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摘要： 　　我们先把MEMS传感器做一个简单的先容：　　MEMS的全称是微型电子机器体系(Micro-ElectroMechanicalSystem)，微机电体系是指可批量制作...

　　我们先把MEMS传感器做一个简单 的先容 ：

　　MEMS的全称是微型电子机器 体系 (Micro-ElectroMechanicalSystem)，微机电体系 是指可批量制作的，将微型机构、微型传感器、微型实行 器以及信号处理 惩罚 和控制电路、直至接口、通讯 和电源便是 一体的微型器件或体系 。你可以把它明白 为利用 传统的半导体工艺和质料 ，用微米技能 在芯片上制造微型机器 ，并将其与对应电路集成为一个团体 的技能 。以是 它是以半导体制造技能 为底子 发展起来的一种先辈 的制造技能 平台。

　　长处 ：相对于传统的机器 ，它们的尺寸更小，最大的不高出 一个厘米，乃至 仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。采取 以硅为主的质料 ，电气性能精良 ，硅质料 的强度、硬度和杨氏模量与铁相称 ，密度与铝雷同 ，热传导率靠近 钼和钨。采取 与集成电路(IC)雷同 的天生 技能 ，可大量利用 IC生产中的成熟技能 、工艺，举行 大批量、低本钱 生产，使性价比相对于传统“机器 ”制造技能 大幅度进步 。

　　传统的驻极体麦克风：

　　MEMS麦克风：

　　假如 前面的笔墨 明白 不了，从这上面这个传统麦克和MEMS麦克风的图片可以看出来了，之前的七八种机器 配件就全部集成在了一块很小的MEMS传感器芯片了了。以是 这个体积黑白 常小，重量也非常轻。由于是芯片制造，同等 性好、功耗低，更易于批量生产。但是对技能 的要求那就非常高了。

　　MEMS传感器的出现极大的满意 了各人 对产物 小体积、高性能的要求。

　　MEMS传感器的分类：

　　MEMS传感器的种类繁多，分类方法也很多 。下面是按照工作原理分类如下：

　　此中 每一种MEMS传感器又有很多 种细分方法。如加快 度计，按检测质量的活动 方式分别 ，有角振动式和线振动式加快 度计等，种类繁多，常见的MEMS传感器有压力传感器、加快 度传感器、微机器 陀螺仪、惯性传感器、MEMS硅麦克风等等; MEMS传感器的品种多到可以以万为单位 ，且差别 MEMS之间参量较多，没有完全标准 的工艺。这种行业特性让MEMS传感器制造的企业前期的研发投入过大，单品种的销量很难放大。以惯性传感器为例，其市场盈亏均衡 规模为月产1000万只，即企业须至少每月生产1000万只惯性传感器才华 保持不亏本状态，根据观察 ，国内绝大多数企业都远低于这一规模。国内最大的纯MEMS传感器公司美新至今是亏损的。以是 只有企业做的越大它的赢利本领 才越强。

　　MEMS传感器的应用：

　　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，已在太空卫星、运载火箭、航空航天装备 、飞机、各种车辆、生特医学及斲丧 电子产物 等范畴 中得到了广泛的应用。MEMS传感器典范 应用如下图。

　　在智能手机上，MEMS传感器提供在声音性能、场景切换、手势辨认 、方向定位、以及温度/压力/湿度传感器等广泛的应用;在汽车上，MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测体系 (TPMS)和车辆稳固 性控制加强 车辆的性能。;医疗范畴 ，通过MEMS传感器研乐成 制出微型胰岛素注射泵，并使心脏搭桥移植和人工细胞构造 成为实际 中可实际 利用 的治疗方式;在可穿着 应用中，MEMS传感器可实现活动 追踪、心跳速率丈量 等。

　　MEMS传感器典范 应用举例：

　　随着电子技能 的发展，MEMS的应用范畴 越来越广泛，由最早的工业、军用航空应用走向平凡 的斲丧 市场。 军用与航空属于所谓的高代价 MEMS应用范畴 ，但是这两个范畴 的用量太小了，一年也就四千万 美金左右，增长空间也是有限的。医疗电子上的MEMS器件代价 也不错，它的传感器的均匀 贩卖 代价 远高于别的 可比的MEMS范畴 。总体来看，一年高代价 MEMS财产 的业务 收入将到达 3亿美元左右。但是应用最广泛的当属于汽车电子财产 和斲丧 电子应用市场，这两大范畴 占了MEMS传感器市场的60%以上。我们下面分析一下这两个重要 的应用范畴 。

