MEMS是Micro Electro Mechanical System的縮寫，簡(jiǎn)稱微機(jī)電系統(tǒng)，是按功能要求在芯片上把微電路和微機(jī)械集成于一體的系統(tǒng)。MEMS基于光刻、腐蝕等傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)，融入超精密機(jī)械加工，并結(jié)合力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等學(xué)科知識(shí)和技術(shù)基礎(chǔ)，使得一個(gè)毫米或微米級(jí)的MEMS具備精確而完整的機(jī)械、化學(xué)、光學(xué)等特性結(jié)構(gòu)。MEMS產(chǎn)品主要可以分為MEMS傳感器和MEMS執(zhí)行器，其中傳感器是用于探測(cè)和檢測(cè)物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象和信號(hào)的器件，而執(zhí)行器是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、力和扭矩等行為的器件。  
      圖1  MEMS傳感器及局部顯微放大            資料來(lái)源：Vesper       圖2  MEMS傳感器工作原理            資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院      

圖3  MEMS傳感器分類

資料來(lái)源：賽迪顧問(wèn)

  MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械技工技術(shù)工藝制造出來(lái)的微型傳感器，種類繁多，是使用最廣泛的MEMS產(chǎn)品，通過(guò)微傳感元件和傳輸單元把輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換并導(dǎo)出另一種可監(jiān)測(cè)信號(hào)。與傳統(tǒng)工藝制造的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。  
       MEMS傳感器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛  
       作為獲取信息和實(shí)現(xiàn)交互的關(guān)鍵器件，MEMS對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的微型化起著重要的推動(dòng)作用。MEMS傳感器已在汽車電子、消費(fèi)電子、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。消費(fèi)電子和汽車為目前MEMS最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。從2019年全球MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，消費(fèi)電子為主要應(yīng)用領(lǐng)域，占比接近60%；汽車為第二大應(yīng)用領(lǐng)域，占比約19%。從2019年中國(guó)MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)與通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子合計(jì)占比50%，汽車領(lǐng)域占比29%。隨著新能源車滲透率進(jìn)一步提升與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在2019年，網(wǎng)絡(luò)與通信、汽車電子占據(jù)MEMS市場(chǎng)應(yīng)用半數(shù)以上的份額，隨著5G、智能網(wǎng)聯(lián)的落地，MEMS的滲透率將繼續(xù)提升，上述領(lǐng)域的市場(chǎng)空間有望進(jìn)一步打開(kāi)。  
      圖4  2019年全球MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)            資料來(lái)源：Yole Development，國(guó)泰君安證券研究       圖5  2019年中國(guó)MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)            資料來(lái)源：Yole Development，國(guó)泰君安證券研究  
  MEMS傳感器發(fā)展歷程  
      [敏感詞]階段是從1990年到2000年，汽車的電子設(shè)備以及應(yīng)用逐漸增多推動(dòng)MEMS傳感器應(yīng)用落地，例如：安全氣囊、制動(dòng)壓力、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。對(duì)這些需求的增長(zhǎng)，使得歐洲、日本和美國(guó)的企業(yè)開(kāi)始研發(fā)并且大量生產(chǎn)汽車周邊所用的MEMS傳感器產(chǎn)品；  
  第二階段是從2000年到2010年，驅(qū)動(dòng)力為消費(fèi)電子的快速發(fā)展。消費(fèi)電子產(chǎn)品如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等要求MEMS傳感器產(chǎn)品有更小的體積和更低的能耗表現(xiàn)；
 
  第三階段是從2010年到2020年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使得MEMS傳感器行業(yè)擁有了巨大的發(fā)展空間。除了智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子之外，MEMS傳感器將會(huì)在AR/VR、智能手表、智能駕駛、智慧物流、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
 
  第四階段是從2020年起，隨著自動(dòng)駕駛、5G發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)普及，MEMS的發(fā)展空間被進(jìn)一步拓展，通過(guò)提高M(jìn)EMS傳感器產(chǎn)品各項(xiàng)性能，以滿足更小、更低能耗、更高性能的需求。  
     

