中国MEMS传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业.pdf

物联网产业研究中心 赵振越 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 2019 年 5 月 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 3 刊首语 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。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 1 目 录 一、MEMS 产业概念界定及发展演进.1（一）（一）产业概述产业概述.1 1、1、MEMS 及 MEMS 传感器的定义MEMS 及 MEMS 传感器的定义.1 2、2、MEMS 技术的特点MEMS 技术的特点.2 3、3、MEMS 传感器的分类MEMS 传感器的分类.2（二）（二）产业演进产业演进.3 1、1、MEMS 技术发展历程MEMS 技术发展历程.3 2、2、MEMS 产业发展历程MEMS 产业发展历程.4 二、MEMS 产业链分析.6（一）（一）产业链全景图产业链全景图.6（二）（二）产业链各环节分析产业链各环节分析.7 1、1、研发设计研发设计.7 2、2、生产制造生产制造.8 3、3、封装测试封装测试.9 4、4、系统集成系统集成.10（三）（三）产业特征产业特征.10 1、1、基础依附、应用依附基础依附、应用依附.10 2、2、技术面广，需技术工匠技术面广，需技术工匠.10 3、3、一种产品，一种工艺一种产品，一种工艺.11 4、4、投资强度高，商业化周期长投资强度高，商业化周期长.11 5、5、产品繁多，应用分散产品繁多，应用分散.13 三、全球和中国 MEMS 产业现状和特点.14 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 2 （一）（一）全球 MEMS 产业现状和特点全球 MEMS 产业现状和特点.14 1、1、全球市场规模全球市场规模.14 2、2、应用结构应用结构.14 3、3、产品结构产品结构.15 4、4、产业布局产业布局.16（二）（二）中国 MEMS 产业现状和特点中国 MEMS 产业现状和特点.16 1、1、中国市场规模中国市场规模.16 2、2、应用结构应用结构.17 3、3、产品结构产品结构.18 4、4、产业布局产业布局.18 四、国内 MEMS 传感器潜力市场及优秀企业.20（一）（一）国内 MEMS 传感器潜力市场国内 MEMS 传感器潜力市场.20 1、1、智慧城市智慧城市.20 2、2、工业互联网工业互联网.21 3、3、智慧家庭智慧家庭.22 4、4、车联网车联网.23 5、5、智慧农业智慧农业.24 6、6、智慧医疗智慧医疗.25（二）（二）MEMS 传感器潜力产品MEMS 传感器潜力产品.26 1、1、压力传感器压力传感器.26 2、2、惯性（组合）传感器惯性（组合）传感器.27 3、3、射频（RF）MEMS 器件射频（RF）MEMS 器件.28 4、4、MEMS 麦克风MEMS 麦克风.29 5、5、非制冷红外热成像和探测器非制冷红外热成像和探测器.30 6、6、气体传感器气体传感器.31（三）（三）MEMS 领域国内外对比MEMS 领域国内外对比.31 1、1、国外企业巨头林立、国内企业规模较小国外企业巨头林立、国内企业规模较小.32 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 3 2、2、国外积极推出新品、国内新品进展相对缓慢国外积极推出新品、国内新品进展相对缓慢.32 3、3、制造代工环节国外技术成熟、国内经验相对不足制造代工环节国外技术成熟、国内经验相对不足.32 4、4、国外产品功能强大且智能、国内产品功能待提升国外产品功能强大且智能、国内产品功能待提升.33（四）（四）国内 MEMS 细分领域优秀企业国内 MEMS 细分领域优秀企业.33 1、1、压力传感器十大企业（排名不分先后）压力传感器十大企业（排名不分先后）.33 2、2、惯性（组合）传感器十大企业（排名不分先后）惯性（组合）传感器十大企业（排名不分先后）.34 3、3、射频（RF）MEMS 器件十大企业（排名不分先后）射频（RF）MEMS 器件十大企业（排名不分先后）.34 4、4、MEMS 麦克风十大企业（排名不分先后）MEMS 麦克风十大企业（排名不分先后）.34 5、5、非制冷红外热成像和探测器十大企业（排名不分先后）非制冷红外热成像和探测器十大企业（排名不分先后）.35 6、6、气体传感器十大企业（排名不分先后）气体传感器十大企业（排名不分先后）.35 五、中国 MEMS 产业发展的机遇与挑战.36（一）（一）面临机遇面临机遇.36 