近年來,國內(nèi)傳感器市場持續(xù)快速增長,年均增長速度超過20%。2015年以來,在智能化電子產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)智能終端與整機產(chǎn)品制造市場穩(wěn)定發(fā)展的帶動下,傳感器產(chǎn)品國產(chǎn)化需求不斷增大,為國內(nèi)企業(yè)帶來巨大的發(fā)展空間,自主MEMS傳感器產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。
受物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的帶動,傳感器市場規(guī)模也呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測,未來5年中國傳感器市場的年復(fù)合增長率將達(dá)到30%左右。
一、傳感器企業(yè)規(guī)模
我國已有1700多家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),其中從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的有50多家。同時,傳感器越來越多地被應(yīng)用到社會發(fā)展及人類生活的各個領(lǐng)域。
如工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機器人(300024)技術(shù)、資源開發(fā)、海洋探測、環(huán)境監(jiān)測、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運輸、家用電器等。
二、三大傳感器生產(chǎn)基地建立
在政府的支持下,我國的傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長足進步。尤其是在雙加工程,即加快力度,加快發(fā)展的方針指導(dǎo)下,建立了中國敏感元器件與傳感器生產(chǎn)基地。
目前,國內(nèi)有三大傳感器生產(chǎn)基地,分別為:安徽基地,主要是建立力、光敏規(guī)模經(jīng)濟;陜西省敏感技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團公司,主要是建立電壓敏、熱敏、汽車電子規(guī)模經(jīng)濟為主要目標(biāo);黑龍江基地主要建立氣、濕敏規(guī)模經(jīng)濟為主要目標(biāo)。
三、傳感器產(chǎn)業(yè)地域格局
長三角區(qū)域
?以上海、無錫、南京為中心。
?逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產(chǎn)體系及產(chǎn)業(yè)配套。
珠三角區(qū)域
?以深圳中心城市為主。
?由附近中小城市的外資企業(yè)組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產(chǎn)業(yè)體系。
東北地區(qū)
?以沈陽、長春、哈爾濱為主。
?主要生產(chǎn)MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。
京津區(qū)域
?主要以高校為主。
?從事新型傳感器的研發(fā),在某些領(lǐng)域填補國內(nèi)空白。北京已建立微米/納米國家重點實驗室。
中部地區(qū)
?以鄭州、武漢、太原為主。
?產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的模式,在PTC/NTC熱敏電阻、感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器和氣體傳感器等產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展態(tài)勢良好。
此外,傳感器產(chǎn)業(yè)伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,在其他區(qū)域,如陜西、四川和山東等地發(fā)展很快。
發(fā)展階段
隨著電子技術(shù)、材料技術(shù)、物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)等多方面技術(shù)的迚步,傳感器也在仍傳統(tǒng)型向新型化方向發(fā)展。
傳感器的新型化主要體現(xiàn)在微型化、智能化、數(shù)字化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等特點。新型傳感器的這些特點是傳感技術(shù)演進的結(jié)果,也是新時代智能傳感技術(shù)的要求。
驅(qū)動因素
一是市場帶動。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,傳感器產(chǎn)業(yè)也迎來了巨大的發(fā)展契機。
信息化和智能化的推進為傳感器產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場,在智能農(nóng)業(yè)、智能工業(yè)、智能交通、建筑節(jié)能、智能環(huán)保、智能電網(wǎng)、健康醫(yī)療、智能穿戴等領(lǐng)域,傳感器都有著廣闊的應(yīng)用空間。
二是技術(shù)拉動。
近年來,國內(nèi)外從事傳感器技術(shù)研發(fā)的機構(gòu)和投入都不斷增多,傳感器技術(shù)也取得了突飛猛進的發(fā)展。
隨著先進傳感器、新型傳感器、低成本、高性能傳感器的不斷研發(fā)成功,傳感器應(yīng)用的成本將不斷降低,應(yīng)用效果將不斷提升,從而拉動傳感器產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
三是政策推動。
近年來,工業(yè)和信息化部先后出臺了《物聯(lián)網(wǎng)十二五發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)政策,并在積極研究出臺支持傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,未來傳感器產(chǎn)業(yè)將會面臨更為寬松的政策環(huán)境。
在國家政策的扶持下,傳感器產(chǎn)業(yè)將會迎來快速發(fā)展時期。
四是整合促進。
隨著市場競爭的加劇,傳感器產(chǎn)業(yè)并購整合不斷增多,國外大型傳感器企業(yè)已經(jīng)通過并購形成了各自的技術(shù)優(yōu)勢,國內(nèi)傳感器企業(yè)的并購重組、做大做強也已開始,如歌爾聲學(xué)、航天電子(600879)、東風(fēng)科技(600081)等企業(yè)不斷通過并購增強競爭力。
未來,國內(nèi)傳感器領(lǐng)軍企業(yè)的形成將大大增強產(chǎn)業(yè)競爭力,促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
市場規(guī)模
