MEMS传感器市场态势分析.docx

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MEMS传感器市场态势分析

MEMS传感器市场态势分析

MEMS的功能和价值

MEMS传感器已经被广泛地集成到汽车电子、智能家居、智能电网等物联网应用领域。

MEMS和传感器的爆发为智能物联网铺平了道路。

智能制造、智能电网、智能城市、智能生活……无一不需MEMS传感器。

MEMS传感器是促进真实世界与智能物联世界联结的关键。

在智能手机上，MEMS传感器可以提供声音性能，场景切换，手势识别，方向定位，以及温度，压力、湿度指示等；在汽车上，借助MEMS气囊碰撞传感器、胎压监测系统（TPMS）传感器，可以增强车辆的稳定性和控制性能；医疗领域，通过MEMS传感器可以成功使用微型胰岛素注射泵，并使心脏搭桥移植和人工细胞组织实际使用成为现实；在可穿戴应用中，MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。

在城市建设领域，MEMS传感器可以协助监测基础设施建设的稳定性，营造充满活力的反馈系统……

MEMS传感器市场需求

作为智能感知时代的重要硬件基础，MEMS传感器产品需求近年增势迅猛，消费类应用成为MEMS传感器市场的主要推动力。

2014年MEMS传感器市场规模达到130亿美元，最大的消费类应用规模达到59亿美元，到2019年预计将超过100亿美元，年复合增长率约11.2%。

而成长最快的是医疗市场，将从2015年的24.5亿美元增长至2019年的72亿美元左右，年复合增长率近30%!

图1

图2

MEMS传感器应用领域与市场前景

在今后5到10年内，智能手机以及平板电脑仍然是MEMS主要应用领域。

今后MEMS的应用领域将逐渐扩大，包括正在兴起的可穿戴设备、可拥有百余个MEMS传感器的汽车电子，和人们生活息息相关的智能家居和智能城市都是需要大力挖掘的市场。

可穿戴设备会大量应用传感器，但是它的比例还比较小，目前还不到10%，短时间内不会超过智能手机应用。

汽车类MEMS也存在比较大的潜力，高端的汽车差不多拥有一百多个MEMS传感器，所以汽车MEMS是今后应用的重要领域。

5到10年以后，如果智能家居、智能城市有了很好的发展，物联网在MEMS传感器应用方面会有很好的发展，但是在这之前不会看到在物联网方面MEMS传感器的发展。

除了传统的领域之外，传感器还会出现在一些新兴的应用领域。

在手持终端应用领域，将会出现一些新兴传感器，包括指纹传感器，环境（湿度、气体、紫外线）传感器，健康（脉搏、血氧）传感器，热成像传感器等。

此外MEMS麦克风、运动传感器包括加速计、磁力计、陀螺仪、压力传感器以及不同类别的运动传感器组合等市场均有较好的成长表现。

图3

可穿戴设备目前还在它的婴儿阶段。

一位市场资深人士表示：

“我们看到的现阶段的可穿戴设备主要表现为各种手镯或者是手表，谷歌眼镜等等，主要是娱乐型的，仍然停留在可穿戴设备的早期阶段。

我们认为必须要进到下一步，比如除了娱乐，能够检查生命体征、心跳、脉搏以及血压等功能。

”他强调，“尤其重要的是，你早晨起床去上班，其实你不需要有这样穿戴性设备给你日常生活带来的干扰，我们需要有更多透明，更加简洁方便的穿戴性设备，你不需要把它启动，或者和云联系在一起进行同步，晚上还要给它充电。

如果需要做那么多繁复的工作，我认为这样的穿戴性设备在今后是不会有市场的。

”他指出现在已经有了一些尝试，比如把它和衣服整合在一起，只要穿上这个衣服，穿戴性设备就在上面了，但目前成本还是比较高。

必须要把成本降低下来，否则今后是不会有广泛的应用。

野心勃勃的企业家们发现，物联网入市门槛比复杂的电子产品要低。

而微型装置大规模量产让终端产品的成本和尺寸更趋于合理。

于是可穿戴设备会作为物联网的第一波浪潮开始向我们涌来。

投入规模增加加速产品价格的下降

看到传感器行业的迅速发展，国内外各大MEMS企业都扩大了对MEMS传感器研发的投入。

Honeywell的两条MEMS生产线正火热运行中；中芯国际正逐渐成为MEMS传感器领域的制造厂商，把业务从CMOS扩展到MEMS。

Honeywell电子传感业务总监MichaelYoung说：

Honeywell目前关注的四个主要领域：

一，随着人口老龄化会有更多医疗方面的应用;二，随着劳动力成本不断上升我们会关注自动化方面的应用，包括和OEM方面的一些合作;三，环境监控监测，水的质量，空气质量的一些监控;四，随着城市化进程不断加深，很多城市居民小区需要对电进行监控，能源管理，还有安全方面我们也会关注。

各大厂商的投入，加速了芯片成本的下降。

中芯国际技术研究发展资深总监黄河指出，技术的发展持续推动着MEMS传感器成本下降——这已经是不可逆的趋势。

MEMS芯片的成本降低速度远远超过了CMOS芯片，而竞争进一步加强了对更紧凑的系统封装的需求。

由于MEMS工艺的复杂度远超过CMOS工艺，需要在现有CMOS晶圆厂的特定产线上预先引入特别的MEMS器件工艺，黄河认为这一途径具有巨大的潜力，而中芯国际也正在通过此方法将代工业务从CMOS扩展到MEMS领域。

例如中芯与SiliconLabs合作开发的CMEMS技术，把MEMS架构直接构建于标准CMOS晶圆上，从而获完全集成的高可靠“CMOS+MEMS”单晶片解决方案，以此工艺打造的Si50x系列振荡器，“这是业界首个0.13微米单片集成的CMOS-MEMS量产工艺。