1、1、物联网市场对 MEMS 产品需求巨大物联网市场对 MEMS 产品需求巨大.36 2、2、消费电子更新加快推动 MEMS 行业发展消费电子更新加快推动 MEMS 行业发展.36 3、3、政策环境持续优化，推动传感器市场加速发展政策环境持续优化，推动传感器市场加速发展.36 4、4、计算机视觉、传感器融合等新技术，为 MEMS 市场注入新活力计算机视觉、传感器融合等新技术，为 MEMS 市场注入新活力 36（二）（二）存在不足存在不足.37 1、1、产业尚十分弱小，骨干企业缺失问题突出产业尚十分弱小，骨干企业缺失问题突出.37 2、2、技术水平较低，代工环节工艺严重制约产业发展技术水平较低，代工环节工艺严重制约产业发展.37 3、3、产业对外依存度极高，高端产品和部件几乎全部依赖进口产业对外依存度极高，高端产品和部件几乎全部依赖进口.37 4、4、人才严重短缺，高端人才与领军人才缺失问题尤为突出人才严重短缺，高端人才与领军人才缺失问题尤为突出.37（三）（三）发展趋势发展趋势.38 1、1、国内 MEMS 传感器的产业并购将持续升温国内 MEMS 传感器的产业并购将持续升温.38 2、2、纯 MEMS 代工厂与 MEMS 设计公司合作开发将成为主流纯 MEMS 代工厂与 MEMS 设计公司合作开发将成为主流.38 3、3、新兴 MEMS 产品将成为资本关注的焦点新兴 MEMS 产品将成为资本关注的焦点.38 4、4、MEMS 产品将向着微型化、集成化、智能化的方向发展MEMS 产品将向着微型化、集成化、智能化的方向发展.38 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 4 六、产业发展建议.39（一）（一）对政府建议对政府建议.39 1、1、借鉴集成电路经验，强化政府基金支持借鉴集成电路经验，强化政府基金支持.39 2、2、打造产学研用服务平台，助力产业创新发展打造产学研用服务平台，助力产业创新发展.39 3、3、完善并优化产业生态，积极推动产业链协同升级完善并优化产业生态，积极推动产业链协同升级.39 4、4、加强高校人才培养建设，鼓励企业与高校合作培养加强高校人才培养建设，鼓励企业与高校合作培养.39（二）（二）对企业建议对企业建议.39 1、1、加强技术合作，攻克关键核心技术加强技术合作，攻克关键核心技术.40 2、2、面向智慧产业，提升应用规模与水平面向智慧产业，提升应用规模与水平.40 3、3、推进产业合作，提升定制化水平推进产业合作，提升定制化水平.40 4、4、注重人才引进，营造良好的人才环境注重人才引进，营造良好的人才环境.40 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 1 一、MEMS 产业概念界定及发展演进（一）产业概述（一）产业概述 1、1、MEMS 及 MEMS 传感器的定义 MEMS 及 MEMS 传感器的定义 MEMS 即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems），可利用集成电路（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。图 1 MEMS 工作原理图 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。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 2 图 2 MEMS 传感器工作原理图 2、2、MEMS 技术的特点 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。图 3 MEMS 的优势和特点 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、3、MEMS 传感器的分类 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。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 3 图 4 MEMS 传感器按照工作原理的分类 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（二）产业演进 1、1、MEMS 技术发展历程 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 技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路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，人们看到了电路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。