圖6  MEMS傳感器的發(fā)展階段

資料來(lái)源：愛(ài)集微，國(guó)泰君安證券研究

         

行業(yè)剛剛步入成長(zhǎng)期

從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，2019年全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模為115億美元，COVID-19導(dǎo)致2020年市場(chǎng)增速放緩，從2021年起市場(chǎng)將恢復(fù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)將達(dá)到近177億美元，2019-2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為7.4％。在中國(guó)消費(fèi)電子、汽車電子以及工業(yè)快速發(fā)展的背景下，中國(guó)是過(guò)去5年MEMS市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)最快的國(guó)家，也是全球[敏感詞]的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)。手機(jī)以及平板對(duì)MEMS產(chǎn)品需求非常大，中國(guó)的手機(jī)出貨量為全球[敏感詞]，手機(jī)產(chǎn)業(yè)所需的光傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器等MEMS傳感器供應(yīng)商已經(jīng)將中國(guó)視為最重要的市場(chǎng)。根據(jù)賽迪智庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，2019年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模約600億元，占全球市場(chǎng)比例約54%；國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增速持續(xù)高于全球，預(yù)計(jì)2022年中國(guó)MEMS市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1000億元人民幣。  
      圖7  全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模增速加快           資料來(lái)源：Yole Development，賽迪顧問(wèn)，國(guó)泰君安證券研究      圖8  中國(guó)是過(guò)去5年MEMS市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)最快的國(guó)家            資料來(lái)源：賽迪顧問(wèn)，國(guó)泰君安證券研究      
  從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，目前全球排名前五的MEMS傳感器細(xì)分領(lǐng)域?yàn)樯漕l、壓力、麥克風(fēng)、加速計(jì)和陀螺儀，占比接近65%；中國(guó)市場(chǎng)的這一排序?yàn)樯漕l、壓力、麥克風(fēng)、慣性和加速度計(jì)，與全球市場(chǎng)相似。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2024年市場(chǎng)規(guī)模在10億美元以上的MEMS傳感器細(xì)分領(lǐng)域包括射頻、慣性組合、超聲指紋、壓力、麥克風(fēng)和噴墨打印。  
      圖9  2019年全球MEMS市場(chǎng)結(jié)構(gòu)（按器件類型）            資料來(lái)源：Yole Development，國(guó)泰君安證券研究       圖10  2018-2024年MEMS產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模與復(fù)合增速            資料來(lái)源：Yole Development，國(guó)泰君安證券研究      

圖11  不同領(lǐng)域MEMS市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（億美元）

資料來(lái)源：Yole Development，國(guó)泰君安證券研究

  從應(yīng)用終端來(lái)看，根據(jù)Yole的預(yù)測(cè)，在物聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)5G換機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，全球消費(fèi)級(jí)MEMS市場(chǎng)規(guī)模有望從2019年的68.7億美元增長(zhǎng)至2025年的111.4億美元；在智能汽車滲透率提升的帶動(dòng)下，汽車MEMS市場(chǎng)規(guī)模有望從2019年的21.8億美元增長(zhǎng)至2025年的26億美元，期間的CAGR為3%。另外，工業(yè)、醫(yī)療、通信、[敏感詞]、航空領(lǐng)域的市場(chǎng)需求也在提升。  
  從技術(shù)成熟度角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)MEMS技術(shù)發(fā)展目前尚處于起步階段。在產(chǎn)品研發(fā)方面，我國(guó)雖然申請(qǐng)專利數(shù)量在世界上排名第三，但是專利質(zhì)量較差，核心專利較少；而且，申請(qǐng)專利的單位主要以高校和研究所為主，產(chǎn)業(yè)化程度低，仍需要成果轉(zhuǎn)化。在封裝制造方面，國(guó)內(nèi)缺少代工經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)代工企業(yè)制造出來(lái)的MEMS傳感器可靠性和良品率不能完全達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)的要求，距離市場(chǎng)應(yīng)用仍有一定差距。在企業(yè)規(guī)模方面，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)為中小型企業(yè)，資金不足、吸引人才能力差，導(dǎo)致科研能力較弱，且與高校和研究所合作的通道難以打開(kāi)。
 
