MEMS傳感器行業(yè)研究

2022-06-14

文章詳情

一、行業(yè)現(xiàn)狀分析

（一）基本定義

MEMS全稱 Micro Electro Mechanical System，即微機(jī)電系統(tǒng)，是將微電子與精密機(jī)械結(jié)合發(fā)展的工程技術(shù)，通過(guò)采用半導(dǎo)體加工技術(shù)能夠?qū)㈦娮訖C(jī)械系統(tǒng)的尺寸縮小到毫米或微米級(jí)。MEMS器件具有通道、孔、懸臂、膜、腔等一系列結(jié)構(gòu)以測(cè)量環(huán)境變量，涵蓋機(jī)械（移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)）、光學(xué)、電子（開(kāi)關(guān)和計(jì)算）、熱學(xué)、生物等功能結(jié)構(gòu)，涉及眾多交叉學(xué)科。

名詞	含義
MEMS	微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文縮寫(xiě)。它是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起的、操作范圍在微米范圍內(nèi)的一種微細(xì)加工工業(yè)技術(shù)，涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域。使用該技術(shù)制成的產(chǎn)品具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)，現(xiàn)已應(yīng)用于微型傳感器、芯片等高精尖產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
MEMS傳感器	采用MEMS技術(shù)制成的傳感器。傳感器是一類將環(huán)境中的自然信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
MEMS執(zhí)行器	MEMS執(zhí)行器是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為微動(dòng)作或微操作的MEMS器件。
ASIC	全稱Application Specific Integrated Circuit，即專用集成電路，MEMS傳感器中的ASIC芯片主要負(fù)責(zé)為MEMS芯片供應(yīng)能量，并將MEMS芯片轉(zhuǎn)換的電容、電阻、電荷等信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后再傳輸給下一級(jí)電路。
晶圓	硅半導(dǎo)體集成電路或MEMS器件和芯片制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。
裸片	裸片（die）是指在加工廠生產(chǎn)出來(lái)的芯片，即是晶圓經(jīng)過(guò)切割測(cè)試后沒(méi)有經(jīng)過(guò)封裝的芯片，這種裸片上只有用于封裝的壓焊點(diǎn)（pad），是不能直接應(yīng)用于實(shí)際電路當(dāng)中的。
封裝	將芯片裝配為最終產(chǎn)品的過(guò)程，即把芯片制造廠商生產(chǎn)出來(lái)的裸芯片放在一塊起到承載作用的基板上，把管腳引出來(lái)，然后固定包裝成為一個(gè)整體。
Yole Development	成立于1998年法國(guó)的市場(chǎng)調(diào)研及戰(zhàn)略咨詢機(jī)構(gòu)，覆蓋半導(dǎo)體制造、傳感器和MEMS等新興科技領(lǐng)域。
賽迪顧問(wèn)	賽迪顧問(wèn)股份有限公司（HK：8235）是直屬于工業(yè)和信息化部中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院的咨詢企業(yè)。
EDA	Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)，完成電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。
有限元分析	有限元分析(FEA) 是虛擬環(huán)境中產(chǎn)品和系統(tǒng)的建模，用于查找和解決可能的（或現(xiàn)有）結(jié)構(gòu)或性能問(wèn)題。FEA 是有限元方法 (FEM) 的實(shí)際應(yīng)用，它由工程師和科學(xué)家用于對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、流體和多物理場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和數(shù)值求解。

MEMS傳感器一般由MEMS芯片和與之配套的ASIC芯片構(gòu)成，其工作原理為：MEMS芯片采用半導(dǎo)體加工技術(shù)在硅晶圓上制造出微型電路和機(jī)械系統(tǒng)，將接收的外部信號(hào)轉(zhuǎn)化為電容、電阻、電荷等信號(hào)變化，ASIC芯片再將上述信號(hào)變化轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號(hào)，最終通過(guò)封裝將芯片保護(hù)起來(lái)并將信號(hào)引出，從而實(shí)現(xiàn)外部信息獲取與交互的功能。

MEMS執(zhí)行器是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為微動(dòng)作或微操作的MEMS器件。

圖表1：微機(jī)電系統(tǒng)

圖表2：MEMS雙向操作

資料來(lái)源：智慧產(chǎn)品圈

圖表3：MEMS傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

資料來(lái)源：Sandia，華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院

（二）發(fā)展概況

全球MEMS傳感器發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：1990~2000 年的汽車(chē)電子化浪潮，點(diǎn)燃了 MEMS 傳感器的需求；2000~2010 年的消費(fèi)電子浪潮，推動(dòng)MEMS傳感器呈現(xiàn)多品類、多功能一體化的發(fā)展態(tài)勢(shì)；2010 年至今的物聯(lián)網(wǎng)及人工智能浪潮，帶動(dòng)了 MEMS 傳感器單品放量、軟硬協(xié)同化發(fā)展。

圖表4：全球MEMS傳感器發(fā)展歷程

資料來(lái)源：敏芯股份招股說(shuō)明書(shū)

1、國(guó)外MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

近年來(lái)，受益于汽車(chē)電子、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、光通信、工業(yè)控制、儀表儀器等市場(chǎng)的高速成長(zhǎng)，MEMS行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，MEMS銷售額一直保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2019年全球MEMS市場(chǎng)總規(guī)模約為115億美元。從全球范圍來(lái)看，得益于智能家居、智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會(huì)增多，消費(fèi)電子依然是MEMS行業(yè)的第一大市場(chǎng)，占比超過(guò)60%。

