一、MEMS傳感器產業概況

　　1、MEMS基本構成

　　MEMS，（Micro-Electro Mechanical Systems），也稱為微電子機械系統、微系統、微機械等，是在微電子技術（半導體制造技術）基礎上發展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術制作的高科技電子機械器件。MEMS 可分為若干個獨立的功能單元，包括微結構元器件、微傳感器、微執行器和微系統等。簡單來說，其工作原理是外部環境物理、化學和生物信號輸入，通過測量得到感應器輸出電信號，經過信號處理（模擬信號或數字信號）后，由微執行器執行動作，達到與外部環境“互動”的功能。

MEMS 的基本構成

MEMS 微加速度傳感器

　　2、MEMS工作原理

　　MEMS 微加速度傳感器的工作原理：外界加速度變化時，質量塊的位移也發生相應變化，這時可動感應器和固定感應器之間的電容就會發生相對應的變化。通過測量得到感應器輸出電壓變化，就等同于測得了執行器的位移，一旦執行器位移與待測加速度之間的對應關系確定，那么輸出電壓與外界加速度也就有了確定的關系，也就是說通過輸出電壓就能測到外界加速度。

　　MEMS 硅壓阻式壓力傳感器工作原理：采用周邊固定的圓形應力杯硅薄膜內壁，用MEMS技術直接將四個高精密半導體應變片刻制在其表面應力最大處，組成惠斯頓測量電橋，作為力電變換測量電路，將壓力這個物理量直接變換成電量，當外面的壓力經引壓腔進入傳感器應力杯中，四個電阻應變片因形變而發生電阻變化，破壞原先的惠斯頓電橋電路評分，電橋輸出與壓力成正比的電壓信號。

　　3、MEMS分類

　　MEMS 傳感器的門類和品種十分繁多，按其工作原理，可大致分為物理型、化學型和生物型三類。而在每一類別中，又可分為多個小類。不同的MEMS 傳感器被用來測量不同的量，其結構特點也不盡相同。作為在物聯網中感知層中獲取第一手信息的傳感器，MEMS 傳感器不僅種類繁多，而且應用領域廣泛，已在物聯網、消費電子、汽車工業、生物醫學、通信、國防軍工、航空航天等領域得到廣泛應用。

MEMS 種類齊全

　　4、傳感器區域市場分布

　　截至2014 年，美國、日本等少數經濟發達國家占據了傳感器市場70%以上份額，發展中國家所占份額相對較少。其中，市場規模最大的3 個國家分別是美國、日本和德國，分別占據了傳感器整體市場份額的29.0%、19.5%、11.3%。未來，隨著中國、印度、巴西等發展中國家經濟的持續增長，對傳感器的需求也將大幅增加。到2016 年，亞太地區的傳感器市場有望達到38%，中國的傳感器市場有巨大的發展潛力。

傳感器區域市場分布

　　二、MEMS傳感器應用領域及空間

　　隨著電子技術的發展，MEMS 的應用領域越來越廣泛，由最早的工業、軍用航空應用走向普通的消費市場。軍用與航空屬于所謂的高價值MEMS 應用領域，但是這兩個領域的用量太小了，一年也就四千萬美金左右，增長空間也是有限的。醫療電子上的MEMS 器件價值也不錯，它的傳感器的平均銷售價格遠高于其它可比的MEMS 領域。

MEMS 各應用領域占比

　　1、汽車電子

　　MEMS 傳感器的第一波跨越式增長就是由汽車應用領域推動的。國際汽車安全標準的不斷提高和汽車科技化、智能化的發展趨勢驅使MEMS 傳感器越來越多地應用于汽車領域。全球平均每輛汽車包含10 個傳感器，在高檔汽車中，大約采用25 至40 只MEMS 傳感器，未來隨著汽車智能化的進一步發展，傳感器的應用將會更加廣泛。MEMS 傳感器的應用方向包括車輛的防抱死系統(ABS)、電子車身穩定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動手剎(EPB)、斜坡起動輔助(HAS)、胎壓監控(EPMS)、引擎防抖、車輛傾角計量和車內心跳檢測等等，它比傳統的傳感器更加高效和精確。

