總體來看，半導(dǎo)體行業(yè)在基本層面上，可以根據(jù)功能分為感知、傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)等部分。在大多數(shù)情況下，公眾主要關(guān)注最新的邏輯計(jì)算單元CPU/GPU，或存儲(chǔ)芯片、通信芯片、AI芯片等，但對(duì)于其他邊緣芯片（如MEMS傳感器）情況怎樣呢？

并非所有傳感器都是 MEMS，也并非所有 MEMS 都是傳感器，但 MEMS 傳感器無處不在，從智能手機(jī)到汽車，從智能工廠到醫(yī)療設(shè)備。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示 ，近四分之三的半導(dǎo)體傳感器銷售額來自利用MEMS技術(shù)制造的產(chǎn)品。MEMS器件現(xiàn)在已經(jīng)占據(jù)全球傳感器總出貨量的54%。

歌爾股份占 2%，是唯一一家擁有重要市場(chǎng)份額的中國(guó)公司。博通 (11%)、博世 (8%)、意法半導(dǎo)體 (4%) 是中國(guó)市場(chǎng)上一些較大的參與者。不過，整個(gè)行業(yè)相當(dāng)分散，54% 是“其他”公司，這些公司規(guī)模太小，甚至無法占據(jù) 1% 的市場(chǎng)份額。

那么，中國(guó)在其中取得了怎樣的進(jìn)展，美國(guó)的制裁是否起到了作用？

中國(guó)MEMS市場(chǎng)分散，博世、博通、意法半導(dǎo)體等國(guó)外巨頭占據(jù)中國(guó)市場(chǎng)主要份額，超54%市場(chǎng)份額由體量小于1%的“小”公司占有

MEMS 涉及機(jī)械和機(jī)電設(shè)備的小型化，尺寸從微米到毫米不等。MEMS 器件是使用微細(xì)加工技術(shù)創(chuàng)建的，例如半導(dǎo)體行業(yè)中采用的技術(shù)，MEMS和CMOS等半導(dǎo)體技術(shù)已成為智能傳感器主要制造技術(shù)。

這些MEMS設(shè)備包含微小的運(yùn)動(dòng)部件，可以感測(cè)、測(cè)量和控制加速度、壓力、溫度和光等事物，從而形成慣性MEMS、光學(xué)MEMS、生物MEMS、壓力傳感器、氣體傳感器、麥克風(fēng)、MEMS射頻器件等眾多種類。

中國(guó)是全球最大的 MEMS 市場(chǎng)，2022 年市場(chǎng)規(guī)模高達(dá) 144 億美元，到 2025 年可能超過 246 億美元。如今，大多數(shù) MEMS產(chǎn)品進(jìn)入消費(fèi)電子和汽車電子行業(yè)，幾乎占銷售額的 77%。

但存在一個(gè)問題：外國(guó)公司主導(dǎo)著中國(guó)市場(chǎng)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)中國(guó)MEMS企業(yè)的規(guī)模都非常小。60%以上的MEMS產(chǎn)品是進(jìn)口的，如果只計(jì)算中高端MEMS產(chǎn)品，這個(gè)數(shù)字就在80%以上。

歌爾股份占 2%，是唯一一家擁有重要市場(chǎng)份額的中國(guó)公司。博通 (11%)、博世 (8%)、意法半導(dǎo)體 (4%) 是中國(guó)市場(chǎng)上一些較大的參與者。不過，整個(gè)行業(yè)相當(dāng)分散，54% 是“其他”公司，這些公司規(guī)模太小，甚至無法占據(jù) 1% 的市場(chǎng)份額。

博通在中國(guó)MEMS市場(chǎng)的占有份額，來自于手機(jī)中濾波器和前端模塊的價(jià)值所推動(dòng)，隨著4G、5G通信的復(fù)雜性（要求手機(jī)支持多個(gè)頻段）引發(fā)了射頻濾波器的需求飆升，MEMS是5G射頻濾波器主要制造技術(shù)，目前中國(guó)廠商尚無同類大規(guī)模量產(chǎn)產(chǎn)品。2021年博通MEMS營(yíng)收超過14億美元。

博世通過覆蓋消費(fèi)和汽車兩大MEMS市場(chǎng)來確保營(yíng)收的穩(wěn)定增長(zhǎng)，成為目前全球最大的MEMS企業(yè)，2009-2021年，博世MEMS領(lǐng)域的營(yíng)收從4億美元增長(zhǎng)至超過17億美元。博世在多傳感器融合的進(jìn)程中一直保持著領(lǐng)先步伐，從多傳感器融合到加持AI算法的邊緣智能傳感器，未來更多的融合傳感器會(huì)不斷涌現(xiàn)出來，確保博世在智能傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

