一． MEMS簡介
MEMS是微機電系統(Micro-ElectroMechanical System)的簡稱，是指尺寸在幾毫米乃至更小的傳感器裝置，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。具體來說，它是微電路和微機械按功能要求在芯片上的集成，基于光刻、腐蝕等半導體技術，融入超精密機械加工，并結合材料、力學、化學、光學等，使一個毫米或微米級別的MEMS系統具備精確而完整的電氣、機械、化學、光學等特性。
MEMS是一種先進的制造技術平臺。它是以半導體制造技術為基礎發展起來的。具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等優點。MEMS的出現和發展是微觀尺度制造技術的演進與革命，是當前交叉學科的重要研究領域，涉及電子工程、材料工程、機械工程、信息工程等多項科學技術工程。
MEMS原來主要應用在軍工領域，隨著消費家電領域和物聯網的發展，MEMS越來越多的應用在日常生活中。高端手機普遍裝配有加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀、硅麥克風、指紋傳感器、距離傳感器，環境光傳感器、磁傳感器等數種MEMS產品。在可穿戴產品中，MEMS器件的應用也越來越廣泛，如測量運動記錄步數的加速度傳感器、進行心率監控的心率監控傳感器、測量血氧值的血氧傳感器、感知海拔高度變化的氣壓傳感器等等。可以說，慣性傳感器已經成為了智能手機、平板電腦和可穿戴設備的標配，并且其他各種類型的MEMS傳感器在消費電子領域的應用也正逐步普及。
二． 我國MEMS現狀
目前，中國MEMS產業尚處于起步階段。目前，具有一定知名度和出貨量的本土MEMS企業仍然屈指可數，逐鹿中國市場的主要競爭者仍以跨國企業為主。如今，我國MEMS傳感器產品在精度和敏感度等性能指標上與國外存在巨大差距，應用范圍也多局限于傳統領域。中高檔傳感器產品幾乎100%從國外進口，90%的芯片依賴國外。
從MEMS產業的設計、制造和封裝三個環節來看，國內缺乏對MEMS相關關鍵技術的自主研發和產業化能力。我國尚無一套有自主知識產權的傳感器設計軟件，國產傳感器可靠性也遠不如國外同類產品;MEMS制造能力更為薄弱，國內具備一定規模的設計企業基本選擇國外代工廠，而多數小型設計企業選擇與科研院所的中試線綁定，這就導致產業化進程相對緩慢;我國的MEMS封裝尚未形成系列、標準和統一接口。
由于我國MEMS產業起步較晚，我國的MEMS傳感器產品多處于技術相對成熟、市場格局相對穩定的傳統MEMS應用領域，而新興領域的MEMS產品在測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性、可靠性等方面與國外差距較大，尚未形成具有市場競爭力、較為完善的產品系列，產品結構略顯單薄。
三、MEMS市場情況
MEMS 市場規模大，增長速度快，傳感器仍是當前主要產品：1)MEMS 具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等優點。2)MEMS市場仍處于起步階段，MEMS 當前市場規模約為120 億美元，有望在2020 年達到近200 億美元，CAGR達到11.6%，遠超傳統半導體行業個位數的增速。3)MEMS 傳感器在整個MEMS 市場所占份額超過70%。隨著MEMS執行器生產技術的成熟和應用場景的增加，也會實現快速增長。
MEMS 下游主要為汽車和消費電子：1)在2010 年至2015 年期間，汽車領域MEMS 市場的CAGR 為6.8%，高于消費電子的5.1%增速。2)未來下游應用領域中快速增長的是消費電子，2015 年至2020 年CAGR 為10.9%。3)隨著產品的不斷成熟，航空航天、醫學和工業的應用也逐漸普及。
