MEMS传感器产业崛起，中国应用市场潜力待掘

2023-03-25 19:30 245 0

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物联网是我国未来十年的核心发展战略，MEMS 传感器则是物联网中不可或缺的一环，下一个十年，会涌现出远比现在主流MEMS 传感器更有市场前景的MEMS 产品，期待中国MEMS 产业能跻身世界前列。

当下智能化过程不断加速，任何相连接的智能终端节点都离不开MEMS 传感器，传感器逐渐成为智能感知时代下最基础的硬件。随着传感器应用的领域不断拓展，传感器市场将持续保持高速增长，特别是可穿戴设备、汽车电子、医疗、物联网等将成为MEMS 传感器的主要增长点。

何为MEMS 传感器？

MEMS 即微机电系统，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。

截止到2010 年，全世界有大约600 余家单位从事MEMS 的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中MEMS 传感器占相当大的比例。

MEMS 传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

可提高信噪比。在同一个芯片上进行信号传输前可放大信号以提高信号水平，减小干扰和传输的噪声，特别是同一芯片上进行A/D 转换时，更能改善信噪比。

可改善传感器悸性能。因这种传感器集成了敏感元件、放大电路和补偿电路在同一芯片上在实现传感探测的同时具有信号处理的功能：因为集成了补偿电路，可降低由温度或由应变等因素引起的误差；在同一芯片上的电压式电流源可提供自动的或周期性的自校准和自诊断。

输出信号的调节功能。集成在芯片上的电路可以在信号传输前预先完成A/D 转换、阻抗匹配、输出信号格式化以及信号平均等信号调节和处理工作。

除此之外，MEMS 传感器还可以把多个相同的敏感元件集成在同一芯片上形成传感器阵列；或把不同的敏感元件集成在同一芯片上实现多功能传感。由于MEMS 传感器体积微小，重量极轻，因此其附贴片钽电容加质量等因素对被测系统的影响可以忽略不计，可提高测量精度。

MEMS 传感器市场空间

MEMS 传感器凭借其独特的功能优势，广泛应用于多个领域，但目前消费电子依旧是MEMS 传感器最大规模应用的领域。IHS 预计2018 年规模将达到130 亿美元，年复合增长率约14% 。细分市场中医疗、汽车、麦克风、智能家居将成为未来增长率最快的领域。同时由于传感器产品价格的下滑趋势，MEMS 传感器的渗透率将会进一步提升，预计全球MEMS 传感器整体市场增长率约为8% 。对比2014 年和2015 年前三十名厂商中排名最低的销售额数据，发现其增速超过14% ，意味着MEMS 传感器依旧是一个具备高速成长性的行业。

就我国而言，目前我国传感器产业基本形成完整产业体系，但与国外传感器行业差距依然较大，高新技术、数字化、微型化的产品明显不足，核心的技术和工艺方面还存在差距。

首先，缺乏高端研发人员和经验丰富的本土MEMS 工程师，导致基础研究落后。其次，MEMS 传感器商业化应用周期长，MEMS 传感器研发时间更长，这对MEMS 企业的耐心、远见是一个很大挑战。

另一方面，中国MEMS 产业链在竞争方面，力量还较薄弱，没有产生在国际市场上具有领导地位的企业。MEMS 传感器和IC 芯片一样，具有很强的规模效应，国内企业出货量上不去，导致整个产业链，例如前端流片等环节加工能力薄弱，一致性、生产重复性都不能满足设计加工工艺要求。因此，整个MEMS 产业链均处于投入阶段，盈利比较困难，产生了恶性循环。

此外，价格下滑导致MEMS 厂商盈利困难。MEMS 传感器产品的价格，并非与产品的重要性或开发难度成正比。例如，据统计数据显示，从应用广泛和竞争激烈的陀螺仪和加速度传感器市场来看，价格每季度下跌3% 至5% ，系统厂商对于MEMS 产品需求量很大，但是它们也已经把价格杀到MEMS 厂商难以为继的地步。

尽管我国MEMS 传感器厂商面临挑战诸多，但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。随着未来相关政策的发布，我国将不断加强自主研发并进行收购和兼并，提高制造能力。