MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro-ElectroMechanicalSystem)，微机电系统是指可批量制作的，将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

你可以把它理解为利用传统的半导体工艺和材料，用微米技术在芯片上制造微型机械，并将其与对应电路集成为一个整体的技术。所以它是以半导体制造技术为基础发展起来的一种先进的制造技术平台。

MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，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。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

1、国外MEMS产业发展概况

近年来，受益于汽车电子、消费电子、医疗电子、光通信、工业控制、仪表仪器等市场的高速成长，MEMS行业发展势头迅猛，MEMS销售额一直保持稳步增长。据研究机构预测，2019年全球MEMS市场总规模约为115亿美元。

从全球范围来看，得益于智能家居、智能手机和可穿戴设备等领域的应用机会增多，消费电子依然是MEMS行业的第一大市场，占比超过60%。

国外企业自上世纪90年代就进入MEMS领域，大部分半导体制造公司也同时从事MEMS生产加工业务。国外企业如博世（Robert Bosch）、德州仪器（TI）、模拟器件（ADI）、英飞凌、NXP-飞思卡尔、楼氏电子（Knowles）、惠普、丰田电装（DENSO）、松下、爱普生、村田制作所（Murata）等在MEMS传感器设计和研究领域内走在前列。

随着终端用户对传感器感测多个物理信号需求的进一步放大，未来MEMS产品将向着微型化、集成化、智能化的方向发展。而全球MEMS产业重心也在不断东迁，加速向亚太地区转移。

2、高速成长的中国MEMS市场，严重进口依赖

与传统传感器相比，MEMS具有体积小、集成度高、智能化、低成本、低功耗、可大规模生产等优点，MEMS内部一般在微米甚至纳米级别，使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

随着物联网应用的兴起，MEMS传感器已成为物联网时代驱动变革最重要的力量之一，全球MEMS行业在未来几年将持续每年两位数的增长，这个增长速度远超全球集成电路行业的增速（不包含存储器行业）。市场研究机构Yole预测，MEMS市场将在2019年至2024年期间实现显著增长，市场营收的复合年增长率约为8.3%，出货量的复合年增长率约为11.9%。

数据显示，2019年中国MEMS传感器市场规模达到597.8亿元，同比增长18.3%。MEMS传感器主要是以手机为代表的消费电子市场应用为主，另外一个重要市场就是汽车电子；亚太地区无疑是除北美市场之外第二大的传感器市场，而中国大陆无疑是亚太地区增速最快的市场。

随着消费电子、汽车电子产品等下游行业的快速发展，全球电子整机产业以及硬件创新市场逐渐向中国转移，中国市场对于MEMS器件的需求增速远高于全球MEMS市场增速。

然而，与庞大需求相对应的，是国内市场供给能力严重不足。全球MEMS市场被博世、意法半导体、霍尼韦尔等国际厂商占据超过60%的份额，中国市场80%的芯片依赖国外进口，国内MEMS企业中70%是中小企业，产品主要集中在中低端。可以说，与CMOS芯片相比，MEMS传感器对进口依赖更为严重。

这种巨大的供需落差是由于国内MEMS产业起步较晚。国内的MEMS产业于2010年以后才初具雏形，现在已逐渐形成以北京、上海、深圳和西安等中心城市为主的区域空间布局，产业布局主要以MEMS芯片设计为主，在生产制造环节主要依赖国外企业。

由于MEMS工艺与CMOS工艺差异较大，涉及到微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域，没有标准工艺流程，封装、测试也与CMOS芯片工艺差异较大，因此MEMS制造技术挑战极大。在制造方面的缺失，将无法为本土的MEMS设计公司提供供应链支持，成为制约中国MEMS产业发展的最大障碍。

3、本土企业加快研发进程和智能传感器产业链布局

目前我国传感器企业正努力追赶国外企业，并出现区域的传感器企业集群，企业主要集中在长三角地区，并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。

其中，主要传感器企业有接近一半的比例分布在长三角地区，其他依次为珠三角、京津地区、中部地区及东北地区等。

从传感器种类来看，流量传感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额，分别占21%、19%、14%。从应用领域来看，工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。

国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右，而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。

传感器作为物联网的心脏，发展空间巨大。物联网的系统架构一般由感知层、传输层和应用层组成，其中，感知层主要由传感器、微处理器和无线通信收发器等组成。

预计到2025年物联网带来的经济效益将在2.7万亿到6.2万亿美元之间。其中，传感器作为数据采集的入口、物联网的“心脏”，将迎来巨大的发展空间。

同时由于目前国内智能传感器国外品牌占据绝大部分市场份额，国内进口产品的替代空间非常大，随着本土企业加快研发进程和智能传感器产业链布局，中国智能传感器市场未来将保持较快的发展速度，本土化率将不断提高。

4、国产MEMS集中“进攻”低端消费MEMS领域

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。但是就目前来看，中国大部分MEMS及传感器仍依赖进口，但是最近六、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，而且大多集中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，还有一些海外归国人员创下了一些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。这些MEMS企业虽然出货量低，但是在一些低端消费消域还是有些竟争力了。

由于MEMS传感器在消费端的应用已经由高端市场逐步扩散到一些低端手机、可穿戴式设备。这一块的应用市场未来也很大。中国MEMS公司由于与国际大公司的技术差距，未来会集中“进攻”低端消费MEMS领域。在这些要求不高的领域还是有很强的竟争力。

“后摩尔”时代，MEMS成为超越摩尔技术的重要组成部分。在边缘设备中将多种传感器融合，再结合人工智能技术，可以为视、听、嗅、运动等多种物理量的感测开辟新应用，新兴MEMS技术将开拓新疆界。中国MEMS产业要彻底实现我国MEMS产业的飞速发展和自主可控，最关键的是需要在MEMS芯片的设计和生产制造环节取得突破。

文章来源：中研普华产业研究院，叨叨战地笔记， 爱集微APP