  從經(jīng)營(yíng)規(guī)模和利潤(rùn)水平來(lái)看，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)和國(guó)外龍頭企業(yè)仍然有明顯的差距。國(guó)際龍頭公司博通于2019年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入225.97億美元，對(duì)應(yīng)銷售毛利率為55.2%。意法半導(dǎo)體公司2019年?duì)I業(yè)收入154.16億美元，毛利率為38.7%；德州儀器2019年?duì)I業(yè)收入143.83億美元，近幾年毛利率一直為50%多，甚至60%以上。反觀國(guó)內(nèi)企業(yè)，國(guó)內(nèi)排名[敏感詞]的企業(yè)歌爾股份2019年?duì)I業(yè)收入大概50.68億美元，毛利率僅為15.43%。國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外巨頭對(duì)比，營(yíng)收規(guī)模和盈利能力仍有較大差距。   
      圖12  部分MEMS上市公司歷史毛利率（%）            資料來(lái)源：Wind，國(guó)泰君安證券研究      
  從競(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量來(lái)看，由于MEMS傳感器類型較多，生產(chǎn)廠商眾多。2019年中國(guó)MEMS市場(chǎng)主要以外國(guó)廠商為主，博通和博世并駕齊驅(qū)，其他主要競(jìng)爭(zhēng)者包括意法半導(dǎo)體、德州儀器、Qorvo等。美國(guó)廠商占比超過(guò)半數(shù)，歐美、日本廠商在MEMS主要的芯片和微機(jī)電制造領(lǐng)域相對(duì)發(fā)達(dá)。國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)者也有不俗表現(xiàn)，歌爾股份在2019年首次躋身全球MEMS廠商前十，瑞聲科技排名22；代工廠領(lǐng)域，賽微電子控股公司Silex排名[敏感詞]?？傮w來(lái)看，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)者優(yōu)勢(shì)明顯，但國(guó)內(nèi)企業(yè)新秀在加速追趕。  
      圖13  國(guó)內(nèi)MEMS傳感器行業(yè)剛剛步入成長(zhǎng)期            資料來(lái)源：國(guó)泰君安證券研究      
  綜上對(duì)市場(chǎng)規(guī)模、技術(shù)成熟度、企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況、競(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量等方面的分析，我們判斷，國(guó)內(nèi)MEMS傳感器行業(yè)的國(guó)產(chǎn)替代尚處于成長(zhǎng)初期，MEMS國(guó)產(chǎn)企業(yè)正在加快追趕行業(yè)巨頭。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、5G技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)將保持繼續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)替代步伐有望加速。  
         