國(guó)外企業(yè)自上世紀(jì)90年代就進(jìn)入MEMS領(lǐng)域，大部分半導(dǎo)體制造公司也同時(shí)從事MEMS生產(chǎn)加工業(yè)務(wù)。國(guó)外企業(yè)如博世（Robert Bosch）、德州儀器（TI）、模擬器件（ADI）、英飛凌、NXP-飛思卡爾、樓氏電子（Knowles）、惠普、豐田電裝（DENSO）、松下、愛(ài)普生、村田制作所（Murata）等在MEMS傳感器設(shè)計(jì)和研究領(lǐng)域內(nèi)走在前列。

隨著終端用戶對(duì)傳感器感測(cè)多個(gè)物理信號(hào)需求的進(jìn)一步放大，未來(lái)MEMS產(chǎn)品將向著微型化、集成化、智能化的方向發(fā)展。而全球MEMS產(chǎn)業(yè)重心也在不斷東遷，加速向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移。

2、國(guó)內(nèi)MEMS發(fā)展概況

國(guó)內(nèi)MEMS 產(chǎn)業(yè)在 2009 年后才逐漸起步，在國(guó)家政策鼓勵(lì)下，中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)已在長(zhǎng)三角和京津冀地區(qū)建立完整的產(chǎn)學(xué)研布局，但國(guó)內(nèi)MEMS公司在營(yíng)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面與國(guó)外有明顯差距。

我國(guó)MEMS傳感器制造企業(yè)超過(guò)200家，大多屬于初創(chuàng)類中小型企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)（除歌爾聲學(xué)和瑞聲科技）整體規(guī)模較小。同時(shí)國(guó)內(nèi)廠商經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品種類較為單一，產(chǎn)品線多數(shù)為一條。企業(yè)分布主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，占比超過(guò)50%。這主要得益于長(zhǎng)三角具有良好的集成電路產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，硅基MEMS研發(fā)及代工生產(chǎn)線資源較多，產(chǎn)業(yè)鏈完整，涵蓋設(shè)計(jì)、代工和封測(cè)的重點(diǎn)企業(yè)。

國(guó)內(nèi)高端MEMS產(chǎn)品和部件高度依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)MEMS市場(chǎng)中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口率達(dá)90%，我國(guó)傳感器新品研制落后近10年，產(chǎn)業(yè)化水平落后10-15年。中國(guó)本土企業(yè)自主設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試的產(chǎn)品仍然以軍工市場(chǎng)和技術(shù)要求較低的中低端市場(chǎng)為主，如低端消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。在汽車(chē)電子、消費(fèi)電子等主要應(yīng)用市場(chǎng)，中國(guó)本土企業(yè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致中國(guó)MEMS傳感器民用市場(chǎng)80%以上的份額由國(guó)際企業(yè)占據(jù)。在此背景下，中國(guó)本土企業(yè)業(yè)務(wù)及生產(chǎn)規(guī)模顯著落后于國(guó)際企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模的明顯差距導(dǎo)致本土企業(yè)單位生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)，本土企業(yè)產(chǎn)品毛利率低于20%，而國(guó)際企業(yè)毛利率高于60%。

在MEMS制造代工環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)不足。雖然國(guó)內(nèi)頭部MEMS代工廠的硬件條件與國(guó)外先進(jìn)水平相近，但國(guó)內(nèi)企業(yè)的開(kāi)發(fā)能力遠(yuǎn)不及海外代工廠，中國(guó)MEMS代工企業(yè)還未積累起足夠的工業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備和大規(guī)模市場(chǎng)驗(yàn)證反饋的經(jīng)驗(yàn)，加工工藝的一致性、可重復(fù)性都不能滿足設(shè)計(jì)需求，產(chǎn)品的良率和可靠性也無(wú)法達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)要求。

國(guó)內(nèi)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)并購(gòu)化、專業(yè)分工化的發(fā)展路徑。MEMS傳感器作為獲取信息的關(guān)鍵器件，對(duì)各種傳感裝置的微型化起著巨大的推動(dòng)作用，在智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有廣闊前景。

（三）產(chǎn)品分類

發(fā)展至今，MEMS產(chǎn)品主要可以分為MEMS傳感器和MEMS執(zhí)行器，其中傳感器是用于探測(cè)和檢測(cè)物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象和信號(hào)的器件，而執(zhí)行器是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、力和扭矩等行為的器件。從MEMS行業(yè)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，MEMS產(chǎn)品主要以傳感器為主。

MEMS傳感器的種類繁多，根據(jù)測(cè)量量不同可分為：MEMS物理傳感器、MEMS化學(xué)傳感器、MEMS生物傳感器三大類，每一種MEMS傳感器又有很多細(xì)分類別。常見(jiàn)的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等等。MEMS傳感器的品種多到以萬(wàn)為單位，且不同MEMS之間參量較多，沒(méi)有完全標(biāo)準(zhǔn)的工藝。

