在过去的2022年，中国传感器产业在政策与投融资方面，迎来了极大的关注。

纳芯微、奥比中光、奥迪威、思特威、晶华微、灿瑞科技、基康仪器等多家传感器企业先后成功上市，广州、深圳、郑州、合肥等多地开工/敲定新建MEMS产线/中试线计划。

MEMS传感器将是未来智能传感器最重要的类型之一，许多传统传感器都在不断“MEMS”化。未来的趋势是，所有能用MEMS传感器替代传统传感器的地方，都将使用MEMS传感器。

MEMS 行业发展历程与3次产业浪潮

MEMS 起源可追溯至 20 世纪 50 年代，硅的压阻效应被发现后，学者们开始了对硅传感器的研究。然而，MEMS 产业真正发展始于 20 世纪 80 年代，前后经历了 3 次产业化浪潮。

20 世纪 80 年代至 90 年代：1983 年 Honeywell 利用大型刻蚀硅片结构和背蚀刻膜片制作了集成压力传感器，将机械结构与电路集成在一个芯片内。80 年代末至 90 年代，汽车行业的快速发展，汽车电子应用如安全气囊、制动压力、轮胎压力监测系统等需求增长，巨大利润空间驱使欧洲、日本和美国的企业大量生产 MEMS，推动了 MEMS 行业发展的第一次浪潮。

20 世纪 90 年代末至 21 世纪初：本阶段早期，喷墨打印头和微光学器件的巨大需求促进了 MEMS 行业的发展。而 2007 年后，消费电子产品对 MEMS 的强劲需求，手机、小家电、电子游戏、远程控制、移动互联网设备等消费电子产品要求体积更小且功耗更低的 MEMS 相关器件，对 MEMS 产品需求更大，掀起了 MEMS 行业发展的第二次产业化浪潮，并将持续推动 MEMS 行业向前发展。

2010 年至今：产品应用的扩展，使 MEMS 行业呈现新的趋势。MEMS 产品逐步应用于物联网、可穿戴设备等新领域，应用场景日益丰富，正渐渐覆盖人类生活的各个维度。此外，MEMS 是当前移动终端创新的方向，新的设备形态（如可穿戴设备）需要更加微型化的器件和更为便捷的交互方式。

然而，物联网、可穿戴设备应用助推 MEMS 第三次产业化浪潮的同时，行业仍然面临来自产品规格、功率消耗、产品整合以及成本等方面的压力，MEMS 产品及相关技术亟待持续改进，以满足更小、更低能耗、更高性能的需求。

MEMS厂商头部集中

Yole发布的2021年全球MEMS厂商的排名（按照营收情况），前十的老牌MEMS企业在过去几年基本没有发生太大变化，分别是博世、博通、意法半导体、Qorvo、TDK、歌尔微、德州仪器、惠普、英飞凌、楼氏电子等。再往后分别是Honeywell、恩智浦、TE Connectivity、ADI、佳能、Skyworks、Murata、SI time、Sensata、瑞声科技、SENSIRION、FLIR System、AMPHENOL、LYNRED、赛威电子、Teledyne MEMS、Melexis、Guide IR、台积电。这些厂商中包括IDM、Fabless和代工厂各种类型的厂商。

可以看出，几乎所有企业都呈现出稳定的增长势头。博世和博通继续是MEMS的领导者，其业务和增长都非常出色，博世受益于汽车MEMS产品的应用，2021年的营收超过17亿美元；博通接近14亿美元，从第三名开始，营收就接近腰斩。博通、Qorvo和高通主要是RF MEMS起决定性作用。随着手机频率的增加和5G的引进，对射频MEMS传感器的需求还将进一步增长，同时收益于RF MEMS传感器的厂商还有Skyworks。

TDK几年前通过收购InvenSense进入这个市场，2021年TDK增长迅速，其中，TDK子公司Tronics 在2022财年实现了50%的收入增长。再加上由于运动传感器客户群的扩大以及MEMS麦克风新业务的推出，中国智能手机的运动传感器销售额增长。

而德州仪器、歌尔微、惠普、佳能、瑞声科技、FLIR System等的增长均较小，楼氏是少有的营收下降的企业。十年前德州仪器和惠普是MEMS领域的王者，但德州仪器最近这些年来销售额增长乏力，没有赢得新市场的青睐；惠普将测量部门分拆后出售，再加上喷墨打印机市场消退，惠普的MEMS业务也遭受了众创。

从地域来看，在MEMS这个领域，依然是美国占据较强的地位，有接近一半的厂商是属于美国。欧洲也不逊色，有博世、意法半导体、恩智浦等。日本厂商以特色占有一席之地。中国靠麦克风市场（楼氏、歌尔微、瑞声科技）和代工市场（赛微电子）占据一定的地位。

整体来看，全球MEMS市场规模的收入从2020年的115亿美元增加到2021年的约136亿美元，同比增长17%。2021 年的收入是由消费和汽车应用的持续传感化以及医疗和工业终端市场及相关应用的进步推动的。由于芯片短缺和全球分配问题，惯性和压力MEMS等一些MEMS器件的ASP在2021年略有增长，为市场创造了额外的收入增长。

