行業(yè)前瞻丨MEMS傳感器，近千億市場背后的國產(chǎn)突圍
傳感器與計算機、通信并稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱。當計算機向深度學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等類人腦方向發(fā)展，通信向5G、6G、物聯(lián)網(wǎng)等方向發(fā)展，傳感器將何去何從？
傳感器被稱為“電五官”，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：結(jié)構(gòu)型傳感器（始于20世紀50年代）、固體傳感器（始于20世紀70年代）、智能傳感器（始于20世紀末）。近年來，在需求牽引和技術(shù)推動的影響下，集成化、微型化、低功耗、高性能、智能化成為傳感器的整體發(fā)展趨勢，而MEMS傳感器就是這一趨勢下的重要方向之一。
MEMS傳感器增長迅速
2026年規(guī)模可達893億元
MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）即微機電系統(tǒng)，是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械結(jié)構(gòu)、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(tǒng)。
△MEM工藝流程（點擊看大圖）
MEMS產(chǎn)品尺寸一般在1μm~1mm之間（頭發(fā)直徑約50μm），可在微觀尺度上單獨或批量執(zhí)行傳感、控制和驅(qū)動操作，并在宏觀尺度上實現(xiàn)各類功能，兼具微型化、低成本、高效能、可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點。
△MEMS傳感器&執(zhí)行器（點擊看大圖）
MEMS產(chǎn)品主要分為MEMS傳感器和MEMS執(zhí)行器兩大類。其中MEMS傳感器是用于探測和檢測物理、化學、生物等現(xiàn)象和信號的器件，而MEMS執(zhí)行器是用于實現(xiàn)機械運動、力和扭矩等行為的器件。
MEMS傳感器是整個MEMS市場的主力軍，占比約為74%。據(jù)Yole預測，MEMS傳感器全球市場規(guī)模將由2020年的90億美元增長至2026年的128億美元（折合人民幣893億元），CAGR（年均復合增長率）為6.1%，規(guī)模增長迅速。
奮起直追
國產(chǎn)MEMS傳感器大有可為
我國MEMS傳感器的起步時間相對較晚，種種原因造成我國MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)與國外有明顯差距。為此，我國陸續(xù)出臺相關(guān)政策，大力支持MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃（左右滑動查看）
2016年，我國發(fā)布《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，提出要開展MEMS傳感器的研發(fā)，提高自主研發(fā)能力，開展工業(yè)傳感器核心器件、智能儀器儀表、傳感器集成應(yīng)用等技術(shù)攻關(guān)。
此后，我國又陸續(xù)發(fā)布《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動指南（2017-2019）》《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020）》《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策》《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2019年本）》《2019年工業(yè)強基重點產(chǎn)品，工藝“一條龍”應(yīng)用計劃示范企業(yè)和示范項目公示》《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2023 年）》，以及“十四五”規(guī)劃等政策，在宏觀層面對我國MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了很好的指導、幫扶作用。
廣州、上海MEMS傳感器相關(guān)政策（左右滑動查看）
我國部分省市也有出臺相關(guān)政策，支持當?shù)貍鞲衅髌髽I(yè)的發(fā)展。如廣州、上海等明確表示，會對MEMS傳感器相關(guān)企業(yè)在當?shù)芈鋺簟⒃O(shè)立研發(fā)中心、產(chǎn)值突破一定金額等給予相應(yīng)的資金獎勵。
值得注意的是，我國在2021年末發(fā)布的《科學技術(shù)進步法》提到，“對境內(nèi)自然人、法人和非法人組織的科技創(chuàng)新產(chǎn)品、服務(wù)，在功能、質(zhì)量等指標能夠滿足政府采購需求的條件下，政府采購應(yīng)當購買；首次投放市場的，政府采購應(yīng)當率先購買， 不得以商業(yè)業(yè)績?yōu)橛捎枰韵拗啤！备鞯丶娂婍憫?yīng)，陸續(xù)出臺“政府集中采購目錄及標準”，自此拉開了國產(chǎn)替代的大幕。實際上，不僅是政府采購，隨著近年來國產(chǎn)品牌的崛起，民營國產(chǎn)品牌也開始青睞國內(nèi)上游供應(yīng)商，這無疑又為國產(chǎn)MEMS傳感器注入一劑強心劑。
簡而言之，下游需求牽引、產(chǎn)業(yè)政策支持以及國產(chǎn)替代，為我國MEMS傳感器的彎道超車創(chuàng)造了機會。
MEM傳感器的主戰(zhàn)場
在下游應(yīng)用領(lǐng)域方面，消費、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、航空航天、通信等將成為MEMS傳感器的主戰(zhàn)場。
△部分汽車傳感器
以汽車為例，一輛汽車就有上百個傳感器，智能型汽車甚至能達到200多個，常見的如汽車動力系統(tǒng)的氧傳感器、曲軸位置傳感器，底盤系統(tǒng)的加速度傳感器、扭矩傳感器，智能駕駛相關(guān)的激光雷達等，其中有相當一部分為MEMS傳感器。
隨著智能汽車、新能源汽車等的不斷發(fā)展，為了追求更加健康、安全、舒適的駕乘體驗，車載空氣質(zhì)量檢測、新能源車電池安全檢測等功能不斷出現(xiàn)，與之對應(yīng)的車載MEMS傳感器也愈加豐富。
△漢威ZM102車載空氣質(zhì)量模塊
比如車載空氣質(zhì)量傳感器。城市交通日漸擁堵，有大量汽車尾氣被排放到空氣中，駕駛車輛時，如長時間開啟空調(diào)外循環(huán)會吸入尾氣，而長時間開啟內(nèi)循環(huán)也會造成車內(nèi)空氣質(zhì)量下降。漢威科技集團推出的ZM102車載空氣質(zhì)量模塊將MOX半導體氣體傳感器、MEMS制造工藝、高性能微處理器相結(jié)合，可檢測汽車外部環(huán)境的空氣污染水平。如前車排放尾氣，可控制關(guān)閉汽車空調(diào)的進氣門，以保持車廂內(nèi)空氣清潔，再配合車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)，合理切換空氣內(nèi)外循環(huán)，可顯著提升駕乘體驗。
漢威部分車載傳感器方案
漢威科技集團還有車載酒精檢測、新能源汽車電池安全檢測、氫能源安全檢測等車載傳感器解決方案，也用到了MEMS傳感器，可以為人們提供更舒適智能的駕乘體驗，守護人們的安全。
與此同時，漢威科技集團的MEMS傳感器還可用于工業(yè)安全、環(huán)境監(jiān)測、智慧城市、智能家居、醫(yī)療健康等諸多領(lǐng)域，已融入人們生產(chǎn)、生活的方方面面。
結(jié)語
漢威科技集團崇尚創(chuàng)新和研發(fā)，建設(shè)了以漢威研究院為核心，涵蓋北京、上海、深圳國內(nèi)研發(fā)中心和美國、德國、新加坡海外研發(fā)中心在內(nèi)的全球研發(fā)創(chuàng)新體系，現(xiàn)已擁有專利總數(shù)729項（其中發(fā)明專利113項），軟件著作權(quán)734項。我國的MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展期，要想抓住行業(yè)機遇，就需要不斷加大研發(fā)力度，突破國際壟斷，實現(xiàn)核心工藝的自主可控，不斷推出高質(zhì)量產(chǎn)品，助力行業(yè)快速發(fā)展。