國(guó)產(chǎn)MEMS廠商發(fā)展空間大

1.國(guó)家政策大力支持MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展  
      MEMS傳感器在現(xiàn)代化科技，例如物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能物流等方面起著非常重要的作用。中國(guó)是全球MEMS傳感器[敏感詞]的市場(chǎng)，中國(guó)MEMS傳感器市場(chǎng)不管是從規(guī)模還是重要程度都是值得關(guān)注的一個(gè)市場(chǎng)。國(guó)家傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化，隨著“制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的大力推進(jìn)，傳感器技術(shù)及傳感器產(chǎn)業(yè)的重要性將日益凸顯，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)傳感器技術(shù)將是我國(guó)科技發(fā)展的重中之重。  
      表1  國(guó)家發(fā)布的部分MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)政策            資料來(lái)源：國(guó)務(wù)院，國(guó)家發(fā)改委，工業(yè)和信息化部，國(guó)泰君安證券研究  
       2.下游市場(chǎng)的需求促進(jìn)MEMS產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)  
       消費(fèi)電子領(lǐng)域是MEMS的[敏感詞]大市場(chǎng)，主要得益于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備和智能家居等領(lǐng)域市場(chǎng)的日益增長(zhǎng)。中國(guó)作為全球[敏感詞]的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地，消耗了全球近一半的MEMS器件。中國(guó)MEMS消費(fèi)電子類產(chǎn)品，例如智能手機(jī)、平板電腦等銷量的持續(xù)增長(zhǎng)，帶動(dòng)了加速傳感器、麥克風(fēng)等MEMS行業(yè)的增長(zhǎng)。此外，隨著智能駕駛和新能源汽車的發(fā)展，汽車電子領(lǐng)域MEMS市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，2019年市場(chǎng)份額達(dá)到17.8%，位居第二。  
  政府大力支持5G領(lǐng)域，中國(guó)已經(jīng)形成了充滿活力的5G產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。投資者對(duì)5G市場(chǎng)充滿信心和希望，為5G的推廣應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。5G是萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)，也推動(dòng)萬(wàn)物互聯(lián)加速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)成為所有行業(yè)期待的下一個(gè)“風(fēng)口”，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)增速領(lǐng)先全球，成為全球最活躍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)，賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè)，中國(guó)5G市場(chǎng)將持續(xù)高速增長(zhǎng)。  
      圖14  中國(guó)2020-2025年中國(guó)5G投資預(yù)測(cè)            資料來(lái)源：賽迪顧問(wèn)，國(guó)泰君安證券研究      
  在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，市場(chǎng)正推動(dòng)著MEMS傳感器市場(chǎng)高速發(fā)展。MEMS傳感器在連接模擬與數(shù)字世界的過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色，其對(duì)周圍環(huán)境的感知和數(shù)據(jù)采集讓我們對(duì)各種設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行有客觀而全面的了解。據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)GSMA統(tǒng)計(jì)，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已從2010年的20億臺(tái)，增長(zhǎng)到2019年的120億臺(tái)，未來(lái)受益于5G商用化和Wi-Fi6的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)潛力巨大。GSMA預(yù)測(cè)，到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到246億臺(tái)，2019到2025年將保持12.7%的復(fù)合增長(zhǎng)率。  
      圖15  物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)快速增長(zhǎng)（單位：十億）            資料來(lái)源：GSMA，國(guó)泰君安證券研究      
  在醫(yī)療領(lǐng)域，COVID-19給整個(gè)世界帶來(lái)了巨大的災(zāi)難，但是這使得醫(yī)療MEMS傳感器市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)。不管是電子體溫計(jì)，還是診斷設(shè)備，或者是呼吸機(jī)，這些醫(yī)療設(shè)備都脫離不了MEMS傳感器，使得這些領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模飛速增長(zhǎng)。Yole預(yù)測(cè)，醫(yī)療MEMS市場(chǎng)2020年會(huì)有10.6%的增長(zhǎng)。此外，疫情增強(qiáng)了人們對(duì)于健康的重視程度，加速了醫(yī)療消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展，時(shí)時(shí)監(jiān)控身體指標(biāo)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備也迅速發(fā)展起來(lái)。由于疫情防控的原因，無(wú)接觸服務(wù)、機(jī)器人配送、機(jī)器人加工廠等需求的激增，間接地促進(jìn)了MEMS產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。此外，人們對(duì)于自動(dòng)化的習(xí)慣養(yǎng)成，導(dǎo)致即使疫情在未來(lái)的某一天結(jié)束，人們?nèi)匀灰蕾囉诨贛EMS的無(wú)人化、自動(dòng)化服務(wù)，所以產(chǎn)業(yè)并不會(huì)縮水，而是會(huì)繼續(xù)保持增長(zhǎng)。  
 
     

免責(zé)聲明：本文轉(zhuǎn)載自“半導(dǎo)體圈子”，本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表薩科微及行業(yè)觀點(diǎn)，只為轉(zhuǎn)載與分享，支持保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原出處及作者，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。

公司電話：+86-0755-83044319
傳真/FAX：+86-0755-83975897
郵箱：1615456225@qq.com
QQ：3518641314 李經(jīng)理  

QQ：332496225   丘經(jīng)理

地址：深圳市龍華新區(qū)民治大道1079號(hào)展滔科技大廈C座809室