圖表5：MEMS分類

類別	細(xì)分類別	領(lǐng)域	主要產(chǎn)品
MEMS傳感器	MEMS物理傳感器	力學(xué)傳感器	加速度計(jì)、陀螺儀、位移傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、慣性傳感器
電學(xué)傳感器	電場(chǎng)傳感器、電流傳感器、電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器
磁學(xué)傳感器	磁通傳感器、磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器
熱學(xué)傳感器	熱導(dǎo)率傳感器、熱流傳感器、溫度傳感器
光學(xué)傳感器	可見(jiàn)光傳感器、紅外傳感器、激光傳感器
聲學(xué)傳感器	聲表面波傳感器、噪聲傳感器、超聲波傳感器、微型麥克風(fēng)
MEMS化學(xué)傳感器	氣體傳感器	可燃性氣體傳感器、毒性氣體傳感器、大氣污染氣體傳感器、汽車(chē)用傳感器
溫度傳感器	溫度傳感器
離子傳感器	PH傳感器、離子濃度傳感器
MEMS生物傳感器	生理量傳感器	生物濃度傳感器、觸覺(jué)傳感器
生物量傳感器	DNA傳感器、免疫傳感器、微生物傳感器、酶?jìng)鞲衅?/span>
MEMS執(zhí)行器	MEMS執(zhí)行器	光學(xué)MEMS	微鏡、自動(dòng)聚焦、光具座
微流控	噴墨打印頭、藥物輸送、生物芯片
射頻MEMS	開(kāi)關(guān)、濾波器、諧振器
微結(jié)構(gòu)	微針、探針、手表元件
微型揚(yáng)聲器	微型揚(yáng)聲器
超聲指紋識(shí)別	超聲波指紋識(shí)別

數(shù)據(jù)來(lái)源：華夏產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、政策環(huán)境分析

（一）國(guó)家法律法規(guī)及政策

近年來(lái)，國(guó)家大力推進(jìn) MEMS 傳感器等先進(jìn)傳感器的產(chǎn)業(yè)化，主要法律法規(guī)及政策如下：

圖表6：國(guó)家法律法規(guī)及政策

序號(hào)	發(fā)布時(shí)間	發(fā)布單位	政策名稱	相關(guān)內(nèi)容
1	2019年	國(guó)家發(fā)改委	《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（征求意見(jiàn)稿）》	將新型智能傳感器、MEMS傳感器先進(jìn)封裝測(cè)試列入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整鼓勵(lì)類項(xiàng)目
2	2017年	工信部	促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）	發(fā)展市場(chǎng)前景廣闊的新型生物、氣體、壓力、流量、慣性、距離、圖像、聲學(xué)等智能傳感器，支持基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成等工藝的新型智能傳感器研發(fā)
3	2017年	工信部	智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019年）	著力突破硅基MEMS加工技術(shù)、MEMS與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成、非硅模塊化集成等工藝技術(shù)，推動(dòng)發(fā)展器件級(jí)、晶圓級(jí)MEMS封裝和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試技術(shù)，鼓勵(lì)研發(fā)個(gè)性化或定制化測(cè)試設(shè)備，支持企業(yè)探索研發(fā)新型MEMS傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝技術(shù)、集成創(chuàng)新與智能化技術(shù)
4	2016年	國(guó)務(wù)院	十三五國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃	開(kāi)展新型光通信器件、半導(dǎo)體照明、高效光伏電池、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器、柔性顯示、新型功率器件、下一代半導(dǎo)體材料制備等新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵制造裝備研發(fā),提升新興領(lǐng)域核心裝備自主研發(fā)能力
5	2016年	國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、中央網(wǎng)信辦	互聯(lián)網(wǎng)+人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案	支持人工智能領(lǐng)域的芯片、傳感器、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、高端服務(wù)器、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)設(shè)備、中間件等基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)開(kāi)發(fā)，支持開(kāi)源軟硬件平臺(tái)及生態(tài)建設(shè)
6	2016年	全國(guó)人大	中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要	培育集成電路產(chǎn)業(yè)體系，培育人工智能、智能硬件、新型顯示、移動(dòng)智能終端、第五代移動(dòng)通信（5G）、先進(jìn)傳感器和可穿戴設(shè)備等成為新增長(zhǎng)點(diǎn)
7	2015年	國(guó)務(wù)院	國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)	大力發(fā)展云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等解決方案以及高端傳感器、工控系統(tǒng)、人機(jī)交互等軟硬件基礎(chǔ)產(chǎn)品
8	2015年	國(guó)務(wù)院	中國(guó)制造2025	組織研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動(dòng)執(zhí)行功能的高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、增材制造裝備等智能制造裝備以及智能化生產(chǎn)線，突破新型傳感器、智能測(cè)量?jī)x表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器和減速器等智能核心裝置，推進(jìn)工程化和產(chǎn)業(yè)化
9	2014年	工信部	國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要	加快云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域核心技術(shù)研發(fā)，開(kāi)發(fā)基于新業(yè)態(tài)、新應(yīng)用的信息處理、傳感器、新型存儲(chǔ)等關(guān)鍵芯片及云操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件，搶占未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)
10	2013年	工信部、科技部、財(cái)政部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)	加快推進(jìn)傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃	傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)整體水平跨入世界先進(jìn)行列，產(chǎn)業(yè)形態(tài)實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)變，涉及國(guó)防和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實(shí)現(xiàn)自主制造和自主可控，高端產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)占有率提高到50%以上
11	2013年	國(guó)務(wù)院	國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)	加強(qiáng)低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，著力突破物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎(chǔ)共性技術(shù)，加快傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能終端、大數(shù)據(jù)處理、智能分析、服務(wù)集成等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與新一代移動(dòng)通信、云計(jì)算、下一代互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信等技術(shù)的融合發(fā)展

