中国MEMS传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业

物联网作为当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业的发展，实现经济结构战略性调整，从而引起社会生产和经济发展方式的深度变革。物联网对促进我国经济的发展、优化产业结构具有重大的战略意义。而在整个物联网生态中，MEMS 传感器正扮演着越来越重要的角色，在即将到来的智能物联网时代中将起到核心作用，为新科技产品提供更智能、更敏锐的感知能力。中国作为全球最大的电子产品生产基地，消耗了全球二分之一的 MEMS 器件，吸引了全球的目光。同时中国 MEMS 传感器产业的生态环境已经完善，目前 MEMS 产业的机遇和挑战并存，如何抓住机遇攻坚克难从而获得物联网时代的红利，是需要大家共同努力的方向，也是需要共同思考的问题。赛迪顾问分析了 MEMS 的产业特点，中国乃至全球 MEMS 产业的现状和特点，并根据物联网的几大细分市场的规模、增长潜力等维度，筛选出未来六大潜力市场和六大潜力产品，并根据不同的产品领域评选出了十大优秀企业，最后给出了产业发展的趋势和建议。

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苏天兰

2020-8-6 14:45:50

一、MEMS产业概念界定及发展演进
（一）产业概述
1、MEMS及MEMS传感器的定义
MEMS 即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems），可利用集成威廉希尔官方网站（IC）制造技术和微加工技术把微结构，把微传感器、微执行器等制造在一块或者多块芯片上的微型集成系统。图 1 为典型的 MEMS 工作原理图，由传感器、信息处理单元、执行器和通讯/接口单元等组成。其输入信号是物理信号，通过传感器转换为电信号，经过信号处理（模拟的或/和数字的）后，由执行器与外界产生作用。每一个微系统可以采用数字或模拟信号（电、光、磁等物理量）与其他的微系统进行通信。

MEMS中的核心元件一般包含两类：一个传感器或执行器和一个信号传输单元。MEMS传感器是一种将能量从一种形式转变成另一种形式，并针对特定可测量的输入为用户提供一种可用的能量输出的微型器件，它是采用微电子和微机械加工技术制造出来的微型传感器，其工作原理如图2所示。MEMS传感器是使用最广泛的MEMS器件，构造MEMS传感器是为了感知某些物理、化学或生物量的存在和强度，例如温度、压力、力、声、光、核辐射、磁通量，以及化学成分等。

2、 MEMS 技术的特点
MEMS 技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等，与传统机械系统相比具备许多优势，如图 3 所示。

用 MEMS 工艺制造传感器、执行器或者微结构，具有微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、可大批量生产等特点，产能高，良品率高，MEMS 技术的出现极大地满足了市场对传感器小体积、高性能的要求，正在逐渐取代传统机械传感器。
3、 MEMS 传感器的分类
MEMS 传感器的门类品种繁多，分类方法也很多。按其工作原理，可分为物理型、化学型和生物型三类。按照被测的量又可分为加速度、角速度、压力、位移、流量、电量、磁场、红外、温度、气体成分、湿度、pH 值、离子浓度、生物浓度、触觉等类型的传感器。综合两种分类方法的分类体系如图 4 所示。

其中每种 MEMS 传感器又有多种细分方法。如微加速度计, 按检测质量的运动方式划分, 有角振动式和线振动式加速度计; 按检测质量支承方式划分, 有扭摆式、悬臂梁式和弹簧支承方式; 按信号检测方式划分, 有电容式、电阻式和隧道电流式; 按控制方式划分, 有开环和闭环式。
（二）产业演进
1、 MEMS 技术发展历程
MEMS 技术被誉为 21 世纪具有革命性的高新技术，它的诞生和发展是“需求牵引”和“技术推动”的综合结果，是微电子和微机械的巧妙结合。MEMS的发展速度、类型分布均与市场的需求有着紧密的联系。MEMS 技术是随着集成威廉希尔官方网站，尤其是超大规模集成威廉希尔官方网站发展起来的一门新技术，它起源于 1947 年美国贝尔实验室晶体管的发明，直到 1987 年美国伯克利加州大学发明了微马达，引起国际学术界的轰动，人们看到了威廉希尔官方网站与执行部件集成制作的可能性，这是MEMS 技术的开端。1988 年美国的一批著名科学家提出“小机器、大机遇”，并呼吁美国重视这一重大领域的开发。1993 年美国 ADI 公司采用 MEMS 技术成功实现微型加速度计的商品化，大批量应用于汽车防撞气囊，标志着 MEMS 技术产业化的开端。20 世纪 90 年代，发达国家先后投巨资并设立国家重大项目促进其发展。此后，MEMS 技术发展迅速，特别是围绕深槽刻蚀技术发展出多种新型加工工艺。