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 4 图 5 19-20 世纪 MEMS 技术发展的主要大事记 2、2、MEMS 产业发展历程 MEMS 产业发展历程 MEMS 传感器经历了三次发展浪潮，汽车电子、消费电子和物联网分别为主要的推动力量，如图 6 所示。第一次发展浪潮发生在 20 世纪 80 年代末至 90年代，汽车电子应用如安全气囊、制动压力、轮胎压力监测系统等需求增长，巨大利润空间驱动欧洲、日本和美国的企业大量研发生产 MEMS 传感器产品。第二次发展浪潮发生在 2007 年以后，消费电子产品如手机、移动互联网设备等要求体积更小且功耗更低的 MEMS 传感器产品。第三次发展浪潮是物联网的出现，受益于物联网产业的快速发展，MEMS行业带来巨大的发展红利。除了智能手机，MEMS 传感器将会在 AR/VR、可穿戴等消费电子，智能驾驶、智能工厂、智慧物流、智能家居、环境监测、智慧医疗等物联网领域广泛应用。MEMS 是当前移动终端创新的方向，通过对 MEMS传感器产品持续改进，最终满足更小、更低能耗、更高性能的需求，才能更加的适用于各种物联网场合。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 5 图 6 MEMS 产业发展的三次浪潮 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 6 二、MEMS 产业链分析（一）产业链全景图（一）产业链全景图 MEMS 产业链主要涉及设计研发、生产制造、封装测试、系统应用四大环节，如图 7 所示。MEMS 产业链的上游包括 MEMS 器件设计、材料和生产设备的研发和供应，中游包括 MEMS 器件的制造加工和封装测试、下游使用 MEMS产品集成终端电子产品。MEMS 传感器生产主要有 Fabless 和 IDM 两种模式。Fabless 模式是主流，是以设计为主的垂直分工（Fabless）模式，企业主要负责 MEMS 产品的设计与销售，将生产、测试、封装等环节外包，典型的企业有楼氏、HP、佳能等；IDM 模式是集成器件制造（Integrated Device Manufacture 简称 IDM）模式，也是目前国际大厂主要的商业模式，典型的 IDM 厂商有 Bosch（博世）、三星、TI（德州仪器）、东芝、ST（意法半导体）等，IDM厂商的经营范围涵盖了设计、制造、封装测试等各环节，甚至延伸至下游电子终端。国内 MEMS 产业经过政府和企业的共同努力，已经形成从设计研发（中试）、生产制造、封装测试到系统集成的完整 MEMS 产业链条，包含如苏州纳米科技发展有限公司、上海微技术工业研究院、中国科学院电子所等科研院所；歌尔股份、瑞声科技、敏芯微电子、格科微电子、矽睿科技、深迪半导体等设计企业；中芯国际、上海先进、华润上华、罕王微电子等专业 MEMS 代工企业；华天科技、长电科技、晶方科技等传统半导体封装测试企业；华为、中兴、联想、比亚迪、海康威视等系统集成应用商。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 7 图 7 MEMS 产业链全景图 （二）产业链各环节分析（二）产业链各环节分析 1、1、研发设计 研发设计 MEMS 的研究，不仅涉及基础理论、制备工艺、应用技术，还涉及到 MEMS技术与其他如通讯技术、计算机技术的结合题目，更涉及到一些新兴学科和一些前沿技术的综合分析与应用。MEMS 产品设计中有三个主要任务是互相交联在一起的：工艺流程设计、机电和结构设计、包括封装和测试在内的设计验证。MEMS设计中材料的选择也比常规产品的材料选择复杂的多。目前典型的MEMS2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 8 产品开发流程如图 8 所示，代表了一个产品、一种工艺、一种封装、一种专用集成电路芯片（ASIC）、一种测试系统的范例。在产品进入生产阶段之前，需要完成多个闭环（红色）。材料数据库经常需要根据具体应用的实验结果进行更新。这个开发流程通常是不可预测的，而且往往需要数年时间才能量产。图 8 典型的 MEMS 产品设计流程 2、2、生产制造 生产制造 MEMS 与 IC 工艺虽然存在这一定的相似度，但本质上存在明显差异，MEMS的基础材料属性是决定产品性能的根本因素。通常 IC 制造的目的是在一个硅片上尽可能多集成 CMOS，但传感器芯体中通常只封装很少的电器元件，如 IC 一个硅片上动辄以亿计 CMOS，一个力敏传感器芯体只有 4 个电阻元件，故 MEMS制造对半导体加工技术的先进与否并不敏感。同时与传统传感器相似，MEMS 传感器性能主要取决于材料属性，如结构机械特性、材质化学特性等方面，同时生产工艺对产品的精度、良率等方面均会产生影响，如刻蚀深度、精度，制造过程中的材料应力控制等方面。