　　汽车电子MEMS传感器：

　　汽车电子财产 被以为 是MEMS传感器的第一波应用高潮的推动者，MEMS传感器在汽车上应用的快速发展重要 是受益于各国当局 全面推出汽车安全规定(比如 要求全部 汽车采取 TPMS体系 )和汽车聪明 化的发展趋势。环球 均匀 每辆汽车包罗 10個传感器，在高档汽车中，约莫 采取 25至40只MEMS传感器，车越好，所用的MEMS就越多，BMW740i汽车上就有70多只MEMS。MEMS传感器可满意 汽车环境 苛刻、可靠性高、精度正确 、本钱 低的要求。其应用方向和市场需求包罗 车辆的防抱死体系 (ABS)、电子车身稳固 程序(ESP)、电控悬挂(ECS)、电动手刹(EPB)、斜坡起动辅助(HAS)、胎压监控(EPMS)、引擎防抖、车辆倾角计量和车心田 跳检测等等。

　　如今 ，压力传感器、加快 计、陀螺仪与流量传感器四类器件合计占汽车MEMS体系 的99%。其五年增长率均在3-12%。MEMS压力传感器是汽车中应用最多的传感器，汽车用MEMS压力传感器的代价 大概在5~7美元。在汽车范畴 ，MEMS压力传感器业务 收入2013年预计到达 12.6亿美元，占当年总体财产 业务 收入的74%。至少18个汽车应用范畴 将促进压力传感器的增长，包罗 ：轮胎压力，电子稳固 控制体系 中的刹车传感器，侧面气囊，与日益严格 的排放标准 相干 的引擎控制，大气压力与废气再循环压力。

　　按贩卖 额盘算 ，最大的五种汽车MEMS应用按降序排名是：ESC，安全气囊，进气歧管绝对压力(MAP)，TPMS与翻滚探测。

　　环球 汽车MEMS业务 收入猜测 (以100万美元计)

　　总体來看，2010-2015年中国仍将是环球 第三大汽车MEMS传感器用戶，领先于日本以及列入“别的 地區”的浩繁 国家。北美將继承 位居第一，欧洲排名第二。预计2015年总体汽車MEMS贩卖 额將到达 30亿美元，比2012年的24亿美元增長25%。中国的汽车MEMS传感器远远快于环球 的均匀 增长速率 。15年中國汽車MEMS贩卖 额將增长到3.879亿美元，而2010年是1.943亿美元。

　　汽车电子用MEMS感应器厂商分析：

　　2012年10大汽车MEMS传感器供应商的业务 收入 (以百万美元计)

　　如表1所示，博世2012年汽车MEMS业务 收入高达6.25亿美元，遥遥领先于第二名日本Denso的2.96亿美元。前10名厂商的合计业务 收入为21亿美元，客岁 总体汽车MEMS财产 业务 收入为23亿美元，10大厂商合计份额靠近 94%。以是 汽车用MEMS的财产 会合 度黑白 常高的。没有一家来自中国的厂家。

　　博世在汽车上MEMS传感器的乐成 不但 是他的技能 程度 高，产物 线非常宽，不但 是最大的压力传感供应商，也是低压范畴 MEMS的头号供应商，尤其是在电子稳固 控制(ESC)体系 范畴 ，该公司是加快 计、陀螺仪和压力传感器的重要 供应商。为了顺应趋势，把加快 计与陀螺仪封装在一起(组合式传感器)以低落 ESC体系 生产商总体本钱 .