意法半導(dǎo)體（ST）具有其極具競(jìng)爭(zhēng)力的成本結(jié)構(gòu)和之前在通信和消費(fèi)領(lǐng)域8英寸晶圓上下的“賭注”，公司持續(xù)降低價(jià)格并從中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)贏得一些訂單，意法半導(dǎo)體在9軸慣性器件上面有很大成本優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用商無需支付全套磁力計(jì)組件的費(fèi)用。意法半導(dǎo)體繼續(xù)投資于MEMS技術(shù)(執(zhí)行器、光學(xué)MEMS、生物

MEMS)，因?yàn)檫@些新器件比現(xiàn)有技術(shù)具有更低的成本、新的功能和更好的性能。

▲全球TOP30 MEMS廠商，來源：Yole 2022 MEMS產(chǎn)業(yè)報(bào)告

Intralink統(tǒng)計(jì)過至少有70家中國(guó)MEMS公司，從設(shè)計(jì)，到IDM，再到制造。產(chǎn)品范圍包括音頻、MEMS 反射鏡、微流體、光學(xué)、射頻 MEMS、氣體傳感器、壓力傳感器等。這些公司大多位于上海、江蘇和浙江，其中江蘇省蘇州市是主要生產(chǎn)基地。

據(jù)賽迪顧問報(bào)告顯示，中國(guó)MEMS空間布局初步形成，從總體分布來看，企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，數(shù)量占比超過50%，其中江蘇省占比接近30%。從各省分布來看，江蘇、廣東、上海、北京和浙江擁有的重點(diǎn)MEMS企業(yè)數(shù)量排名前五，重點(diǎn)企業(yè)數(shù)量遠(yuǎn)超出其他省份。

MEMS 投資每年都在增長(zhǎng)，從 2017 年的 43 項(xiàng)不同投資增加到 2022 年的 144 項(xiàng)投資。投資集中在消費(fèi)電子 MEMS、汽車 MEMS、生物醫(yī)療 MEMS 和工業(yè) MEMS。生物醫(yī)學(xué) MEMS 公司的投資最多，但消費(fèi)電子產(chǎn)品帶來的資金最多。

▲來源：賽迪顧問

那么，為什么 MEMS 進(jìn)口量會(huì)增長(zhǎng)，以及它如何推動(dòng)國(guó)內(nèi)技術(shù)和生產(chǎn)呢？首先，讓我們考慮市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素，其次，政府政策。

中國(guó)MEMS市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素和政策，為什么越來越多企業(yè)進(jìn)入MEMS領(lǐng)域？

過去，隨著中國(guó)消費(fèi)電子組裝行業(yè)的增長(zhǎng)，對(duì)高端進(jìn)口傳感器的需求不斷增加，近幾年，即使消費(fèi)電子行業(yè)趨于平緩，但汽車、儲(chǔ)能等新行業(yè)的介入有助于繼續(xù)保持對(duì) MEMS 傳感器需求的增長(zhǎng)。

大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合意味著越來越多的傳感器被用來收集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這些傳感器可應(yīng)用于智能城市和工廠，并在電動(dòng)汽車中普及。

在電動(dòng)汽車中，一些最常見的傳感器是慣性傳感器，如加速度計(jì)和陀螺儀；光學(xué) MEMS，例如用于無人駕駛解決方案的鏡子、用于安全氣囊展開或內(nèi)部電池的壓力傳感器；和熱傳感器來監(jiān)控 BMS 等子系統(tǒng)。現(xiàn)在每輛汽車都使用了 100 多個(gè)MEMS 傳感器，而且這個(gè)數(shù)字還會(huì)增加。

自動(dòng)化和安全，已經(jīng)成為越來越廣泛的需求，無論是在車輛、工廠還是城市中，都需要這些傳感器。

我國(guó)“十四五”規(guī)劃、2021年基礎(chǔ)電子元器件發(fā)展規(guī)劃、2021年物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施三年行動(dòng)計(jì)劃均提到MEMS，甚至要求有針對(duì)性地支持溫度、氣體、運(yùn)動(dòng)、光電、速度和生化傳感器。私營(yíng)企業(yè)已經(jīng)注意到這一點(diǎn)，這就是為什么我們看到越來越多的公司進(jìn)入該領(lǐng)域，而地方政府也增加了他們自己的支持舉措。