MEMS 應用周期縮短，產業鏈從IDM 走向分工：1)MEMS 前端研發需要大量的資金與時間，風險高，并且MEMS 產品種類多、個性化，參與企業以IDM為主，隨著MEMS 產品需求量增加、產業化周期縮短，產業鏈分工模式成為趨勢。2)目前近67%的MEMS 業務仍然在IDM環節，但大批量、標準化產品的需求增加之后，產業鏈走向分工將成為趨勢。其中設計廠商在專業分工領域的產值規模較高。
MEMS 行業仍由海外掌控 中國產業鏈逐步完善：1)全球排名前十的供應商能夠占據50%以上的市場份額，但競爭也日益激烈。并且產業格局的變化也影響了MEMS 的競爭格局。2)MEMS 行業能覆蓋多條MEMS 產品線以及具備系統級產品的仍以海外企業為主。3)國內MEMS 產業鏈初步完善，目前掣肘在于設計和系統級產品。
消費電子創新及汽車智能化成為MEMS 最大增長助力：1)移動終端MEMS傳感器增長來自于滲透率提升及新型產品的需求增加，預計2012-2018 年移動終端上MEMS 市場規模年均增速將達20%。壓力、溫濕度傳感器、光學MEMS 等增長最快。2)穿戴式設備對MEMS 需求數量也在不斷增加。未來5 年全球穿戴式設備領域的MEMS 傳感器會超過30%CAGR。3)智能駕駛拉動汽車MEMS傳感器滲透率提高：當前一輛車大約使用50-100 個MEMS傳感器，隨著安全性和智能化的需求增加，所需使用的MEMS 傳感器數量還將繼續增加。未來5 年，汽車領域的MEMS 傳感器市場將保持4.3%的年復合增長率。由于汽車傳感器認證周期長，安全性要求高，產品價格相對較穩定，且毛利率較高，進入該領域仍具有較好的競爭優勢。
四． 我國MEMS未來展望
a.中國大力支持MEMS傳感器發展，已成全球增長引擎。我國對MEMS傳感器十分重視，出臺了系列文件大力支持其發展。例如，在我國發布的《中國制造2025》和《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》中均提及要大力推動傳感器等智能感知元器件的發展和技術突破。“863”計劃和國家科技重大專項均部署了一批MEMS傳感器的研發和產業化項目。因此，盡管MEMS傳感器在我國商業化的時間不到10年，我國MEMS傳感器行業在快速發展下，已成為全球MEMS傳感器行業的增長引擎，構建了從科研、產品開發、設計到代工制造、封裝測試、下游應用的完整產業鏈，重點產品包括運動類、聲學類、射頻類、紅外成像等多個領域。
b.中國MEMS傳感器產業鏈趨于完整，主要分布在長三角、珠三角地區。在中國MEMS產業鏈中，科研環節上，我們有包括清華北大等眾多高校以及科研機構；產品研發則主要包括括上海微技術工業研究院、蘇州納米城、無錫物聯網等單位；設計環節有MEMSIC、硅睿科技、敏芯微電子等；代工制造包括中芯國際、華虹宏力、CSMC、ASMC、耐威科技；封裝測試包括長電科技、華天科技、通富微電、晶方科技等；下游應用包括智能手機、平板電腦、汽車、工業等領域。
圖表：中國MEMS產業鏈
c.應用領域上，主要有消費移動領域、汽車與工業領域和生物與醫療領域等。其中，我國MEMS企業主要分布在消費與移動領域和汽車與工業領域；主要產品包括壓力傳感器、麥克風、紅外熱成像等。
d.新興MEMS傳感器是產業投資的重點方向，同時軟件正成為MEMS傳感器的重要組成部分。隨著傳感器進一步集成，越來越多的數據需要處理，軟件使得多種數據融合成為可能。軟件將是未來的投資機會。
結束語
聯網是我國未來十年的核心發展戰略，MEMS傳感器則是物聯網中不可或缺的一環，下一個十年，會涌現出遠比現在主流MEMS傳感器更有市場前景的MEMS產品，期待中國MEMS產業能躋身世界前列。
