MEMS传感器的未来增长点在哪？

近日，海外研究机构Yole Development（以下简称“Yole”）发布的《2021年MEMS行业状况报告》显示，2021年MEMS市场将增长11%，达到134亿美元。之后以高个位数的增长率增长，2026年市场将达到182亿美元，复合增长率约为7%。

MEMS（Micro Electro Mechanical System，简称“微机电系统”）是一种半导体器件，基于光刻、腐蚀等传统半导体技术，融入超精密机械加工，并结合力学、化学、光学等学科知识和技术基础，使得一个毫米或微米级的MEMS具备精确而完整的机械、化学、光学等特性结构。

MEMS产品主要可以分为MEMS传感器和MEMS执行器，其中MEMS传感器将物理值（如速度、温度等）转换为电信号，而执行器则用于实现机械运动、力和扭矩等行为。MEMS传感器采用微电子和微机械技工技术工艺制造，其种类繁多，是使用最广泛的MEMS产品，通过微传感元件和传输单元把输入的信号转换并导出另一种可监测信号。与传统工艺制造的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。

新晋全球MEMS榜单Top10

一个完整的MEMS传感器整个制造过程耗时长达14周，共需上百个步骤。这些微型传感器在严格的无尘环境下制造，因为即使是最小的大气颗粒物也会破坏其生产。其对制造环境的严苛性，对产业链上的相关企业也提出了非常高的要求。

MEMS传感器的供应链定位包括前端制造、后端制造、二级封装和系统。MEMS传感器芯片由硅制成（前端制造），通常与ASIC芯片组装，并封装在一级封装中（后端制造）。二级封装增加了更多的电子元件、坚固的外壳和连接器。通常市场统计只考虑一级封装的价值。

新冠疫情、全球封锁和贸易摩擦等外部因素严重影响了半导体行业的供应链。许多企业纷纷因时而动，这导致了全球MEMS排名的重大变化。目前，博世、Broadcom、Qorvo、意法半导体（ST）、德州仪器（TI）、歌尔微电子、惠普、Knowles、TDK和英飞凌已跻身前十，总收入至少为65亿美元，占整个市场的一半以上。
中国MEMS产业起步并不比国外晚很多，从设计、制造和封装三个环节来看，现有的技术条件已初步形成MEMS设计、加工、封装、测试的一条龙体系，但是由于历史原因造成的条块分割、力量分散，再加上投入严重不足，尽管已有不少成果，但在质量、性能价格比及商品化等方面与国外还有一些差距，未来是机遇与挑战并存的。

应用市场广阔

目前，MEMS传感器已在汽车电子、消费电子、航空航天、生物医学、工业等领域得到了广泛的应用。在汽车市场中，由于对绿色环保和安全驾驶的要求提升，MEMS压力传感业务也在继续增长，新能源汽车中的电池电芯中热失控监测也有望推动MEMS传感器的增长；在医疗行业，MEMS压力传感器的小型化使其可用于血压监测等侵入性医疗应用；随着迈入工业4.0和工厂自动化，过程控制和智能仪表可能会有不错的增长机会。

去年的新冠肺炎疫情对各个行业都有影响，但出乎意料的是，MEMS市场依赖度非常高的消费类应用（占总市场的62%）和汽车行业（占总市场的16%）这两大终端市场并没有受到极大的冲击，消费类MEMS的强劲需求已经完全抵消了汽车行业的放缓，MEMS传感器销售在2020年下半年就已经恢复。

除了上述这些领域，由于麦克风、微型扬声器和惯性MEMS、用于光学MEMS的AR/VR（增强与虚拟现实）以及其他新兴应用在音频领域的新机遇，MEMS市场将会增长。

正如博世汽车电子事业部执行管理层成员Jens Fabrowsky说的那样，“MEMS传感器可以探测世界，让电子系统像器官一样学会看、听、闻。他们可以把一部简单的手机变成智能手机，可以拍摄清晰的照片，在街道和多层建筑物中实现定位和导航。”

当然，MEMS传感器不会止步于此，我们期待未来！

来源：荣格-《智能制造纵横》


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