”黄河强调。

此后中芯又将TSV技术引入到CMOS后端制程，发布了另一项业界首个基于0.18微米e-TSV平台的3DMEMSSiP商用工艺。

“我们应该用全新的视角，以系统的方法来设计、制造、组装和测试MEMS芯片。

技术进步和改进在加速，我们将同时面临前所未有的挑战和与机遇。

”

近几年MEMS市场发展迅猛，也逐渐出现了多元化发展的局面。

例如单位出货量增长，但平均售价也迅速下跌;传统制造厂商与新兴无晶圆MEMS厂商的竞争;新兴MEMS制造工艺和技术;多起行业并购等等。

对此意法半导体也提出了“3+1”的多元化策略即多元化的产品、客户、应用以及市场。

“通过不断的技术创新以及多元化发展，辅以稳健可靠的批量生产供应链和强大的合作关系，MEMS器件及传感器厂商将推动物联网市场的增长。

在亚太等地区市场上，地区经济特点必须加以考虑，这样才能研发适合的产品，提供适合的支持模式。

”BenedettoVigna指出，“意法半导体将继续引领MEMS工业发展，因为我们拥有先进的技术产品组合，覆盖物联网应用所需的全部关键要素，例如MEMS传感器和执行器，以及嵌入式处理器、电源器件和接口芯片等等。

”

全球厂商云集中国MEMS市场

中国作为全球最大的电子产品生产基地，消耗了全球四分之一的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正逐渐完善，目前正在快速的发展壮大中。

中国的手机产能世界第一，同时也是物联网的明确领导者，中国的能手机、汽车电子、汽车传感器和物联网的应用正在广泛的普及中。

中科院上海微系统所所长王曦院士提到，当创新型企业不断涌现，MEMS传感器研发领域的生态系统日益完善，主要的MEMS产业研发中心集中在上海和江苏，全国的MEMS企业众多，积极的竞争愈发火热。

今后MEMS将在消费电子、汽车工业、工业控制乃至生物医学、航空航天等领域扮演越来越重要的角色。

图4

“苹果和三星在智能手机中的创新应用，引领了MEMS技术的潮流。

现在中国本土的手机OEM厂商如小米、华为、OPPO、VIVO、魅族等等，也越来越多地采用更多的MEMS传感器芯片。

”王曦表示，“中国的MEMS产业生态系统也正逐步完善，从研发、开发、设计、代工、封测到应用，产业链已基本形成，上海、苏州、无锡都形成了研发中心。

”

中国作为MEMS的新战场，已经在智能手机和平板电脑两个MEMS的主要应用领域有很强的市场能力。

从需求侧，中国手机OEM的激增极大地刺激了MEMS传感器市场。

以下几个图表清楚地表现出这一市场的火爆。

图5

图6

另外，随着新兴国家市场也逐渐转向品牌产品，中国的白牌（山寨）手机市场不断下滑，顶级OEM厂商如华为、联想、酷派等以及大多数地方小品牌将他们的低端智能手机外包给华勤、闻泰、龙旗等IDH方案商。

这部分手机市场也占了一定的份额并呈增长趋势。

“在大部分低端手机市场，如压力计、陀螺仪等中高端功能渗透率较低。

而一些‘必备’的传感器如分立加速度计，以及便宜又易于设计诸如‘ALS+Prox+IRemitter’的组合传感器具有较大市场需求。

”值得一提的是，他指出中国的所有智能手机OEM都在等待能够检测PM10,PM2.5的颗粒物传感器，然而目前还没有能够适合集成在手机中的可行的技术。

图7

从供应侧看。

中国智能手机OEM整体迅速脱颖而出，成为第三大MEMS采购力，仅次于苹果和三星。

“因此那些不重视中国市场的传感器供应商将会遇到麻烦。

例如光传感器供应商Capella。

”一专家指出，“该公司将其资源全部集中在传统客户三星和HTC，错过了中国OEM爆发的时机，在2010-2012年以50%~100%速度高速成长期过后，2013年就下跌20%。

”

因此总结来看，中国已经成为MEMS的新战场，各老牌MEMS及传感器供应商包括光传感器、运动传感器等供应商均已转战该市场，而新玩家、新技术包括MEMS自动对焦、投影触控显示的微型投影仪、手机用气体传感器等也将可借此作为踏脚石进入MEMS市场。

与此同时不利的因素包括，中国市场加速了产品价格的下跌、谣言散播等不正当的竞争。

未来中国MEMS及传感器需求可能实现自给自足吗?

就目前来看，中国大部分MEMS及传感器仍依赖进口，在2013年全球top50MEMS供应商中中国厂商仅有三家，AAC、Goertek和美新，而中国市场也不是这些中国顶级MEMS供应商的主要市场。

“目前中国本土兴起了许多芯片设计初创企业，但是出货量仍然很低，例如Senodia,QST,Miramems（动作传感器）,Memsensing（麦克风.）,Goodix（指纹识别）等。

代工业也正在兴起，比如中芯国际和华虹宏力，在2013年中国MEMS纯代工业务市场份额仅为2%。

然而如果从封装开始做起则较容易取得成功，例如MEMS麦克风供应商AAC,Goertek,Gettop等通过收购英飞凌的MEMS和ASIC芯片然后自己封装。

第二阶段则是开发自己的MEMS芯片，例如AAC正在与Memstech进行MEMS技术的开发，Goertek也已经有自己的MEMS芯片技术。

接下来他们就可以将这些麦克风领域的经验扩展到其他MEMS及传感器领域，并拓展国内市场。

（石家庄倍速智能技术公司编辑）