（二）行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

為引導(dǎo)中國(guó)MEMS傳感器行業(yè)規(guī)范化發(fā)展，中國(guó)政府發(fā)布了眾多國(guó)家級(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為行業(yè)提供基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)。2011年1月，中國(guó)國(guó)家質(zhì)監(jiān)局和國(guó)標(biāo)委發(fā)布《GB/T26111-2010微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)術(shù)語(yǔ)》，規(guī)定了MEMS領(lǐng)域所涉及的材料、設(shè)計(jì)、加工、封裝、測(cè)試以及器件等方面的通用術(shù)語(yǔ)和定義，為MEMS傳感器行業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)指導(dǎo)。2016年8月，中國(guó)國(guó)家質(zhì)監(jiān)局和國(guó)標(biāo)委發(fā)布《GB/T32817-2016半導(dǎo)體器件微機(jī)電器件MEMS總規(guī)范》，提出MEMS行業(yè)總規(guī)范，規(guī)定了用于IECQ-CECC體系質(zhì)量評(píng)定的一般規(guī)程，給出了電、光、機(jī)械和環(huán)境特性的描述和測(cè)試總則，該規(guī)范重點(diǎn)參考了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為中國(guó)MEMS傳感器行業(yè)向國(guó)際領(lǐng)域拓展提供基礎(chǔ)指引。

圖表7：行業(yè)主要標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)	標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)	標(biāo)準(zhǔn)名稱	備注
1	GB/T 26111-2010	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)術(shù)語(yǔ)	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
2	GB/T 32817-2016	半導(dǎo)體器件微機(jī)電器件 MEMS總規(guī)范	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
3	GB/T 32814-2016	硅基MEMS制造技術(shù)基于SOI硅片的MEMS工藝規(guī)范	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
4	GB/T 38447-2020	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù) MEMS結(jié)構(gòu)共振疲勞試驗(yàn)方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
5	GB/T 38341-2019	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù) MEMS器件的可靠性綜合環(huán)境試驗(yàn)方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
6	GB/T 34893-2017	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù) 基于光學(xué)干涉的MEMS微結(jié)構(gòu)面內(nèi)長(zhǎng)度測(cè)量方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
7	GB/T 34898-2017	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)MEMS諧振敏感元件非線性振動(dòng)測(cè)試方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
8	GB/T 34894-2017	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基于光學(xué)干涉的MEMS微結(jié)構(gòu)應(yīng)變梯度測(cè)量方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
9	GB/T 34900-2017	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基于光學(xué)干涉的MEMS微結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)變測(cè)量方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
10	GB/T 35086-2018	MEMS電場(chǎng)傳感器通用技術(shù)條件	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
11	GB/T 33922-2017	MEMS壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級(jí)試驗(yàn)方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
12	GB/T 33929-2017	MEMS高g值加速度傳感器性能試驗(yàn)方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
13	GB/T 32816-2016	硅基MEMS制造技術(shù)以深刻蝕與鍵合為核心的工藝集成規(guī)范	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
14	GB/T 32815-2016	硅基MEMS制造技術(shù)體硅壓阻加工工藝規(guī)范	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
15	GB/T 28274-2012	硅基MEMS制造技術(shù) 版圖設(shè)計(jì)基本規(guī)則	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
16	GB/T 28275-2012	硅基MEMS制造技術(shù) 氫氧化鉀腐蝕工藝規(guī)范	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
17	GB/T 28277-2012	硅基MEMS制造技術(shù) 微鍵合區(qū)剪切和拉壓強(qiáng)度檢測(cè)方法	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
18	GB/T 26112-2010	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù) 微機(jī)械量評(píng)定總則	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
19	GB/T 26113-2010	微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù) 微幾何量評(píng)定總則	國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)來(lái)源：全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)

三、產(chǎn)業(yè)鏈分析

MEMS工藝就是將傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的部件微型化后，利用半導(dǎo)體加工技術(shù)將微型機(jī)械系統(tǒng)和集成電路固定在硅晶圓上，然后根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景采用特殊定制的封裝形式，最終切割組裝形成硅基換能器。相比傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)，微機(jī)電系統(tǒng)具有微型化、重量低、功耗低、成本低、功能多等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可通過(guò)微納加工工藝進(jìn)行批量制造、封裝和測(cè)試。

MEMS產(chǎn)業(yè)鏈一般由芯片設(shè)計(jì)企業(yè)、晶圓制造廠商、封裝測(cè)試廠商和終端應(yīng)用企業(yè)構(gòu)成，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)專注于MEMS芯片及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)后交由第三方晶圓廠生產(chǎn)制造出MEMS芯片，經(jīng)過(guò)封裝測(cè)試后實(shí)現(xiàn)向消費(fèi)電子、汽車(chē)、醫(yī)療和工控等應(yīng)用領(lǐng)域客戶的出貨。除上述專注于各環(huán)節(jié)的專業(yè)廠商外，MEMS 行業(yè)還存在博世、意法半導(dǎo)體等大型IDM廠商，這些公司能夠自行完成芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測(cè)試等主要研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（一）MEMS研發(fā)設(shè)計(jì)