　　斲丧 类电子MEMS传感器：

　　随着斲丧 电子范畴 大发展及产物 创新不绝 涌现，特别 是受益于智能手机寂静 板电板的快速发展，斲丧 电子已经代替 汽车范畴 成为MEMS最大的应用市场。

　　Yole Developpement研究陈诉 猜测 ，2013至2018年间，环球 斲丧 电子MEMS传感器市场将以18.5%的年复合增长率增长，到2018年将到达 64亿美元。

　　应用中手机寂静 板电脑中的MEMS传感器险些 占了斲丧 类电子MEMS传感器类市场的90%。市场规模将从2013年的28.5亿美元增长到2019年的64亿美元，出货量将从2013年的58亿颗增长到2019年的189亿颗。

　　环球 智能手机与平板电脑用MEMS市场(数据泉源 ：Yole Developpement2013/07)

　　MEMS传感器在斲丧 电子范畴 的应用包罗 活动 /坠落检测、导航数据补偿 、游戏/人机界面、电源管理、GPS加强 /盲区消除、速率 /间隔 计数等等，这使其渗出 力远远高出 传统意义上的半导体芯片,这些MEMS技能 都在很洪流 平 上进步 了用户体验。在全部 的范畴 中，手机是MEMS最大的应用范畴 。应用最多的传感器是加快 计、陀螺仪与MEMS硅麦克风，此中 加快 度计是该市场中第一大应用产物 。而近期陀螺仪增长敏捷 ，已经成为继加快 度计后的第二大应用产物 。MEMS麦克风贩卖 额2014年已经靠近 10亿美元，IHS表现 环球 MEMS麦克风市场仍将连续 5年维持18%的年复合发展 率(CAGR)。尚有 一些MEMS传感器正处于研发阶段或刚进入市场的，比方 磁力计、指纹传感器、环境 传感器、MEMS手机摄像头等。

　　ST(意法半导体)是环球 斲丧 电子与移动终端市场无可争议的冠军。该公司自2009年以来就雄踞榜首，客岁 强劲增长22%，占总体市场的27%。陀螺仪与加快 计是其重要 产物 ，但是前几大厂家的会合 度相对汽车类MEMS又低了不少，重要 是由于 斲丧 类MEMS要求相对较低。

　　环球 MEMS传感器厂商分析：

　　IHS iSuppli公布2012年环球 前二十大MEMS供应商排行

　　2013年Bosch的MEMS贩卖 额发展 了26%，到达 10亿美元;成为了环球 MEMS最大供应商，Bosch是着名 的车用MEMS供应商，2013年汽车应用市场在该公司团体 MEMS贩卖 中占据74%;IHS指出，Bosch的加快 度计不但 在中国智能手机市场称霸，也供应苹果(Apple)iPhone 5s与5c以及iPad Air。别的 Bosch 也是三星(Samsung)手机与平板电脑所利用 的压力传感器第一大供应商，该公司已经开始量产在单封装连合 加快 度计与陀螺仪的6轴惯性感测元件(IMU)，供应给Sony、三星与 HTC等客户。

　　IHS估计2013年环球 MEMS市场贩卖 到达 89.6亿美元。2013年环球 前二十大MEMS供应商总计营收为69.9亿美元，占据团体 市场营收的78%。这个会合 度还是 非常高的。在这榜上的根本 上都是西欧 和日系厂家。这个榜单上唯一来自中国的厂商是AAC排名在第十九位，它的贩卖 额重要 是来自于MEMS硅麦克风。

　　环球 MEMS传感器厂商排名前30位，以及手机寂静 板电脑占各个厂商比例

　　由于斲丧 电子MEMS传感器代价 要求较低，很多 厂家并没有进入这个应用范畴 ，这将来 留给了中国厂商的机遇 。排名第29名的是中国的歌尔电子，它的贩卖 额重要 是来自于MEMS硅麦克风，是环球 排名第三的MEMS硅麦克风。来自别的 一家中国MEMS传感器厂家，美新半导体公司并没有上榜，美新半导体公司的2012年的贩卖 额是6400万美金，应该是靠近 这个榜单。

　　MEMS传感器市场发展态势

　　美国闻名 市场研究公司Yole Développement猜测 ，作为智能感知期间 的紧张 硬件底子 ， 2014年MEMS传感器市场规模到达 130亿美元，预计到2018年，MEMS市场产值将以12%～13%的复合增长率增长至225亿美元，单位 出货量到达 23.5亿。

　　2014年斲丧 类应用规模到达 59亿美元，到2019年预计将高出 100亿美元，年复合增长率约11.2%。在将来 斲丧 类应用依然会是MEMS传感器市场的最大市场。而发展 最快的是医疗市场，将从本年 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%!”