随着万物互联与人工智能的兴起，MEMS产品种类增加、市场规模扩大，行业对产品生产周期的缩短及生产成本的降低提出了更高要求，同时MEMS工艺研发费用迅速上升以及未来建厂费用高启促使更多的半导体厂商将工艺开发及生产相关的制造环节进行外包，纯 MEMS代工厂与MEMS产品设计公司合作开发的商业模式将成为未来主流行业业务模式。类似于传统集成电路行业发展趋势，MEMS产业也将逐步走向设计与制造分立、制造环节外包的模式。从趋势上看，全球MEMS 代工业务将会快速扩张。

中国MEMS突破之道

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，为保证我国MEMS技术的进一步发展提供了较好的平台。

然而，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差距还是很大。目前我国MEMS行业整体呈现中低端产品竞争激烈、高端产品竞争中没有竞争力的局面，产业档次偏低、企业规模较小、技术创新基础较弱、同质化较为严重。

哪怕是国内MEMS排名第一的歌尔微，其自己具备芯片研发能力，部分产品中也使用了公司自研的芯片，但产品中大量使用的仍然是英飞凌的芯片，自研芯片在公司产品中的占比并不高。据统计，2021年上半年期间，歌尔微搭载自研芯片的MEMS声学传感器出货量为0.99亿颗，占其MEMS声学传感器出货量的比例仅为11.73%。

MEMS的技术研发需要比较长时间的投入，一款传感器的研发一般需6-8年，加之测试、导入产业链的时间，一般需要接近二十年。再加上产品的价格并不与产品的重要性或者开发难度成正比，导致中国MEMS企业无法在价格战中获利。

由于MEMS的特点，技术的核心点不仅仅在于芯片的设计端，工艺的可实现性也极其重要。

对于国内企业来说，更难的是坚持全产业链研发。只有结合工艺端的技术和资产投入，才能建立起足够高的壁垒，而这个壁垒远比一般的IC Design House要高的多。

敏芯股份董事长李刚曾表示：“因为IC的制造工艺标准化程度高，设计公司只能通过设计和产品定义保持1-2年的领先地位，而坚持全产业链研发的MEMS公司，如果采取了Fab-Light的模式，往往能获得长达5-6年甚至更长时间的领先期。”因此，对于国内MEMS企业来说，全产业链的长期坚持极为重要。

经过十余年发展，我国在MEMS产业链本地化方面有了长足的进步和积累。国内诸多高效和科研院所在MEMS传感器前沿领域有深厚积累。上海微技术工研院在2017年，成功通线国内首条8吋“超越摩尔”研发中试线；2016年，中科院微电子所建立了MEMS研发平台，其8吋MEMS中试线工艺稳定性达到98%。

2021年，江苏奥力威传感高科股份有限公司与清华大学研发团队合作建设汽车传感器智能化生产线前期工作快速推进，开发可应用于新能源汽车领域的MEMS(微机电系统)压力传感器。

国内企业也在不断探索前行。歌尔集团、瑞声科技、敏芯股份、四方光电、睿创微纳等也在多年的发展中，逐渐找到属于自己的发展定位。

瑞声科技在设计和大批量高精密制造方面有近三十年经验，在微型声学、触觉、MEMS麦克风领域，分别被工信部认定为我国制造业单项冠军示范企业。现已成为全球领先的同行、IT及消费电子市场微型元器件整体方案供货商。

敏芯作为中国最早成立的MEMS研发公司之一，现已拥有完整的芯片设计、晶圆制造、封装与测试等全产业链的自主研发设计能力，凭借完全自主设计的MEMS芯片与ASIC芯片成功打破了国外厂商长期垄断的格局。

MEMS未来发展的驱动力主要有哪些？

从市场需求来看，Yole预计MEMS行业预计在5年后将突破220亿美元大关，在2021年至2027年期间每年以约9%的速度增长。具体到应用领域来看，通讯、生物医疗、工业汽车及消费电子的应用增速均非常可观，其中通讯领域的复合增长率高达25%。如果按照各细分领域来看，预计到2026年，10亿美元以上的MEMS细分领域包括射频MEMS（40.49亿美元）、MEMS惯性器件（40.02亿美元）、压力 MEMS（23.62亿美元）、麦克风（18.71亿美元）以及未来应用（13.63 亿美元）。

从技术方面来看，Yole认为，当前影响MEMS技术发展趋势的三大支柱分别为：一是材料上的革命，如采用诸如氮化铝、锆钛酸铅等压电新材料，来提升MEMS器件的功能、增强灵敏度，和降低能耗；二是三维（3D）集成（包括大热的Chiplet），如MEMS 后道工艺、集成电路芯片/单芯片SoC片上系统的三维堆叠、12英寸MEMS产线的支持；三是先进封装，如过去前期处理（数字信号处理）、传感器融合、无线控制器、硅通孔TSV/玻璃通孔TGV技术到现在埋入式软件/算法、边缘智能和异质异构集成技术。

对MEMS的强劲需求，使得一些MEMS代工厂的产能已经排到2023年底。但Yole分析师指出，由于当前的微观经济和宏观经济形势导致运营成本上升，导致利润率下降，某些MEMS器件的平均售价增加。再加上一些集成商对MEMS芯片的囤积恐导致的未来库存过剩，可能导致2023年及以后的MEMS厂商活动低迷。

文章来源： 半导体产业纵横，传感器专家网，半导体行业观察