MEMS的研發(fā)設(shè)計(jì)，不僅涉及基礎(chǔ)理論、制備工藝、應(yīng)用技術(shù)，還涉及到MEMS技術(shù)與其他如通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，更涉及到一些新興學(xué)科和一些前沿技術(shù)的綜合分析與應(yīng)用。MEMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有三個(gè)主要任務(wù)是互相交聯(lián)在一起的：機(jī)電和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、包括封裝和測(cè)試在內(nèi)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。MEMS設(shè)計(jì)中材料的選擇也比常規(guī)產(chǎn)品的材料選擇復(fù)雜的多。目前典型的MEMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本符合一個(gè)產(chǎn)品、一種工藝、一種封裝、一種專用集成電路芯片（ASIC）、一種測(cè)試系統(tǒng)的模式。在產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)階段之前，需要完成多個(gè)閉環(huán)。材料數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常需要根據(jù)具體應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行更新。這個(gè)開(kāi)發(fā)流程通常是不可預(yù)測(cè)的，而且往往需要數(shù)年的時(shí)間才能量產(chǎn)。

圖表8：MEMS研發(fā)設(shè)計(jì)

資料來(lái)源：頭豹研究院

（1）機(jī)電和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涵蓋有限元分析（FEA）建模和傳感器版圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。MEMS設(shè)計(jì)企業(yè)通過(guò)Coventor、Ansys、TannerPro等國(guó)際MEMS EDA軟件企業(yè)提供的仿真模擬分析和建模設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析、力學(xué)分析、溫度分析、靈敏度分析、耦合分析等，從而完成傳感器結(jié)構(gòu)建模，再通過(guò)AutoCAD等繪圖工具繪制MEMS傳感器掩膜版，從而完成版圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于海外MEMS傳感器行業(yè)商業(yè)化始于2000年左右，而中國(guó)MEMS傳感器行業(yè)商業(yè)化始于2009年，中國(guó)MEMS傳感器行業(yè)起步較晚，中國(guó)市場(chǎng)尚不具備成熟的、商業(yè)化的、為MEMS設(shè)計(jì)提供輔助的本土EDA軟件供應(yīng)商。

（2）工藝設(shè)計(jì)主要為 MEMS傳感器制作工藝設(shè)計(jì)，制作工藝的選擇對(duì)傳感器參數(shù)、制造成本、兼容性和集成度等方面均產(chǎn)生關(guān)鍵影響。由于MEMS傳感器中復(fù)雜的極微小型機(jī)械系統(tǒng)的存在，MEMS傳感器的芯片設(shè)計(jì)和工藝研發(fā)必須緊密配合，制造端已有的工藝路線在很大程度上決定了芯片的設(shè)計(jì)路線，而芯片的設(shè)計(jì)路線又需要對(duì)制造端的工藝模塊進(jìn)行重組和調(diào)試，以實(shí)現(xiàn)芯片所需達(dá)到的功能和可靠性要求。此外，不同傳感器類型擁有不同機(jī)械特性，使得一種工藝路線只能對(duì)應(yīng)一種傳感器。因此，MEMS傳感器的研發(fā)企業(yè)必須同時(shí)進(jìn)行芯片和工藝端的研發(fā)，在制造端缺乏成熟工藝模塊的情況下，需要與制造端企業(yè)共同開(kāi)發(fā)成熟的工藝模塊；在制造端具備成熟工藝模塊的情況下，新的一款芯片的推出需要重新對(duì)制造端工藝模塊的重新組合和調(diào)試。因此MEMS傳感器的生產(chǎn)工藝具有高度定制化特點(diǎn)。

（3）封裝測(cè)試設(shè)計(jì)包括封裝形式設(shè)計(jì)和測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于MEMS傳感器種類多、應(yīng)用廣，傳感器企業(yè)需完成封裝測(cè)試設(shè)計(jì)，即對(duì)傳感器封裝形式和測(cè)試系統(tǒng)做出定制化設(shè)計(jì)。相比半導(dǎo)體集成電路封裝，MEMS傳感器封裝更加復(fù)雜，在封裝設(shè)計(jì)方面需考慮更多因素。例如，溫度、濕度以及傳感器自身的封裝材料散熱性、耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等外部因素對(duì)傳感器可靠性產(chǎn)生的影響，因此封裝設(shè)計(jì)需考慮如何選擇合適的封裝結(jié)構(gòu)和封裝材料，以保護(hù)傳感器免受外部因素干擾。

MEMS傳感器各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相互影響，不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同類型、不同性能參數(shù)的傳感器具有特定的設(shè)計(jì)邏輯，代表特定的工藝設(shè)計(jì)、機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和封裝測(cè)試設(shè)計(jì)等。因此，傳感器設(shè)計(jì)是MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，掌握設(shè)計(jì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（二）MEMS生產(chǎn)制造

MEMS與IC工藝雖然存在一定的相似度，但本質(zhì)上存在明顯差異。與大規(guī)模集成電路產(chǎn)品均采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS生產(chǎn)工藝不同，MEMS制造對(duì)半導(dǎo)體加工技術(shù)的先進(jìn)與否并不敏感，MEMS 傳感器芯片本質(zhì)上是在硅片上制造極微小化機(jī)械系統(tǒng)和集成電路的集合體，生產(chǎn)工藝具有較高的定制化特點(diǎn)。MEMS 傳感器的制造工藝則需要兼顧電路和機(jī)械系統(tǒng)，具有一種傳感器對(duì)應(yīng)一種工藝路線的特點(diǎn)。因此，MEMS 傳感器的技術(shù)先進(jìn)性除了體現(xiàn)在MEMS傳感器芯片的設(shè)計(jì)難度之外，還體現(xiàn)在MEMS傳感器芯片生產(chǎn)工藝的可實(shí)現(xiàn)性方面。MEMS傳感器廠商不但需要具備突出的極微小化機(jī)械系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)能力，也需要開(kāi)發(fā)不同傳感器芯片的生產(chǎn)工藝。

