2016年中国MEMS传感器产业概况及市场规模预测

　　一、MEMS传感器产业概况

　　1、MEMS基本构成

　　MEMS，（Micro-Electro Mechanical Systems），也称为微电子机械系统、微系统、微机械等，是在微电子技术（半导体制造技术）基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS 可分为若干个独立的功能单元，包括微结构元器件、微传感器、微执行器和微系统等。简单来说，其工作原理是外部环境物理、化学和生物信号输入，通过测量得到感应器输出电信号，经过信号处理（模拟信号或数字信号）后，由微执行器执行动作，达到与外部环境“互动”的功能。

MEMS 的基本构成

MEMS 微加速度传感器

　　2、MEMS工作原理

　　MEMS 微加速度传感器的工作原理：外界加速度变化时，质量块的位移也发生相应变化，这时可动感应器和固定感应器之间的电容就会发生相对应的变化。通过测量得到感应器输出电压变化，就等同于测得了执行器的位移，一旦执行器位移与待测加速度之间的对应关系确定，那么输出电压与外界加速度也就有了确定的关系，也就是说通过输出电压就能测到外界加速度。

　　MEMS 硅压阻式压力传感器工作原理：采用周边固定的圆形应力杯硅薄膜内壁，用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，四个电阻应变片因形变而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路评分，电桥输出与压力成正比的电压信号。

　　3、MEMS分类

　　MEMS 传感器的门类和品种十分繁多，按其工作原理，可大致分为物理型、化学型和生物型三类。而在每一类别中，又可分为多个小类。不同的MEMS 传感器被用来测量不同的量，其结构特点也不尽相同。作为在物联网中感知层中获取第一手信息的传感器，MEMS 传感器不仅种类繁多，而且应用领域广泛，已在物联网、消费电子、汽车工业、生物医学、通信、国防军工、航空航天等领域得到广泛应用。

MEMS 种类齐全

　　4、传感器区域市场分布

　　截至2014 年，美国、日本等少数经济发达国家占据了传感器市场70%以上份额，发展中国家所占份额相对较少。其中，市场规模最大的3 个国家分别是美国、日本和德国，分别占据了传感器整体市场份额的29.0%、19.5%、11.3%。未来，随着中国、印度、巴西等发展中国家经济的持续增长，对传感器的需求也将大幅增加。到2016 年，亚太地区的传感器市场有望达到38%，中国的传感器市场有巨大的发展潜力。

传感器区域市场分布

　　二、MEMS传感器应用领域及空间

　　随着电子技术的发展，MEMS 的应用领域越来越广泛，由最早的工业、军用航空应用走向普通的消费市场。军用与航空属于所谓的高价值MEMS 应用领域，但是这两个领域的用量太小了，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 器件价值也不错，它的传感器的平均销售价格远高于其它可比的MEMS 领域。

MEMS 各应用领域占比

　　1、汽车电子

　　MEMS 传感器的第一波跨越式增长就是由汽车应用领域推动的。国际汽车安全标准的不断提高和汽车科技化、智能化的发展趋势驱使MEMS 传感器越来越多地应用于汽车领域。全球平均每辆汽车包含10 個传感器，在高档汽车中，大约采用25 至40 只MEMS 传感器，未来随着汽车智能化的进一步发展，传感器的应用将会更加广泛。MEMS 传感器的应用方向包括车辆的防抱死系统(ABS)、电子车身稳定程序(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、车辆倾角计量和车内心跳检测等等，它比传统的传感器更加高效和精确。

　　目前，压力传感器、加速计、陀螺仪与流量传感器四类器件合计占汽车MEMS 系统的99%。MEMS 压力传感器是汽车中应用最多的传感器，它广泛应用于轮胎压力，电子稳定控制系统中的刹车传感器，侧面气囊，与日益严格的排放标准相关的引擎控制，大气压力与废气再循环压力等十几个领域。按2013 年的销售额计算，最大的五种汽车MEMS 应用分别为：ESC，安全气囊，进气歧管绝对压力(MAP)，TPMS 与翻滚探测。总体来看，中国的汽车MEMS 传感器远远快于全球的平均增长速度。中国汽车MEMS 销售额在2010 年是1.943 亿美元，预计2016 年MEMS 销售额可达4 亿美元以上。

传感器在汽车中的应用

　　2、消费电子

　　随着消费电子领域大发展及产品创新不断涌现，消费电子已经在智能手机和平板电脑的推动下，取代汽车领域成为MEMS 最大的应用市场。据相关预测，2013至2018 年间，全球消费电子MEMS 传感器市场将以18.5%的年复合增长率增长，到2018年将达到64 亿美元。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 亿增长到2019 年的189 亿，其中，智能手机和平板电脑的占比可达90%。

消费电子发展趋势

平板&手机传感器市场

可穿戴设备发展趋势图

　　MEMS 传感器在消费电子领域的应用包括运动/坠落检测、导航数据补偿、游戏/人机界面、电源管理、GPS 增强/盲区消除、速度/距离计数等等，革命性的功能进步使其在各领域的渗透能力大大增强。以MEMS 一个重要的应用领域手机为例，应用最多的传感器是加速计、陀螺仪与MEMS 硅麦克风，其中加速度计是该市场中第一大应用产品。MEMS 麦克风的销售额2014 年已经接近10 亿美元，IHS 表示全球MEMS 麦克风市场仍将连续5 年维持18%的年复合成长率。另外，一批新型的MEMS 传感器也来势凶猛地进入市场，包括磁力计、指纹传感器、环境传感器、MEMS 手机摄像头等。

　　据预测，2014-2019 年，消费电子领域的复合增速可达11%作右，市场规模由2014 年的59亿美元将增长到100 亿美元以上。医疗市场将成为另一个亮点，将从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%。不仅如此，物联网未来的快速发展将必然给MEMS 带来更广阔的应用空间。

　　三、MEMS 传感器市场规模预测

　　预计，未来汽车应用领域和消费电子领域的MEMS 产品需求量仍将占据MEMS 市场主导地位，因此在当前国内MEMS 生产商在技术方面较国外供应商并不具备优势的情况下，可以与国内主要科研机构开展校企合作，依托企业现有的技术以及生产工艺水平，在MEMS
市场上选择MEMS 压力传感器（未来5 年内产值的预计复合增长率：8.2% ），MEMS 麦克风（未来5 年内产值的预计复合增长率：11% ）与MEMS 惯性传感器（未来5 年内产值的预计CAGR：8%）作为主要产品入手，谋求扩大市场份额。

全球MEMS市场产值现状及未来预测（百万美元）

　　数据显示，全球MEMS 传感器产品需求近年增势迅猛，2014 年MEMS 传感器市场规模超过130 亿美元，平均以12%-13%的增长率增长， 2020 年MEMS传感器市场预计将达到300 亿美元。