从 MEMS 制造环节看，主要分为三类：纯 MEMS 代工、IDM 企业代工和传统集成电路 MEMS 代工。MEMS 器件依赖各种工艺和许多变量，所以一种 MEMS产品对应一种工艺。只有经过多年的工艺改进及测试，MEMS 器件才能真正被商品化。研发团队一般需要大量时间来搜索有关工艺及材料物理特性方面的资料。利用单独一种材料（如多晶硅）制得的器件可能需要根据多晶硅的来源及沉积方2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 9 法来标记工艺中的变化。因此每一种工艺都需要长期、大量的数据来稳定一个工艺。目前全球 MEMS 加工工艺主要的技术途径有三种，一是以美国为代表的以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术；二是以德国为代表发展起来的利用X 射线深度光刻、微电铸、微铸塑的 LIGA 技术；三是以日本为代表发展的精密加工技术，如微细电火花 EDM、超声波加工。3、3、封装测试 封装测试 MEMS 封装则通常分为芯片级封装、器件级封装和系统级封装这样三个层次。“芯片级”含义更加广泛，不但涵盖包括控制器在内的集成电路封装中的各种芯片，还包括感测的各种力、光、磁、声、温度、化学、生物等传感器元器件和执行运动、能量、信息等控制量的各种部件。目前的 MEMS 封装技术大多来自集成电路封装技术，但 MEMS 产品应用领域多样，且应用场景复杂，所以MEMS 封装比集成电路封装更庞大、更复杂、更困难。在 MEMS 产品量产化过程中，封装的成本比重已经越来越大，通常超过四成，再结合测试部分的成本，一般来说，后端的成本往往占据产品成本的大半，有的甚至超过七成，甚至八成。因此，为了尽量适应各个领域的应用，以便尽可能形成大规模的批量生产，降低研发到市场的导入成本，整合 MEMS 产品的封装形式已经成为各大 OSAT 封装厂商（外包半导体封装测试厂）热衷于思考和探索的课题。MEMS 与 IC 不同，测试时需要外加不同的激励来测试不同的 MEMS 产品，非标准化特性明显，如在加速度计、陀螺仪等产品时，需要多轴转台、振动台、冲击台等设备来外加转动、震动激励；在测试硅麦克风时，需要通过消声腔、标准声源等外部设备来施加声源激励。此外，即使同类型传感器的测试方法也不一定相同，如普通加速度计内有活动部件，而基于热对流原理的加速度计内无活动部件，二者的测试流程和设备并非完全相同；电容式 MEMS 麦克风的腔体是封闭的，而压电式 MEMS 麦克风的腔体是开放的，二者的测试设备、流程也不尽相同。因此，多数 MEMS 厂商均针对自研产品的相关属性原理设计个性化测试装备、搭建个性化测试环境，在一定程度上拉高了产品成本。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 10 4 4、系统集成 系统集成 MEMS 传感器产业链中的应用集成环节主要存在三大类，一是由 MEMS 传感器生产厂商提供，此类 MEMS 传感器厂商也可称为解决方案提供商，其解决方案特点是通用性强，且能够更有效发挥产品性能，兼具灵活与轻度定制化特点，如应美盛 Firefly 移动解决方案，终端厂商采用后只需简单调整内部软件即可应用在整机产品上，基本做到即插即用；二是由应用厂商进行集成，该类解决方案特点是专注于特定领域、研发成本较高、产品研发周期较长，如康明斯对外采购压力、流量等传感器，生产汽车发动机、涡轮增压器等；三是垂直整合厂商集成，该类应用集成的特点是专用强，高度适配自家应用，且通常属高精尖领域，如GE 为旗下航空、发电、运输、等业务自行生产专用传感器。总体来看，由 MEMS传感器厂商提供的高通用性、高效能、灵活的解决方案更符合大众消费市场发展要求，而后两类集成方案更加适合专用领域。（三）产业特征（三）产业特征 1、1、基础依附、应用依附 基础依附、应用依附 基础依附，是指 MEMS 技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备等。MEMS 没有一个固定成型的标准化的生产工艺流程，每一种 MEMS 产品都有独特的设计和对应的封装形式，所采用的材料、工艺技术和设备差异很大。应用依附是指 MEMS 传感技术基本上属于应用技术，每一种 MEMS 产品都需要针对下游特定的应用场合。2、2、技术面广，需技术工匠 技术面广，需技术工匠 MEMS 是多学科、多技术的综合，除涉及传感技术外，还涉及 IC 技术、计算机技术、无线通信技术等，其产品开发过程中对于相互影响的因素的充分理解很重要，成功的 MEMS 项目依赖于丰富的产品经验。因此，MEMS 项目通常需要受过高等教育的工程师并拥有至少 10 年工作经验，因此被称为 MEMS 市场成长中的“博士级别问题（PhD Level Problem）”。