從MEMS制造環(huán)節(jié)來(lái)看，主要分為三類：純MEMS代工、IDM企業(yè)代工和傳統(tǒng)集成電路MEMS代工。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；傳統(tǒng)集成電路MEMS代工企業(yè)有臺(tái)積電、X-FAB（德國(guó)）、中芯國(guó)際等；全球知名的純MEMS代工廠TeledyneDalsa（加拿大）、SilexMicrosystems（瑞典）、亞太優(yōu)勢(shì)（APM）、InnovativeMicroTechnology（美國(guó)）、TronicsMicrosystems（法國(guó)）和Micralyne（加拿大）等。國(guó)內(nèi)的華虹宏力、上海先進(jìn)半導(dǎo)體也有MEMS生產(chǎn)能力。國(guó)內(nèi)第三方半導(dǎo)體制造企業(yè)普遍缺乏成熟的MEMS傳感器工藝模塊。由此使得國(guó)內(nèi)MEMS廠商，如果需要利用國(guó)內(nèi)第三方半導(dǎo)體的制造資源，必須事先進(jìn)行完整的包括晶圓制造、晶圓測(cè)試、封裝、成品測(cè)試在內(nèi)的全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝研發(fā)，幫助第三方半導(dǎo)體制造企業(yè)建立起某一品類傳感器的成熟工藝模塊。

圖表9：MEMS代工企業(yè)類型比較

類別	純MEMS代工	IDM代工	傳統(tǒng)集成電路MEMS代工
客戶群體	可開(kāi)發(fā)及代工的產(chǎn)品品種豐富	品種單一	以可量產(chǎn)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品為主
競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)	1、產(chǎn)品種類豐富，可同時(shí)處理多種工藝和多種產(chǎn)品； 2、在積累量產(chǎn)的實(shí)踐中集成了標(biāo)準(zhǔn)化工藝模塊，有效縮短產(chǎn)品商業(yè)化時(shí)間，降低開(kāi)發(fā)成本； 3、技術(shù)儲(chǔ)備充足，在某些領(lǐng)域已具備超過(guò)IDM企業(yè)的技術(shù)能力； 4、不提供設(shè)計(jì)服務(wù)，無(wú)自營(yíng)產(chǎn)品，在商業(yè)模式上更容易獲得客戶信賴。	1、技術(shù)及經(jīng)營(yíng)成熟，可為客戶提供一整套MEMS解決方案，包括MEMS設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試和應(yīng)用支持； 2、老牌集成電路廠商，進(jìn)入MEMS代工行業(yè)時(shí)間較早，行業(yè)積累豐富，客戶優(yōu)質(zhì)，目前占據(jù)著MEMS代工市場(chǎng)最大份額。	1、巨大的產(chǎn)能、全線生產(chǎn)，可提供成本更低的解決方案； 2、CMOS和MEMS工藝融合優(yōu)勢(shì)。
競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)	1、起步較晚，客戶規(guī)模有限； 2、產(chǎn)能利用率待提高。	1、利用剩余產(chǎn)能為客戶提供MEMS代工服務(wù)，代工業(yè)務(wù)被安排在自營(yíng)產(chǎn)品之后，無(wú)法保證穩(wěn)定的產(chǎn)能和快速響應(yīng)，同時(shí)也導(dǎo)致提供代工服務(wù)的產(chǎn)品單一； 2、自營(yíng)產(chǎn)品與代工業(yè)務(wù)存在本質(zhì)沖突，MEMS設(shè)計(jì)企業(yè)或因知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)而避免與IDM代工企業(yè)合作。	1、以可量產(chǎn)的消費(fèi)類產(chǎn)品代工為主，其他細(xì)分市場(chǎng)的MEMS設(shè)計(jì)公司因產(chǎn)品多樣小量難以獲得支持； 2、MEMS工藝開(kāi)發(fā)能力較弱。
代表企業(yè)	Silex、Teledyne Dalsa、IMT	ST、Sony、TI	臺(tái)積電、X-FAB

MEMS器件依賴各種工藝和許多變量，所以一種MEMS產(chǎn)品對(duì)應(yīng)一種工藝。只有經(jīng)過(guò)多年的工藝改進(jìn)及測(cè)試，MEMS器件才能真正被商品化。研發(fā)團(tuán)隊(duì)一般需要大量時(shí)間來(lái)搜索并驗(yàn)證有關(guān)工藝及材料物理特性。利用單獨(dú)一種材料（如多晶硅）制得的器件可能需要根據(jù)多晶硅的來(lái)源及沉積方法來(lái)標(biāo)記工藝中的變化。因此每一種工藝都需要長(zhǎng)期、大量的數(shù)據(jù)來(lái)穩(wěn)定一個(gè)工藝。目前全球MEMS加工工藝主要的技術(shù)途徑有三種：一是以美國(guó)為代表的以集成電路加工技術(shù)為基礎(chǔ)的硅基微加工技術(shù)；二是以德國(guó)為代表發(fā)展起來(lái)的利用X射線深度光刻、微電鑄、微鑄塑的LIGA技術(shù)；三是以日本為代表發(fā)展的精密加工技術(shù)，如微細(xì)電火花EDM、超聲波加工。