　　在以后 5到10年内，斲丧 类MEMS重要 应用范畴 仍旧 是智能手机以及平板电脑。但是MEMS的应用范畴 将渐渐 扩大，包罗 正在鼓起 的可穿着 装备 、物联网等。固然 可穿着 装备 如今 它的比例还比力 小，如今 还不到10%，如今 苹果、三星、华为都已经纷纷推出了一些可穿着 式产物 ，有点像当初的智能手机刚推出进的状态，将来 肯定会成为MEMS传感器增长最快的市场尚有 关于物联网，大概 要5到10年以后，智能家居、智能都会 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，但是在这之前很丢脸 到在物联网方面MEMS传感器的发展。

　　高代价 MEMS传感器市场2013年的市场营收从2012年的15亿美元增至16亿美元，预计2013年仍将连续 其增长态势，据市场研究机构IHS陈诉 表现 ，2013年将增长6.3%。此中 测试丈量 、军事和民用航天、医疗电子和工业应用四个范畴 将会占2013年高代价 MEMS市场营收的80%。前十大高代价 MEMS供应商所占的市场份额刚刚高出 42%。由于高代价 MEMS传感器市场的高度分散，21种产物 乃至 可以用于高出 100种差别 的应用，为各种集成厂商留下充足 的生存空间，在买进这些MEMS半导体之后，集成厂商将其封装为传感器，其均匀 售价可以到达 数万美元。

　　备注：Yole Développement的统计数据比HIS的数据上大了30%，但是他们判定 的增长趋势是一样的。这不影响我们的分析。

　　将来 各种MEMS传感器分析：

　　压力传感器广泛应用于汽车和工业市场，如今 斲丧 电子市场对其需求量也越来越多，因此压力传感器将继承 保持最大的MEMS市场规模。Yole Développement分析师猜测 ，来岁 MEMS压力传感器市场规模将到达 20亿美元，2018年将突破30亿美元。智能手机中利用 到很多 MEMS器件，如加快 度计、陀螺仪、硅麦克风、BAW滤波器和双工器,医疗保健行业利用 的生物传感器、微流量传感器应用也很广泛，增长也很快。

　　尚有 一个特别 的品种组合传感器。随着技能 的进步，各人 对产物 的性能要求也在提拔 ，比如 室内导航，单纯利用 加快 度计的方案就只能正确 地形貌 线性(直线活动 )但是假如 必要 旋转活动 (有转弯变革 的活动 )，必要 计划 者同时用到陀螺仪和加快 度计。尚有 就是本身 一个产物 会有差别 的功能需求，会设置 几个MEMS传感器，这些产物 计划 上空间越来越小，组合使MEMS传感器体系 具有天然 上风 。组合MEMS传感器能节省 本钱 (如加快 度计和陀螺仪在一个封装内共享ASIC)。随着斲丧 电子市场对组合式MEMS传感器的需求日益剧增，组合式MEMS传感器市场的发展速率 将远远高于其他MEMS器件。国际上大公司InvenSense、ST等都大量的推出了组合传感器。Yole Développement猜测 ：将来 6年，组合MEMS传感器的复合年增长率将高达43%，到2018年市场规模将突破20亿美元。

　　根据市场研究机构YoleDéveloppement的陈诉 表现 ，受到智能手机和微流控应用驱动，新兴MEMS将来 6年复合年增长率高达53%，2018年将高出 20亿美元，占整个MEMS市场规模的10%。YoleDéveloppement界说 的新兴MEMS包罗 ：化学和辐射传感器、扫描微镜、硅基微流控、MEMS开关、触摸屏、AOCMEMS、IDMEMS、能量网络 器、微表现 器、超声波MEMS、利用 杆、微型燃料电池。