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 11 3 3、一种产品，一种工艺 一种产品，一种工艺 MEMS 的发展空间不同于 IC，它的平台开发时间超过 5 年，但是却能够满足数百种产品的需求。MEMS 所面临的挑战是有效率地为每一位客户每一个产品开发对应的 MEMS 工艺，并能够市场产品量产。从表面上看，针对单个产品进行的 MEMS 工艺开发时间和成本非常巨大，而 MEMS 晶圆代工产业的重点就是尽可能减轻这种负担。4、4、投资强度高，商业化周期长 投资强度高，商业化周期长 MEMS 除在产品研发过程中需资金投入外，在工艺装备、封装、测试设备等方面的投资也很高，尤其是在工程化研究以及实现规模化生产时，要求的投资强度更高。与其他产业相比，MEMS 资金需求强度更大，如表 1 所示，其研发及商业化应用周期很长。表 1 MEMS 典型产品商业化周期时间表（单位：年）传感器类型传感器类型 研发设计研发设计 产品改进产品改进 成本降低成本降低 全面商业化全面商业化 历经年数历经年数 压力传感器 1954-1960 1960-1975 1975-1990 1990 36 加速度计 1974-1985 1985-1990 1990-1998 1998 24 气体传感器 1986-1994 1994-1998 1998-2005 2005 29 阀门 1980-1988 1988-1996 1996-2002 2002 22 喷嘴 1972-1984 1984-1990 1990-2002 2002 24 光学/显示 1980-1986 1986-1998 1998-2005 2005 25 生物/化学传感器 1980-1994 1994-2000 2000-2012 2012 30 射频器件 1994-1998 1998-2001 2001-2008 2008 13 速率传感器 1982-1990 1990-1996 1996-2006 2006 22 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 12 微继电器 1977-1993 1993-1998 1998-2012 2012 32 振荡器 1965-1980 1980-1995 1995-2011 2011 46 平均年数 28 数据来源：J.Bryzek:Roadmap to a$Trillion MEMS Market 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 13 5 5、产品繁多，应用分散 产品繁多，应用分散 MEMS 种类繁多，品种多到以万为单位，且不同 MEMS 之间参量较多。作为获取信息的关键器件，MEMS 传感器对各种传感装备的微型化发展起着巨大 的推动作用，已在太空卫星、火箭、航空航天设备、汽车、生物医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。图 9 MEMS 传感器的应用领域 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 14 三、全球和中国 MEMS 产业现状和特点（一）全球 MEMS 产业现状和特点（一）全球 MEMS 产业现状和特点 1、1、全球市场规模 全球市场规模 近年来，受益于汽车电子、消费电子、医疗电子、光通信、工业控制、仪表仪器等市场的高速成长，MEMS 行业发展势头迅猛。2018 年，全球 MEMS 市场规模约为 152 亿美元，预计到 2021 年全球 MEMS 市场规模将超过 220 亿美元，2016-2021 年年均复合增长率在 9.6%。就 MEMS 的出货量而言，预计到2023 年全球 MEMS 的年均复合增长率在 20%以上，增速超过半导体市场。未来，助推全球 MEMS 持续增长的动力主要因素有三点：一是全球主要市场对于汽车安全及智能化的需求逐年增加，推动 MEMS 市场的持续增长；二是受工业 4.0 和智慧家庭的影响，工业和家居类的自动化产品对于 MEMS 的需求巨大；三是可穿戴设备、无人机/机器人的日益普及和在各领域的渗透率进一步提高。图 10 2016-2021 年全球 MEMS 市场规模（单位：亿美元）数据来源：赛迪顾问 2019，05 2、2、应用结构 应用结构 从全球应用领域来看，消费电子仍是 MEMS 的第一大市场，占比 41.8%，这主要得益于在智能家居、智能手机和可穿戴设备等领域的机会日益增多。医疗电子位居第二，占比 28.1%，归功于 MEMS 在临床监测中的广泛应用，如心电图患者监测和脑电图测量；以及成像应用，如 CT 成像和数字 X 射线。