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接上文，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器作為連接物理世界與數(shù)字世界的橋梁，正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。在此，道合順將深入探討#MEMS傳感器市場的現(xiàn)狀與未來趨勢#，從市場規(guī)模的增長、產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成到具體的應(yīng)用領(lǐng)域，全方位揭示這一領(lǐng)域的最新動態(tài)。

1、市場規(guī)模

傳感器產(chǎn)品在MEMS行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，在MEMS行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，傳感器類產(chǎn)品合計占比65.38%。受益于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等新興技術(shù)快速發(fā)展，MEMS應(yīng)用前景廣闊。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年全球MEMS行業(yè)市場規(guī)模為120.48億美元，2026年市場規(guī)模有望達(dá)到182.56億美元，CAGR可達(dá)7.17%；據(jù)中國信息通信研究院估計，2017-2022年汽車市場領(lǐng)域MEMS傳感器市場規(guī)模有望從22.82億美元增長至32億美元，CAGR可達(dá)7%。

2、產(chǎn)業(yè)鏈分析

MEMS的工作原理是將輸入的物理信號通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)信號處理后最終由執(zhí)行器與外界產(chǎn)生作用。MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分為設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造、封裝測試、系統(tǒng)應(yīng)用四個環(huán)節(jié)。

（1）上游

上游包括原材料，芯片設(shè)計等環(huán)節(jié)，其中MEMS傳感器材料分半導(dǎo)體材料，陶瓷材料，金屬材料和有機(jī)材料四大塊。

在設(shè)計研發(fā)方面，MEMS將產(chǎn)品的工藝流程、機(jī)電結(jié)構(gòu)、包括封裝和測試在內(nèi)的驗(yàn)證相互交聯(lián)在一起，往往需要數(shù)年時間完成多個設(shè)計閉環(huán)才能量產(chǎn)。

（2）中游

中游主要為MEMS傳感器的制造，一般由芯片設(shè)計企業(yè)完成設(shè)計后交由第三方晶圓廠制造，MEMS對半導(dǎo)體制程的先進(jìn)與否并不敏感，基礎(chǔ)材料的屬性是決定產(chǎn)品性能的根本因素，生產(chǎn)工藝會影響產(chǎn)品的精度及良率。此外MEMS行業(yè)還存在博世、意法半導(dǎo)體等大型IDM廠商。

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)。其技術(shù)先進(jìn)性除了體現(xiàn)在MEMS傳感器芯片的設(shè)計難度之外，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傳感器的領(lǐng)先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)計能力，也需要開發(fā)不同傳感器芯片的生產(chǎn)工藝。 

MEMS傳感器生產(chǎn)制造有IDM和Fabless兩種模式，國際大廠以IDM為主。

封裝方面，MEMS通常分為芯片級、器件級和系統(tǒng)級封裝三個層次，大多采用非標(biāo)準(zhǔn)工藝，由傳統(tǒng)IC封裝企業(yè)代工，封裝的成本能占到總成本的40%以上；測試方面，MEMS與集成電路相比要求更高、測試的復(fù)雜程度更大，測試方法因MEMS傳感器的種類而有差別，各廠商通常采用自研方法進(jìn)行測試，封測成本通常能占到總成本的一半以上。

（3）下游

MEMS傳感器下游廣泛應(yīng)用于汽車，通信，消費(fèi)電子，工業(yè)產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)。

汽車電子方面，傳感器需求日益提升，國產(chǎn)化需求迫切。據(jù)前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)汽車傳感器裝備數(shù)量至少90個；據(jù)四川省汽車產(chǎn)業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，目前平均每輛汽車裝配24個MEMS傳感器，高檔汽車中搭載約25-40，甚至上百個MEMS傳感器；其中應(yīng)用較多的是加速度、壓力傳感器及陀螺儀等傳感器。根據(jù)Wind數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)汽車行業(yè)中車用芯片自研率低于10%，90%以上的汽車芯片都必須依賴從國外進(jìn)口，汽車核心芯片國產(chǎn)化的需求較為迫切。

3、相關(guān)公司

4、競爭情況

國內(nèi)企業(yè)在設(shè)計、制造、測試設(shè)備等環(huán)節(jié)與海外企業(yè)相比仍有差距，核心競爭力有待提高。國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)形成從前端設(shè)計到后端封裝測試的完整鏈條，國內(nèi)各環(huán)節(jié)龍頭發(fā)展迅速，但在數(shù)量和規(guī)模上與海外依然存在差距。設(shè)計環(huán)節(jié)國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品線單一、規(guī)模偏小，多數(shù)企業(yè)年收入低于1億美元，商業(yè)化MEMS設(shè)計工具方面處于真空狀態(tài)；制造方面工藝水平差距明顯，僅能制備壓力傳感器等低端產(chǎn)品，尚未建立壓電材料等高端制造工藝線，出貨量有限；封裝環(huán)節(jié)國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上致力于三維封裝等第四代技術(shù)的研發(fā)；中國大陸全球市場份額可達(dá)20.7%，僅次于中國臺灣的42%，是全球第二大芯片封裝基地；測試環(huán)節(jié)國內(nèi)高質(zhì)量測試設(shè)備企業(yè)較少，高端設(shè)備仍被國外龍頭壟斷。整體看產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)與海外企業(yè)相比仍有差距，核心競爭力有待提高。

5、未來展望

未來MEMS傳感器或?qū)⑾蚋缶A尺寸、新敏感材料、納米加工技術(shù)方向演進(jìn)，呈現(xiàn)多項(xiàng)功能高度集成化和組合化的趨勢。目前業(yè)界普遍應(yīng)用6英寸、8英寸的晶圓制造工藝，更大尺寸的晶圓能夠有效降低成本、提高產(chǎn)量；薄膜型壓電材料具備工藝一致性、高可靠性、高良率、體積小的優(yōu)勢，可有效提高M(jìn)EMS傳感器的技術(shù)水平；傳感器向更小尺寸演進(jìn)的趨勢，有望推動微電子加工技術(shù)特別是納米加工技術(shù)的快速發(fā)展；在更小空間上的設(shè)計、降低成本、降低功耗的驅(qū)動下，MEMS傳感器或?qū)?shí)現(xiàn)在同一襯底上集成多種敏感元器件、制成能夠檢測多個參量的多功能組合，向多項(xiàng)功能高度集成化和組合化的趨勢發(fā)展。

MEMS慣性導(dǎo)航傳感器有望隨L2及以上車型采用高精度車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)逐步放量。MEMS慣性導(dǎo)航傳感器運(yùn)用加速度計、陀螺儀等MEMS傳感器的多軸慣性測量單元（IMU）測量加速度、角速度并計算運(yùn)載體的位置信息，可使汽車不依賴外部信息交互并進(jìn)行自主導(dǎo)航，為決策層提供連續(xù)的車輛位置和形態(tài)等信息。目前慣性導(dǎo)航在自動駕駛中的應(yīng)用主要是與高精度衛(wèi)星定位共同組成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度定位。據(jù)佐思數(shù)據(jù)庫，2021年中國L2級自動駕駛乘用車的銷售滲透率超過20%，部分L2級車型通過配置高精定位系統(tǒng)和高精地圖實(shí)現(xiàn)了高速領(lǐng)航自動駕駛，如小鵬P7，蔚來EC6、ES6、ES8，廣汽埃安V、埃安LX等車型可以選裝高精定位方案，一汽紅旗E-HS9、高合HiPhiX、2021款理想ONE等車型標(biāo)配高精定位方案。因此能夠認(rèn)為MEMS慣性傳感器有望隨L2及以上車型采用高精度車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)逐步放量。