etapa Emergente


10

6717 PATENTES

6123 FAMILIAS

2. Monitoreo de Patentamiento Mundial de MEMS


11

USA 46%

3. Estado del Arte «MEMS: Sector Cuidados de la Salud»


12


13

Intensidad de publicaciones por Institución, Periodo 1993-2011

Campos Técnicos


14

Algunos Equipos Científicos de Colaboración en México

4. Patentes MEMS aplicadas a «Cuidados de la Salud»

48 Familias

100 Patentes

53 Solicitantes

188 Inventores

Empresa(s) de mayor

intensidad

patentadora:

Rockwell Automation

Technologies, Inc.

(USA)

Shenyang Institute of

Automation (China)

Inventores con mayor

número de patentes:

Harris Richard D (USA)

Kretschmann Robert J

(USA)

Knieser Michael J

(USA)

Lucak Mark A (USA)


15

Campos Técnicos

B81B Dispositivos o sistemas de

microestructura, dispositivos

micromecánicos.

B25J Manipuladores; recintos con

dispositivos de manipulación integrados.

B81C Procedimientos o aparatos

especialmente adaptados para la

fabricación o el tratamiento de

dispositivos o sistemas de microestructura.

G01N Investigación o análisis de

materiales por determinación de sus

propiedades.

G01P Medida de velocidades lineales o

angulares, de la aceleración,

deceleración o de choques;

G02B Elementos, sistemas o aparatos

ópticos.


16

Empresa/Institución 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Estatus

Rockwell Automation Tech Inc. 1 2 1 5 2 2 3 2 2 1 Competidor Líder

Duke University 1 1 1 1 1 Competidor Permanente

California Institute of Technology 2 2 2 2 Competidor Permanente

International Business Machines (IBM) 2 3 2 3 Competidor Permanente

California Institute of Technology 1 1 1 1 Competidor Permanente

Shenyang Institute of Automation 2 2 1 Competidor Permanente

Siemens Building Technologies 1 1 1 Competidor Permanente

Nippon Telegraph and Telephone 1 1 Competidor Saliente

National Instrument Corp. 1 1 Competidor Saliente

ITESM 1 1 Competidor Entrante

Cornell Research Foundation Inc 1 1 Competidor Entrante

Thomson Licensing S.A. 2 2 Competidor Saliente

OMNIZ Design Automation Corporation 1 1 Competidor Entrante

United States Air Force 1 Competidor Saliente

General Electric 2 1 Competidor Entrante

POSICIONAMIENTO TECNOLÓGICO POR ACTIVIDAD INVENTIVA

Número de patentes por año

Redes de Colaboración


17

Desarrollo Tecnológico de MEMS Automatización Industrial

Los MEMS son especialmente convenientes para robots industriales.

Esta tecnología actualmente se puede aplicar a sensores táctiles,

navegación, o sensores de proximidad.

La adaptación actual de tecnología de MEMS para la fabricación de

sensores de proximidad o de posición habilita la producción de

sensores de bajo costo táctil, que pueden facultar a un robot para

obtener información sensorial con el fin de tomar decisiones y ejecutar

acciones de una forma más versátil y autónoma.

Multisensores.

Los multisensores mejoran la capacidad de medir múltiples parámetros

de precisión y fiabilidad.

La tendencia de multisensores está ganando impulso, ya que tiene la

capacidad de proporcionar grandes cantidades de datos o

información, que puede proporcionar un mejor rendimiento del

sistema.

Sensores MEMS de Humedad. Los sensores MEMS de humedad tienen

un potencial en la industria manufacturera, sobre todo para los

sistemas HVAC que se emplean en diversas aplicaciones industriales.

Termopilas MEMS. Las termopilas MEMS son sensores que se emplean

para medir cambios de temperatura en diversas aplicaciones

industriales, tales como control de la temperatura de superficie.

5. Análisis Competitivo «MEMS: Sector Cuidados de la Salud»


18

Análisis del Campo de Fuerzas

MEMS – Automatización Industrial

Seguimiento. Para controlar la señal de vibración propia de la

rotación de la máquina a la variación detectada causados por

desequilibrios o daños imprevistos a los rodamientos.

Prevención. Detección temprana de daños, a través del análisis de

vibraciones para evitar el daño integral de la máquina.

Evaluación. Equipo en planta críticos tales como bombas, ejes,

compresores, ventiladores, engranajes, motores, que requiere

supervisión por análisis de vibración.

Control de Máquinas.- A través de la medición de vibración y

control, y predicción de fallas

Lavadoras

Turbinas

Alternadores

Molinos de viento


19

Mercado - Automatización Industrial MEMS

La automatización industrial es un mercado maduro con proceos bien

establecidos. Aunque no suele ser un mercado de gran volumen para

los sensores basados en MEMS y actuadores.

Considerando que la fabricación de dispositivos MEMS requieren una

gran inversión inicial, el esfuerzo puede centrarse en segmentos de

aplicación en los que existe una demanda de mayor volumen a efecto

de equilibrar los costes de inversión.

Como resultado, las empresas que buscan aplicaciones de MEMS de

gran volumen pueden tender a no se centran en la automatización

industrial, ya que no puede generar los volúmenes de algunos otros

segmentos.

El campo de la automatización industrial ofrecer la oportunidad a

desarrolladores y proveedores de MEMS para crear y proporcionar

mayor valor de los sensores basados en MEMS, por ejemplo:

seguimiento inteligente, múltiples mecanismos de vigilancia para

detecta parámetros, distribución de control de procesos, monitoreo de

parámetros como presión, flujo, aceleración / vibración, inclinación y,

velocidad angular, etc…

mems: automatización industrial - gob.mx · mems: automatización industrial marzo, 2011 1 reporte...

Documents