此外，128.7 138.3 152.1 169.6 192.3 223.0 Y2016Y2017Y2018Y2019EY2020EY2021E单位（亿美元）CAGR9.6%2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 15 MEMS 还被用于诊断和治疗设备的定位应用，包括外科手术台等设备的高精度定位，以及假肢和患者监测应用，如运动和位置监测；此外，医疗电子上的 MEMS器件附加值很高，平均售价远高于其它 MEMS 领域。图 11 2018 年全球各应用领域市场占比 数据来源：赛迪顾问、Yole 2019，05 3、3、产品结构 产品结构 从全球产品结构来看，份额最大的是压力传感器，主要得益于在工业和消费品等领域的广泛应用，市场占比达到 21%；其次是射频传感器、加速度传感器、MEMS 麦克风，受益于 5G 手机、智能音箱、可穿戴设备等消费类电子产品的带动，市场占比均超过 10%；然后惯性传感器（如加速度计、陀螺仪、磁力计和惯性组合传感器），市场占比 9%，其在汽车电子当中的应用（如电子稳定控制（ESC）、牵引控制系统（TCS）和防抱死制动系统（ABS）不断增加。图 12 2018 年全球各产品市场占比 数据来源：赛迪顾问、Yole 2019，05 2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 16 4 4、产业布局 产业布局 从全球产业布局来看，美国、日本等少数经济发达国家占据了主要份额，发展中国家所占份额相对较少。如图 13 所示，2017 年，全球排名前 30 位的 MEMS厂商创造了 92.4 亿美元营收，占全球的 70%以上，而这 30 家公司多半来自日本和美国，分别占据了 44%和 33%。图 13 2017 年全球排名前 30 家 MEMS 企业数量区域分布 数据来源：赛迪顾问、Yole 2019，05 未来，随着全球电子制造产业链加速向亚太地区转移，凭借成本等优势，MEMS 产业重心也将不断东迁，亚太地区的 MEMS 产业规模也将持续增长。此外，亚太地区也是消费电子、汽车和工业领域的主要市场，亚太地区已成为大型投资和业务扩张机会的全球焦点。而中国是亚太地区 MEMS 发展潜力最大、增速最快的市场，特别是移动互联网和物联网的快速发展，将对 MEMS 产业产生深远的影响，催生出大量新的产品、新的应用，带动 MEMS 产品在日常生活及工业生产中的普及化。（二）中国 MEMS 产业现状和特点（二）中国 MEMS 产业现状和特点 1、1、中国市场规模 中国市场规模 中国作为全球最大的电子产品生产基地，消耗了全球近二分之一的 MEMS器件。近年来，中国 MEMS 消费电子类产品，如智能手机、平板电脑等产量保持稳定增长，带动加速传感器、陀螺仪、硅麦克风等 MEMS 行业需求的增长，中国已经成为全球 MEMS 市场发展最快的地区。预计 2016-2021 年中国的MEMS 市场年均复合增长率将超过 15%，远高于全球 9.6%的增速。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 17 图 14 2016-2021 年中国 MEMS 市场规模（单位：亿元）数据来源：赛迪顾问 2019，05 相比全球，中国 MEMS 产业尚处于起步阶段，旺盛的市场需求与相对薄弱的产业形成反差，具有一定知名度和出货量的本土 MEMS 企业仍然屈指可数，逐鹿中国市场的主要竞争者仍以跨国企业为主。未来随着物联网市场在国内的不断发展，智能化过程的不断加速，MEMS 传感器逐渐成为智能感知时代下最基础的硬件。2、2、应用结构 应用结构 2018 年在 5G 通信和物联网的带动下，MEMS 陀螺仪、MEMS 加速度等产品用量得到快速提高，因此网络与通信成为中国 MEMS 市场的最大应用领域，市场份额达到 31%。随着无人驾驶和新能源汽车的发展，汽车电子领域 MEMS快速增长，2018 年市场份额达到 29%，位居第二。因为平板电脑增长乏力，计算机领域市场略有下降。图 15 2018 年中国 MEMS 各应用领域市场占比 数据来源：赛迪顾问 2019，05 363.3 431.2 504.3 596.1 708.2 851.1 Y2016Y2017Y2018Y2019EY2020EY2021ECAGR15%2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 18 3 3、产品结构 产品结构 从中国产品结构来看，份额最大的是压力传感器，市场占比达到 23.3%，汽车工业、生物医学、工业控制、航空航天等多领域应用广泛；其次是加速度传感器占比 23.2%，在消费电子和汽车中的广泛应用也保持着稳步增长；MEMS 陀螺仪发展较快,在航空、航天、航海、汽车、生物医学和环境监控等领域得到了应用，占比达到 10%。图 16 2018 年中国 MEMS 各产品市场占比 数据来源：赛迪顾问 2019，05 4、4、产业布局 产业布局 在政策鼓励下，中国 MEMS 产业迅速向全国地区渗透，已在长三角和京津冀地区建立完整的产学研布局。