MEMS: Automatización Industrial Marzo, 2011
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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»
MEMS: Automatización Industrial Marzo, 2011
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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
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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
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cto
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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PRODUCTOS
µFuell Cells
Swicht
Microtips
Autofocus/ µZoom
Microdisplay
Oscilators
Micro Structures
Electronic Compass
MEMS ID
MEMS Speakers
Aplicaciones de Mercado en Etapa Emergente
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6717 PATENTES
6123 FAMILIAS
2. Monitoreo de Patentamiento Mundial de MEMS
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USA 46%
3. Estado del Arte «MEMS: Sector Cuidados de la Salud»
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Intensidad de publicaciones por Institución, Periodo 1993-2011
Campos Técnicos
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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)
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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.
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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
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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»
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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
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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…
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