　　目前，壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器四類器件合計占汽車MEMS 系統的99%。MEMS 壓力傳感器是汽車中應用最多的傳感器，它廣泛應用于輪胎壓力，電子穩定控制系統中的剎車傳感器，側面氣囊，與日益嚴格的排放標準相關的引擎控制，大氣壓力與廢氣再循環壓力等十幾個領域。按2013 年的銷售額計算，最大的五種汽車MEMS 應用分別為：ESC，安全氣囊，進氣歧管絕對壓力(MAP)，TPMS 與翻滾探測。總體來看，中國的汽車MEMS 傳感器遠遠快于全球的平均增長速度。中國汽車MEMS 銷售額在2010 年是1.943 億美元，預計2016 年MEMS 銷售額可達4 億美元以上。

傳感器在汽車中的應用

　　2、消費電子

　　隨著消費電子領域大發展及產品創新不斷涌現，消費電子已經在智能手機和平板電腦的推動下，取代汽車領域成為MEMS 最大的應用市場。據相關預測，2013至2018 年間，全球消費電子MEMS 傳感器市場將以18.5%的年復合增長率增長，到2018年將達到64 億美元。市場規模將從2013 年的28.5 億美元增長到2019 年的64 億美元，出貨量將從2013 年的58 億增長到2019 年的189 億，其中，智能手機和平板電腦的占比可達90%。

消費電子發展趨勢

平板&手機傳感器市場

可穿戴設備發展趨勢圖

　　MEMS 傳感器在消費電子領域的應用包括運動/墜落檢測、導航數據補償、游戲/人機界面、電源管理、GPS 增強/盲區消除、速度/距離計數等等，革命性的功能進步使其在各領域的滲透能力大大增強。以MEMS 一個重要的應用領域手機為例，應用最多的傳感器是加速計、陀螺儀與MEMS 硅麥克風，其中加速度計是該市場中第一大應用產品。MEMS 麥克風的銷售額2014 年已經接近10 億美元，IHS 表示全球MEMS 麥克風市場仍將連續5 年維持18%的年復合成長率。另外，一批新型的MEMS 傳感器也來勢兇猛地進入市場，包括磁力計、指紋傳感器、環境傳感器、MEMS 手機攝像頭等。

　　據預測，2014-2019 年，消費電子領域的復合增速可達11%作右，市場規模由2014 年的59億美元將增長到100 億美元以上。醫療市場將成為另一個亮點，將從24.5 億美元增長至2019年的72 億美元左右，年復合增長率近30%。不僅如此，物聯網未來的快速發展將必然給MEMS 帶來更廣闊的應用空間。

　　三、MEMS 傳感器市場規模預測

　　預計，未來汽車應用領域和消費電子領域的MEMS 產品需求量仍將占據MEMS 市場主導地位，因此在當前國內MEMS 生產商在技術方面較國外供應商并不具備優勢的情況下，可以與國內主要科研機構開展校企合作，依托企業現有的技術以及生產工藝水平，在MEMS
市場上選擇MEMS 壓力傳感器（未來5 年內產值的預計復合增長率：8.2% ），MEMS 麥克風（未來5 年內產值的預計復合增長率：11% ）與MEMS 慣性傳感器（未來5 年內產值的預計CAGR：8%）作為主要產品入手，謀求擴大市場份額。

全球MEMS市場產值現狀及未來預測（百萬美元）

　　數據顯示，全球MEMS 傳感器產品需求近年增勢迅猛，2014 年MEMS 傳感器市場規模超過130 億美元，平均以12%-13%的增長率增長， 2020 年MEMS傳感器市場預計將達到300 億美元。