从企业数量和分布来看，2018 年我国 MEMS 传感器制造企业大约有 200 家，大多属于初创类中小型企业，主要集中在长三角地区，并逐渐形成以北京、上海、深圳和西安等中心城市为主的区域空间布局。从产品使用领域结构来看，国内 MEMS 公司在营业规模、技术水平、产品结构、与国外有明显差距，60%至 70%的设计产品集中在加速度计、压力传感器等传统领域。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 19 图 17 中国 MEMS 企业分布情况 数据来源：赛迪顾问 2019，05 注：本地图所统计的地区数据不包括中国的香港、澳门和台湾地区数据 除以上重点区域外，泉州、郑州、武汉、重庆也都在进行产学研紧密结合的模式，在地方政府支持和企业的带动下，国内MEMS产业发展已经开始全面升温。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 20 四、国内 MEMS 传感器潜力市场及优秀企业（一）国内 MEMS 传感器潜力市场（一）国内 MEMS 传感器潜力市场 MEMS传感器作为获取信息的关键器件，对各种传感装置的微型化起着巨大的推动作用，由最早的工业、军用航空应用走向普通的民用和消费市场，已在太空卫星、运载火箭、航空航天设备、飞机、各种车辆、生特医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。未来随着MEMS传感器在自动驾驶、无人机/机器人、AR/VR、工业4.0、可穿戴设备、人工智能、5G等领域的不断发展，针对这 些应用场景，赛迪顾问从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，分别是智慧城市、工业互联网、智慧家庭、车联网、智慧农业、智慧医疗。1、1、智慧城市 智慧城市 关键词：建设体量巨大，市场空间广阔 中国智慧城市的发展是城镇化发展与新技术革命共同碰撞的结果。从长期来看，中国城市巨大的存量治理和精细化发展需求意味着智慧城市行业仍存在巨大潜力。智慧城市的基本要求是城市当中物物相连，每一个需要识别和管理的物体上，都需要安装与之对应的传感器。因此，传感器的升级换代成为智慧城市能否快速发展的关键。智慧城市将成为传感器行业的又一个千亿级市场，在智能电网、智能交通、智能安防等城市生活各个领域，相关智慧城市的实质性建设与试点规划工作已经在逐步展开。2014 年中国智慧城市市场规模仅为 0.76 万亿元，到了 2016 年市场规模突破1万亿元，截止到2018年中国智慧城市市场规模增长至7.9万亿元，预计2019年市场规模将达到 10.5 万亿元。2016-2021 年年均复合增长率约为 60%，预计2021 年市场规模将达到 18.7 万亿元。2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 21 图 18 2016-2021 年中国智慧城市市场规模（单位：万亿元）数据来源：赛迪顾问 2019，05 2、2、工业互联网 工业互联网 关键词：助力智能制造，赋能转型升级 工业物联网结合传感器、通信网络、大数据、云计算等技术手段，在各层次之间交互传递信息，赋能工业互联网发展，优化工业生产管理，提高工业生产效率，实现智能化生产。当前，新一轮科技变革和产业变革给中国制造业带来了巨大的发展机遇，随着政府持续的政策推动，信息化、智能化的工业发展趋势将会引导中国从制造大国向制造强国转变。在这个过程当中，工业互联网等基础设施将提供重要支撑作用，将大大促进中国制造业的整体生产效率，优化生产过程，扩大竞争优势。随着国家对产业升级、创新、经济新动能的进一步推动，工业互联网作为智能制造的基础平台，将会在整个制造业发展过程中起到越来越关键的作用。中国 2016 年市场规模为 4145.3 亿元，2018 年市场规模为 5358.9 亿元，2016-2021 年年复合增长率达到 14%，预计 2021 年市场将达到近 8000 亿元的规模。1.1 6 7.9 10.5 14.9 18.7 Y2016Y2017Y2018Y2019EY2020EY2021ECAGR=60%2019 年中国 MEMS 传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业 22 图 19 2016-2021 年中国工业互联网市场规模 数据来源：赛迪顾问 2019，05 3、3、智慧家庭 智慧家庭 关键词：助力智慧生活，市场增速最快 智慧家庭也称为智慧住宅，国外称之为“Smart Home”是以住宅为载体，在居住环境中安装智能家居系统并融合自动控制技术、计算机技术、物联网技术，通过综合布线、网络通信、安全防范、自动控制技和音视频等技术将家居生活有关的