圖表10：MEMS工藝和IC工藝比較

各工藝名稱	MEMS工藝	IC工藝
光刻技術(shù)	需雙面光刻技術(shù)	單面光刻技術(shù)
干法（腐蝕技術(shù)）	深層、高深度比腐蝕	一般薄膜腐蝕
濕法（腐蝕技術(shù)）	各向異性腐蝕、自停止技術(shù)、深層體硅腐蝕	各向同性腐蝕、陽(yáng)極腐蝕、電鈍化腐蝕，限于表面加工
犧牲層技術(shù)	表面硅微加工工藝，與IC工藝兼容，用于制造表面活動(dòng)結(jié)構(gòu)	不常用
鍵合	硅硅直接鍵合、硅玻璃陽(yáng)極鍵合	高溫鍵合制作SOI材料
LIGA	制作高深寬比結(jié)構(gòu)，成本高	不用

資料來(lái)源：電子發(fā)燒友

（三）MEMS封裝測(cè)試

目前在國(guó)內(nèi)MEMS行業(yè)中，參與封裝測(cè)試的企業(yè)為傳統(tǒng)半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試代工企業(yè)和傳感器設(shè)計(jì)企業(yè)。其中，傳統(tǒng)半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試代工企業(yè)主要參與傳感器封裝環(huán)節(jié)，測(cè)試環(huán)節(jié)由傳感器設(shè)計(jì)企業(yè)主導(dǎo)。

MEMS封裝通常分為芯片級(jí)封裝、器件級(jí)封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝三個(gè)層次。芯片級(jí)含義更加廣泛，不但涵蓋包括控制器在內(nèi)的集成電路封裝中的各種芯片，還包括感測(cè)的各種力、光、磁、聲、溫度、化學(xué)、生物等傳感器元器件和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)、能量、信息等控制量的各種部件。目前的MEMS封裝技術(shù)大多來(lái)自集成電路封裝技術(shù)，但MEMS產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域多樣，且應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，所以MEMS封裝比集成電路封裝更龐大、更復(fù)雜、更困難。在MEMS產(chǎn)品量化過(guò)程中，封裝的成本比重已經(jīng)越來(lái)越大，通常超過(guò)四成，再結(jié)合測(cè)試部分的成本，一般來(lái)說(shuō)，后端的成本往往占據(jù)產(chǎn)品成本的大半，有的甚至超過(guò)七成。因此為了盡量適應(yīng)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以便盡可能形成大規(guī)模的批量生產(chǎn)，降低研發(fā)到市場(chǎng)的導(dǎo)入成本，整合MEMS產(chǎn)品的封裝形式已經(jīng)成為各大OSAT封裝廠商（外包半導(dǎo)體封裝測(cè)試廠）熱衷于思考和探索的課題。

MEMS與IC不同，測(cè)試時(shí)需要外加不同的激勵(lì)來(lái)測(cè)試不同的MEMS產(chǎn)品，非標(biāo)準(zhǔn)化特性明顯，如在加速度計(jì)、陀螺儀等產(chǎn)品時(shí)，需要多軸轉(zhuǎn)臺(tái)、振動(dòng)臺(tái)、沖擊臺(tái)等設(shè)備來(lái)外加轉(zhuǎn)動(dòng)、震動(dòng)激勵(lì)；在測(cè)試硅麥克風(fēng)時(shí)，需要通過(guò)消聲腔、標(biāo)準(zhǔn)聲源等外部設(shè)備來(lái)施加聲源激勵(lì)。此外，即使同類型傳感器的測(cè)試方法也不一定相同，如普通加速度計(jì)內(nèi)有活動(dòng)部件，而基于熱對(duì)流原理的加速度計(jì)內(nèi)無(wú)活動(dòng)部件，二者的測(cè)試流程和設(shè)備并非完全相同；電容式MEMS麥克風(fēng)的腔體是封閉的，而壓電式MEMS麥克風(fēng)的腔體是開(kāi)放的，二者的測(cè)試設(shè)備、流程也不盡相同。因此，多數(shù)MEMS廠商針對(duì)自研產(chǎn)品的相關(guān)屬性原理設(shè)計(jì)個(gè)性化測(cè)試裝備、搭建個(gè)性化測(cè)試環(huán)境，在一定程度上拉高了產(chǎn)品成本。

