一、MEMS基本概念和相關產業政策
MEMS基本概念
微機電系統(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System),也叫做微電子機械系統、微系統、微機械等,指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。微機電系統其內部結構一般在微米甚至納米量級,是一個獨立的智能系統。主要由傳感器、動作器(執行器)和微能源三大部分組成。
微機電系統是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產的基本特點。
MEMS是一項革命性的新技術,廣泛應用于高新技術產業,是一項關系到國家的科技發展、經濟繁榮和國防安全的關鍵技術。在十四五規劃的集成電路綱要就包含了MEMS。
MEMS相關產業政策
近年來,中國發展智能傳感器產業已上升為國家戰略。隨著一系列政策的頻繁出臺以及3C產品、汽車電子等下游行業的快速發展,中國MEMS傳感器市場需求旺盛,歷年持續保持快速增長,從細分領域來看,慣性傳感器、壓力傳感器、麥克風等領域均保持連年增長的趨勢。
資料來源:國務院,國家發改委,工業和信息化部
二、MEMS主要分類和應用
MEMS 傳感器種類很多,也有多種分類方法。按其工作原理,大致可分為 MEMS 物理、化學和生物傳感器,其中每一種 MEMS 傳感器又可分為很多種小類,不同的 MEMS 傳感器可以測量不同的量,實現不同的功能。主要的 MEMS 傳感器包括運動傳感器、壓力、麥克風、環境、光傳感器等。其中運動傳感器可分為陀螺儀、加速度計、磁力計。
從產品結構上看,目前全球排名前五的MEMS傳感器細分領域為射頻、壓力、麥克風、加速計和陀螺儀,占比接近65%;中國市場的這一排序為射頻、壓力、麥克風、慣性和加速度計,與全球市場相似。
圖3 MEMS產品結構傳感器分類
三、MEMS產業鏈
類似于傳統半導體產業,主要包括了四大部分:前端 Fabless 設計環節、ODM 代工晶圓廠生產環節、封裝測試到下游最終應用的四大環節。
圖4 MEMS產業鏈
圖5 MEMS產業鏈細分
中國的設計、制造、封裝測試廠商都在積極布局 MEMS,已形成完整 MEMS 的產業鏈。
圖6 MEMS產業鏈企業分布
長三角區域:以上海、無錫、南京為中心。逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產體系及產業配套。
珠三角區域:以深圳中心城市為主。由附近中小城市的外資企業組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產業體系。
東北地區:以沈陽、長春、哈爾濱為主。主要生產 MEMS 力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。
京津區域:主要以高校為主。從事新型傳感器的研發,在某些領域填補國內空白。北京已建立微米 / 納米國家重點實驗室。
中部地區:以鄭州、武漢、太原為主。產學研緊密結合的模式,在 PTC/NTC 熱敏電阻、感應式數字液位傳感器和氣體傳感器等產業方面發展態勢良好。
圖8 國內MEMS企業分布
四、現有市場競爭格局