我國傳感器產(chǎn)業(yè)整體素質(zhì)參差不齊,高端產(chǎn)品自給率不足。
截至2013年底,我國從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的企事業(yè)單位共2000多家,從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的企業(yè)有50多家,產(chǎn)品種類共計6000多種,年總產(chǎn)量40多億只,市場銷售額突破1000億元。
但我國傳感器小型企業(yè)占比近七成,產(chǎn)品以低端為主,高端產(chǎn)品進口占比較大,其中傳感器約60%,傳感器芯片約80%,MEMS芯片基本100%。
近年來,國內(nèi)傳感器市場持續(xù)快速增長,年均增長速度超過20%,2011年傳感器市場規(guī)模為480億元,2012年達(dá)到513億元,2013年達(dá)到640億元,2014年則超過800億元。
市場格局
在傳感器技術(shù)的面,我國企業(yè)已基本掌握了中低端傳感器研發(fā)的技術(shù),并逐漸在向高端領(lǐng)域拓展。
和國外的差距為我們的增長提供了空間,也指明了的向,并且中國這幾年在電子信息技術(shù)的面也取得了較快的發(fā)展,所以在巨大市場需求的刺激下,在眾多本土企業(yè)的參與下,中國傳感器企業(yè)有望取得驕人的成績。
四、MEMS傳感器分類
五、MEMS產(chǎn)業(yè)鏈流程及供應(yīng)鏈
六、MEMS傳感器生產(chǎn)廠商介紹
MEMS傳感器種類繁多,主要的MEMS傳感器包括運動傳感器、壓力、麥克風(fēng)、環(huán)境、光傳感器等。其中運動傳感器可分為陀螺儀、加速度計、磁力計。
1、MEMS電場傳感器
MEMS電場傳感器主要有MEMS大氣電場儀、MEMS雷電預(yù)警系統(tǒng)、MEMS三維電場傳感器等。
廠家主要有:北京中科飛龍傳感技術(shù)有限責(zé)任公司等。
「中科飛龍」是經(jīng)中國科學(xué)院批準(zhǔn)設(shè)立的專業(yè)從事高端傳感器系列產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司關(guān)鍵技術(shù)源于中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院及國家重點實驗室北方基地在先進傳感器技術(shù)方面取得的重大創(chuàng)新成果,完全自主可控,世界領(lǐng)先。
「中科飛龍」主要產(chǎn)品系圍繞著MEMS技術(shù)及激光技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的數(shù)十余種先進傳感器設(shè)備。并擁有多種智能化系統(tǒng),系統(tǒng)綜合了公司自有的世界領(lǐng)先芯片硬件產(chǎn)品及成熟的算法軟件系統(tǒng),向客戶提供雷電預(yù)警、電壓及靜電監(jiān)測、風(fēng)力探測等氣象監(jiān)測預(yù)警服務(wù),廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、災(zāi)難預(yù)警、安全生產(chǎn)、智慧電網(wǎng)、石油石化、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。
2、MEMS運動傳感器
MEMS運動傳感器主要有加速度計、陀螺儀、磁力計三大類,加速度計和陀螺儀可以集成為六軸慣性傳感器;磁力計和加速度計集成為電子羅盤(e-compass),加速度計、陀螺儀和磁力計可集成為9軸傳感器。
慣性傳感器(加速度計+陀螺儀)廠家有:意法半導(dǎo)體(ST)、旭化成微電子(AKM )、應(yīng)美盛(InvenSense)、羅伯特.博世等。
電子羅盤(磁力計+加速度計)廠家有:旭化成微電子(AKM )、雅馬哈(Yamaha)、阿爾卑斯(Alps Electric) 、美新半導(dǎo)體(MEMSIC)(2016年7月被華燦光電收購)等。
3、MEMS麥克風(fēng)
4、MSME壓力傳感器
5、MEMS環(huán)境傳感器
環(huán)境傳感器可細(xì)分為氣體、溫度和濕度傳感器等。
MSME溫度傳感器可用于任何需要檢測溫度的地方。
MEMS濕度傳感器在工業(yè)控制、氣象、農(nóng)業(yè)、礦山檢測等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
MEMS氣體傳感器主要用于檢測目標(biāo)氣體的成分、濃度等。
還有森斯特(北京)電子科技有限公司(Nenvitech)、深圳市戴維萊傳感技術(shù)開發(fā)有限公司、武漢四方光電科技有限公司、速麗德(Solidsense)、城市技術(shù)(CityTechnology) 等。
6、MEMS生物傳感器
MEMS生物傳感器目前處于發(fā)展初期。MEMS生物傳感器是利用生物分子探測生物反應(yīng)信息的器件,被列為新世紀(jì)五大醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)之一,是現(xiàn)代生物技術(shù)與微電子學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物。未來MEMS生物傳感器在醫(yī)學(xué)、食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊發(fā)展空間。
七、MEMS代工
MEMS代工主要有兩種類型:IDM廠商提供的MEMS代工,獨立的代工廠提供的MEMS代工,其中獨立的代工廠包括集成電路代工廠和純MEMS代工廠。近幾年Fabless模式的MEMS器件制造商發(fā)展迅速,獨立的MEMS代工廠努力尋求標(biāo)準(zhǔn)化的工藝以提升規(guī)模經(jīng)濟,減少制造時間和降低成本,使得獨立的MEMS代工廠快速成長,但目前IDM代工仍處于市場領(lǐng)導(dǎo)地位。
目前提供MEMS代工的IDM廠商主要有意法半導(dǎo)體、索尼、德州儀器等;臺積電目前是全球最大的獨立的MEMS代工廠,全球領(lǐng)先的純MEMS代工廠還有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Paci?c Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等,國內(nèi)的中芯國際、華宏宏利、上海先進半導(dǎo)體也有生產(chǎn)MEMS的能力。
八、MEMS封裝測試
目前具備MEMS封裝測試能力的國際廠商主要有日月光、安靠、矽品、力成科技等,國內(nèi)有華天科技、長電科技、晶方科技等廠商。盡管國內(nèi)的MEMS前端制造還落后于國際大廠,由于國內(nèi)的封裝技術(shù)起步較早,國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)鏈后端封裝較為完善。
封裝技術(shù)與IC封裝有著諸多不同,對企業(yè)的要求很高。眾所周知,MEMS器件價格下降非常之快,目前部分MEMS器件中封裝成本甚至占到總價格的40%到60%。如何做到低成本封裝是封測廠商面臨的巨大挑戰(zhàn)。