（四）系統(tǒng)集成應(yīng)用

MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用集成環(huán)節(jié)主要存在三大類，一是由MEMS傳感器生產(chǎn)廠商提供，此類MEMS傳感器廠商也可稱為解決方案提供商，其解決方案特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，且能夠更有效發(fā)揮產(chǎn)品性能，兼具靈活與輕度定制化特點(diǎn)，如應(yīng)美盛Firefly移動(dòng)解決方案，終端廠商只需簡(jiǎn)單調(diào)整內(nèi)部軟件即可用在整機(jī)產(chǎn)品上，基本做到即插即用；二是由應(yīng)用廠商進(jìn)行集成，該類解決方案特點(diǎn)是專注于特定領(lǐng)域、研發(fā)成本較高、產(chǎn)品研發(fā)周期較長(zhǎng)，如康明斯對(duì)外采購(gòu)壓力、流量等傳感器、生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器等；三是垂直整合廠商集成，該類應(yīng)用集成的特點(diǎn)是專用強(qiáng)，高度設(shè)配自家應(yīng)用，且通常屬高精尖領(lǐng)域，如GE為旗下航空、發(fā)電、運(yùn)輸?shù)葮I(yè)務(wù)自行生產(chǎn)專用傳感器?？傮w來(lái)看，由MEMS傳感器廠商提供的高通用性、高效能、靈活的解決方案更符合大眾消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展要求，而后兩類集成方案更加適合專用領(lǐng)域。

圖表11：MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

四、市場(chǎng)情況分析

（一）全球/中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模

1、全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)Yole Development （2021）的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，2020年全球MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到 121億美元，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到 182億美元，2020-2026 年市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率為7.2%。

圖表12：2020-2026全球MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（單位：億美元）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole Development（2020）

2、中國(guó)MEMS市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)賽迪顧問(wèn)的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)受益于中國(guó)智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子類產(chǎn)品產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，加速度計(jì)、陀螺儀和微型麥克風(fēng)等MEMS產(chǎn)品的需求也不斷增長(zhǎng)，使得中國(guó)已經(jīng)成為全球 MEMS 市場(chǎng)中發(fā)展最快的地區(qū)。2019年中國(guó)MEMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到597.8億元，同比增長(zhǎng)18.3%。預(yù)計(jì)到2022年市場(chǎng)規(guī)模將突破1000億元。（與Yole Development的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相沖突，可能是統(tǒng)計(jì)口徑問(wèn)題及預(yù)測(cè)時(shí)間點(diǎn)等原因）

圖表13：2016-2022年中國(guó)MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（單位：億元）

數(shù)據(jù)來(lái)源：賽迪顧問(wèn)

（二）MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析

1、應(yīng)用領(lǐng)域分析

MEMS產(chǎn)品在消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工業(yè)、通信、醫(yī)療、國(guó)防和航空等 MEMS 的主要應(yīng)用領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)用領(lǐng)域	涉及的MEMS產(chǎn)品
消費(fèi)電子	射頻MEMS、微型麥克風(fēng)、噴墨打印頭、光學(xué)MEMS、慣性傳感器組合、陀螺儀、加速度計(jì)、壓力傳感器、磁傳感器等
汽車(chē)電子	加速度計(jì)、壓力傳感器、陀螺儀、慣性傳感器組合等
工業(yè)與通信	壓力傳感器、噴墨打印頭、非制冷紅外探測(cè)儀、微針、陀螺儀、流量計(jì)、加速度計(jì)等
醫(yī)療健康	壓力傳感器、微流控、流量計(jì)、微型麥克風(fēng)、加速度計(jì)等
國(guó)防與航空	非制冷紅外探測(cè)儀、陀螺儀、加速度計(jì)、壓力傳感器等

注：各應(yīng)用領(lǐng)域涉及的 MEMS 產(chǎn)品按照該應(yīng)用領(lǐng)域中市場(chǎng)規(guī)模由高到低的順序列示。

不同的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，全球消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)占比最大，達(dá)到了58.92%，主要得益于智能手機(jī)以及未來(lái)5G應(yīng)用的空間巨大。此外，汽車(chē)電子是占比第二大市場(chǎng)，市場(chǎng)占比為16.78%，主要得益于汽車(chē)安全以及智能化要求的日益增加。

圖表14：全球不同領(lǐng)域MEMS市場(chǎng)預(yù)測(cè)（億美金）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole Development（2020）

圖表15：2020年全球各市場(chǎng)占比（%）

圖表16：2026年全球各市場(chǎng)占比（%）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole Development（2020）

（1）消費(fèi)電子

目前，消費(fèi)電子是全球MEMS行業(yè)最大的應(yīng)用市場(chǎng)，且在整個(gè)MEMS行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模的占比越來(lái)越高，包括射頻MEMS、微型麥克風(fēng)、壓力傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀等MEMS產(chǎn)品都廣泛運(yùn)用在以智能手機(jī)、平板電腦為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品中。2017年消費(fèi)類產(chǎn)品的出貨規(guī)模在整個(gè)MEMS市場(chǎng)規(guī)模中的占比超過(guò)50%。而隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品品類和數(shù)量的增長(zhǎng)以及設(shè)備智能化程度的提升，其對(duì)MEMS產(chǎn)品數(shù)量的需求也將不斷增加。到2023年，消費(fèi)類MEMS產(chǎn)品將占據(jù)整個(gè)MEMS行業(yè)60%以上的市場(chǎng)空間。

除了智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等主流消費(fèi)電子產(chǎn)品外，近年來(lái)涌現(xiàn)出的智能家居和可穿戴設(shè)備等新興應(yīng)用領(lǐng)域也廣泛使用了MEMS傳感器產(chǎn)品，如智能手表安裝了MEMS加速度計(jì)、陀螺儀、微型麥克風(fēng)和脈搏傳感器，VR/AR設(shè)備采用MEMS加速度計(jì)、陀螺儀和磁傳感器來(lái)精確測(cè)定頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、角度和距離等。

圖表17：2017 年消費(fèi)電子領(lǐng)域 MEMS 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)