近来，关于马斯克计划在特斯拉人工智能日上发布“特斯拉人形机器人”的消息不断发酵，使得智能机器人的关注度再次飙升，有望成为继智能汽车后的又一风口，商业价值巨大。而MEMS传感器作为数字时代的感知层，也被广泛应用于机器人当中，担当着机器人实现智能感知功能的基础，同样成为新时代的风口。

机器人正成为MEMS传感器主要应用市场

根据ADI亚太区微机电产品线总监赵延辉的介绍：“MEMS传感器可以测量冲击、倾角、转动、加速度、振动等多种信号。”随着数字化、智能化程度的不断提高，MEMS传感器在外部感知中所能发挥的作用也越来越大。

MEMS技术对机器人的开发尤其有利，其可以通过对多种运动及环境因素感知，使它们变得更加智慧，使用时更加安全。以工业机器人为例，一方面智能机器人在工业领域的应用越来越广泛；另一方面，MEMS技术支撑机器人的外部感知，为数据采集提供高可靠性、可扩展性、灵敏度和成本效益高的解决方案。

西安中星测控有限公司董事长兼总经理谷荣祥指出，机器人最关键的两个技术点：一个是感知，另一个是控制。感知的完成主要就依托于各类传感器，MEMS传感器是其中应用较为广泛的一个大类。

谷荣祥还特别强调，根据机器人的拟人化程度不同，其应用的传感器种类也不相同，拟人化程度越高应用的传感器种类和数量就会越多。近年来机器人行业智能化程度的不断提高，为MEMS传感器提供了大量的市场应用机会。

惯性传感器中的加速度计、陀螺仪等产品是机器人当中应用最为广泛的产品类型。根据美的集团中央研究院感知技术研究所高级工程师熊贵林的介绍，在工业机器人中，位置角度感测、力度与扭矩载荷测量、航迹规划、智能图像及轮廓识别等都是最常见的应用场景，其中都离不开MEMS传感器的加持。加速度计可以用来监测工业设备的振动和旋转速度；陀螺仪传感器是一种基于自由空间移动和定位的控制系统，可用于感测与维持方向；基于加速度计和陀螺仪的惯性测量单元（IMU）在工业机器人中有着非常广泛的应用。

机器人的机械手臂中就会集成编码器、加速度计、力传感器等。对于机器人这种高精密的机械设备，其手臂伸出去的角度和姿态都要考虑到安全性、稳定性等多种要素，编码器可以解算运行位姿和速度，加速度计可以检测运行安全，机械手臂的转动和展开需要力传感器测试载荷量程。导航更是常见的应用功能，在室内无法依靠GPS的情况下，要完成室内航迹的规划，IMU就是不可或缺的关键器件。

“随着机器人产业智能化的发展，姿态检测和协作控制，航迹规划推算等场景都是不可避免的。MEMS传感器适应多场景应用，更复杂的动作信号采集与控制，极致状况下甚至可以使机器手臂配上有触觉感知的夹爪达到媲美人手的灵活程度。”熊贵林强调。

随着机器人的智能化程度不断提高，其中加载的MEMS传感器将变得越来越多。据专家估算，由于机器人的智能化程度不同，传感等感知部分约占机器人总成本的10%到20%。机器人领域有望继消费电子、汽车之后，成为MEMS传感器的新兴的主要应用市场。

国外企业仍占据国内主要市场

在国际市场上，MEMS传感器供应商主要有博世集团、博通集团、意法半导体、德州仪器、惠普、楼氏电子等，其中博世、博通是全球MEMS传感器市场两大龙头企业，两者合计约占全球市场的25%。我国MEMS传感器市场规模庞大，但国内市场仍以国外厂商主导，国内企业如歌尔声学、汉威电子、金龙机电、水晶光电等竞争力较弱。

MEMS传感器企业商业模式包括垂直整合制造模式（IDM模式）、垂直分工制造模式（Fabless模式）、外购芯片封测模式等，随着制造技术和封装测试技术的提高，MEMS传感器行业内企业将更青睐于Fabless模式。从发展趋势来看，随着新一代信息技术的发展，MEMS传感器应用场景将更加多元化，为顺应市场消费潮流、满足多方位市场需求，MEMS传感器市场将向着微型化、集成化、柔性化、精准化方向升级。

MEMS传感器应用领域广泛，我国是全球最大的电子产品生产和消费国，在智能化时代下，智能家居、智能城市、可穿戴设备、车联网等产业将为MEMS传感器行业发展带来广阔的空间。我国MEMS传感器行业起步晚、企业自主创新能力不足，因此目前国内市场仍由国外企业占据主导，由此来看，我国MEMS传感器企业提升空间较大。

国内MEMS产业迎来了重大发展机遇期

一、MEMS市场需求旺盛，国产芯片迎来重大机遇。2021年中国MEMS市场规模超过900亿元，同比增长超过20%，中国已成为全球MEMS产业最大单一市场，增速远高于全球平均水平，展现出了蓬勃发展的势头。预计到2023年中国MEMS市场规模将超过1200亿元，MEMS国产化芯片迎来了重大发展机遇。但国内MEMS产品的技术水平与国外相比仍有很大的差距，尤其高端MEMS传感器普遍受到西方国家制约。

二、大而不强，前路漫漫，我辈仍需努力。目前，我国在中高端MEMS市场超过60%的市场份额被国外巨头占据，80%的传感器芯片依赖国外。欧洲、美国、日本等几乎垄断了全球“高、精、尖”传感器市场。时下芯片领域的国产替代为国内半导体厂商带来了难得的机遇，但相比国外同行，我国MEMS产业在发展过程中存在以下几个问题：国家战略层面缺乏足够重视、关键技术与核心产品和国际顶尖尚存差距、缺乏有代表性的晶圆制造平台、产业链协同创新不够、高端人才特别是领军人才匮乏。

三、加强我国MEMS产业的核心竞争力，提升国产芯片的市场占有率，已是刻不容缓的任务。万成东呼吁行业向上反映实际存在问题，在国家层面明确MEMS的重要战略地位，出台对应引导政策并加强顶层设计和系统布局；建设国家级MEMS技术创新中心、国家重点实验室、晶圆制造代工平台、器件测试分析平台以及模块封装与应用平台；根据国家重大战略需求，推动发展全球领先的重大关键技术攻关，支持“四基” (核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺和产业技术基础) 研究，实现MEMS产业从跟跑、并跑到最终领跑；推动产业链协同创新，支持MEMS芯片制造龙头企业建立企业协同创新网络，与研发设计环节产生互动。

文章来源： 中国电子报，新思界网，通信世界