　　2013~2019年各种类MEMS传感器市场猜测

　　中国的MEMS传感器发展态势分析：

　　中国作为环球 最大的电子产物 生产基地，斲丧 了环球 四分之一的MEMS器件，吸引了环球 的眼光 。但是就如今 来看，中国大部分 MEMS及传感器仍依靠 入口 ，在2013年环球 top 50 MEMS供应商中国厂商仅有三家，AAC、Goertek和美新。排名最高的AAC贩卖 额也没有高出 1亿美金。但是近来 六、七年以来，国内对MEMS惯性传感器的研发热度很高，尤其是2005年～2008年，而且大多会合 在国内的顶尖研究机构。清华大学、北京大学、中科院、电子26所等，尚有 一些外洋 归国职员 创下了一些MEMS传感器企业如美新半导体、苏州敏芯微电子、深迪半导体(上海)有限公司等。中国的MEMS财产 生态体系 也正渐渐 美满 ，从研发、开辟 、计划 、代工、封测到应用，财产 链已根本 形成，上海、苏州、无锡都形成了研发中心 。这些MEMS企业固然 出货量低，但是在一些低端斲丧 消域还是 有些竟争力了。MEMS麦克风供应商AAC, Goertek, Gettop等通过收购英飞凌的MEMS和ASIC芯片然后本身 封装。美新(MEMSIC)的加快 度计和磁力计，深迪(Senodia)的磁力计和陀螺仪，明皜(MiraMEMS)加快 度计、磁力计、6轴电子罗盘，矽睿(QST)加快 度计和磁力计。

　　由于MEMS传感器在斲丧 端的应用已经过 高端市场渐渐 扩散到一些低端手机、可穿着 式装备 。这一块的应用市场将来 也很大。中国MEMS公司由于与国际大公司的技能 差距，将来 会合 中“打击 ”低端斲丧 MEMS范畴 。在这些要求不高的范畴 还是 有很强的竟争力。

　　MEMS 前端研发必要 大量的资金与时间，品种又过多，MEMS 器件很难赢利，像美新、苏州敏芯微电子这些MEMS芯片计划 企业直到如今 都还没有赢利。这些厂家的终极 运气 肯定 是要么在低端斲丧 品市场的竟争中脱颖而出，要么就是积聚 技能 终极 被歌尔声学这类厂家收购。

　　中国的MEMS传感器行业政策的支持

　　MEMS传感器是属于集成电路行业，中心 与地方当局 开始着力扶持集成电路(芯片)财产 ，无论从资金规模还是 扶持思绪 上都是空前的。

　　1. 3月5日，国务院总理李克强在本年 两会上的当局 工作陈诉 中，初次 提到集成电路(芯片)财产 。

　　2. 3月4日，上海市经信委则启动了集成电路计划 职员 专项嘉奖 工作。别的 ，江苏、深圳等省市大概 都将在两会后出台百亿财产 基金，由当局 牵头，吸纳社会资源 。

　　3. 2014年6月，国务院印发《国家集成电路财产 发展推进纲要》

　　4. 2014年4月23日国家创建 了1200亿元国家级芯片财产 扶持基金。

　　总结：

　　1、MEMS传感器相对传统的传感器有很多 的上风 ，广泛的应用在了斲丧 类电子、医疗保健、汽车工业等行。

　　2、由于MEMS传感器行业的品种多达上万种，研发投入过大，单品种的销量很难放大，以是 只有大企业才华 赢利。

　　3、MEMS传感器已在斲丧 电子产物 、汽车工业、医疗保健、呆板 人及主动 化工业、太空卫星、运载火箭、航空航天装备 等范畴 有着广泛的应用，此中 斲丧 类电子已经成为了MEMS传感器的第一大应用市场，2014年环球 贩卖 额已达30亿美元。

　　4、汽车范畴 MEMS传感器前10名厂商的合计业务 收入为21亿美元，客岁 总体汽车MEMS财产 业务 收入为23亿美元，10大厂商合计份额靠近 94%会合 度非常高。是由于 汽车上的利用 的安全性能要求高，只有少数厂家能到达 要求。

　　5、斲丧 电子是MEMS最大的应用市场。Yole Developpement研究陈诉 猜测 ，2013至2018年间，环球 MEMS斲丧 类传感器市场将以18.5%的年复合增长率增长，到2018年将到达 64亿美元。厂商的会合 度相对较低，是由于 斲丧 类的MEMS传感器要求较低。

　　6、2014年MEMS传感器市场规模到达 130亿美元，预计到2018年，MEMS市场产值将以12%～13%的复合增长率增长至225亿美元，单位 出货量到达 23.5亿。

　　7、MEMS传感器在低端斲丧 电子的应用也很大，如一些低端手机、可穿着 式装备 ，中国的MEMS传感器与国际大公司还是 有差距，中国MEMS企业将来 在中低端的斲丧 类市场还是 有机遇 。

　　8、国家对MEMS传感器行业的政策支持力度非常大。