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行业前瞻丨MEMS传感器,近千亿市场背后的国产突围


  来源: 汉威科技 时间:2022-12-09 编辑:仪器仪表WXF
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传感器与计算机、通信并称为现代信息技术的三大支柱。当计算机向深度学习、人工神经网络等类人脑方向发展,通信向5G、6G、物联网等方向发展,传感器将何去何从?


传感器被称为“电五官”,其发展大致经历了三个阶段:结构型传感器(始于20世纪50年代)、固体传感器(始于20世纪70年代)、智能传感器(始于20世纪末)。近年来,在需求牵引和技术推动的影响下,集成化、微型化、低功耗、高性能、智能化成为传感器的整体发展趋势,而MEMS传感器就是这一趋势下的重要方向之一。


MEMS传感器增长迅速

2026年规模可达893亿元


MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)即微机电系统,是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。


△MEM工艺流程


MEMS产品尺寸一般在1μm~1mm之间(头发直径约50μm),可在微观尺度上单独或批量执行传感、控制和驱动操作,并在宏观尺度上实现各类功能,兼具微型化、低成本、高效能、可大批量生产等优点。


△MEMS传感器&执行器


MEMS产品主要分为MEMS传感器和MEMS执行器两大类。其中MEMS传感器是用于探测和检测物理、化学、生物等现象和信号的器件,而MEMS执行器是用于实现机械运动、力和扭矩等行为的器件。


MEMS传感器是整个MEMS市场的主力军,占比约为74%。据Yole预测,MEMS传感器全球市场规模将由2020年的90亿美元增长至2026年的128亿美元(折合人民币893亿元),CAGR(年均复合增长率)为6.1%,规模增长迅速。


奋起直追

国产MEMS传感器大有可为


我国MEMS传感器的起步时间相对较晚,种种原因造成我国MEMS传感器产业与国外有明显差距。为此,我国陆续出台相关政策,大力支持MEMS传感器产业的发展。


2016年,我国发布《“十三五”国家科技创新规划》,提出要开展MEMS传感器的研发,提高自主研发能力,开展工业传感器核心器件、智能仪器仪表、传感器集成应用等技术攻关。


此后,我国又陆续发布《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019)》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020)》《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策》《产业结构调整指导目录(2019年本)》《2019年工业强基重点产品,工艺“一条龙”应用计划示范企业和示范项目公示》《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023 年)》,以及“十四五”规划等政策,在宏观层面对我国MEMS传感器产业的发展起到了很好的指导、帮扶作用。


我国部分省市也有出台相关政策,支持当地传感器企业的发展。如广州、上海等明确表示,会对MEMS传感器相关企业在当地落户、设立研发中心、产值突破一定金额等给予相应的资金奖励。


值得注意的是,我国在2021年末发布的《科学技术进步法》提到,“对境内自然人、法人和非法人组织的科技创新产品、服务,在功能、质量等指标能够满足政府采购需求的条件下,政府采购应当购买;首次投放市场的,政府采购应当率先购买, 不得以商业业绩为由予以限制。”各地纷纷响应,陆续出台“政府集中采购目录及标准”,自此拉开了国产替代的大幕。实际上,不仅是政府采购,随着近年来国产品牌的崛起,民营国产品牌也开始青睐国内上游供应商,这无疑又为国产MEMS传感器注入一剂强心剂。


简而言之,下游需求牵引、产业政策支持以及国产替代,为我国MEMS传感器的弯道超车创造了机会。


MEM传感器的主战场


在下游应用领域方面,消费、汽车、工业、医疗、航空航天、通信等将成为MEMS传感器的主战场。


△部分汽车传感器


以汽车为例,一辆汽车就有上百个传感器,智能型汽车甚至能达到200多个,常见的如汽车动力系统的氧传感器、曲轴位置传感器,底盘系统的加速度传感器、扭矩传感器,智能驾驶相关的激光雷达等,其中有相当一部分为MEMS传感器。


随着智能汽车、新能源汽车等的不断发展,为了追求更加健康、安全、舒适的驾乘体验,车载空气质量检测、新能源车电池安全检测等功能不断出现,与之对应的车载MEMS传感器也愈加丰富。


△汉威ZM102车载空气质量模块


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