▲來源：十四五規(guī)劃

美國(guó)的制裁對(duì)中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)影響有限，或成為中國(guó)半導(dǎo)體的突破點(diǎn)

雖然大多數(shù)美國(guó)制裁專注于高性能半導(dǎo)體制造設(shè)備和計(jì)算芯片，但傳感器已成為政治目標(biāo)，而今年 2 月的中國(guó)氣球事件可能意味著該行業(yè)受到更嚴(yán)格的審查。

自 2018 年以來，至少有 6 家特定于 MEMS 的公司受到美國(guó)某種形式的制裁。包括傳感器在內(nèi)，可能超過 16 家公司。直接稱自己為MEMS企業(yè)的中國(guó)公司包括，美泰電子、諾思微系統(tǒng)、沉陽儀器科學(xué)研究院、北京燕京電子和杭州?？滴?a href="http://www.1cnz.cn/tags/圖像傳感器/" target="_blank">圖像傳感器等。另外有一家在氣球事件后被制裁的公司是專注于傳感器的東莞凌空，這家公司專門從事遙感傳感器。

盡管有這些制裁措施，但大多數(shù)中國(guó) MEMS 公司都沒有受到任何限制。主要原因在于MEMS器件所需的半導(dǎo)體制造設(shè)備制程主要處于微米級(jí)，并不涉及到先進(jìn)制程。目前，先進(jìn)國(guó)家并沒有禁止中國(guó)對(duì)于MEMS制造設(shè)備的獲取，中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備也能滿足本土MEMS制造需要。

市場(chǎng)由外國(guó)公司主導(dǎo)，但我們看不出中國(guó)公司無法與大公司競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)原因。不過，目前大多數(shù)中國(guó)MEMS公司都缺乏規(guī)模產(chǎn)能來在全球范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。

政府對(duì)這一領(lǐng)域的興趣可能會(huì)有所幫助，但我們似乎看到了來自蘇州、深圳、上海等城市的地方政策，而不是中央政府的直接幫助，因?yàn)榕c半導(dǎo)體行業(yè)的其他部分相比，該領(lǐng)域的障礙較少。

Intralink預(yù)計(jì)在未來幾年，我們將看到中國(guó)的大型企業(yè)，如歌爾股份、賽微電子和 蘇州納米城（MEMSRight）逐漸發(fā)展壯大，甚至進(jìn)入國(guó)外市場(chǎng)。

但在可預(yù)見的未來，外國(guó)公司將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。汽車、生物醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域在中國(guó)都顯示出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)潛力，這對(duì) MEMS 產(chǎn)業(yè)來說是利好，

警惕！進(jìn)口MEMS芯片壓縮國(guó)產(chǎn)MEMS設(shè)計(jì)企業(yè)的生存空間

據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示，一種主流MEMS智能傳感器芯片研發(fā)投入在10億人民幣左右，需要數(shù)十人的科研團(tuán)隊(duì)6～8年的積累，數(shù)千萬只（甚至上億只）以上產(chǎn)品批量生產(chǎn)規(guī)模才可能盈利。

而且傳感器芯片研究失敗風(fēng)險(xiǎn)較高，一般中小型的中國(guó)本土企業(yè)難以承受如此高的代價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)，即使研發(fā)成功，也常常難以形成盈利規(guī)模的出貨量。

▲MEMS聲學(xué)傳感器構(gòu)造圖（來自歌爾微招股書）

據(jù)《中國(guó)傳感器發(fā)展藍(lán)皮書》披露，中國(guó)傳感器芯片進(jìn)口率高達(dá)90%以上，中國(guó)做傳感器的企業(yè)很多，但大多數(shù)采用購(gòu)買國(guó)外廠商的MEMS Die芯片+自主封裝的形式貼牌生產(chǎn)傳感器，做傳感器芯片設(shè)計(jì)的企業(yè)寥寥無幾。

得益于規(guī)模優(yōu)勢(shì)，國(guó)外MEMS芯片巨頭能通過適當(dāng)降低MEMS芯片（及ASIC芯片）價(jià)格的方式，獲取市場(chǎng)份額。反之，國(guó)產(chǎn)微小MEMS芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，因規(guī)模、設(shè)計(jì)成本等因素，則難以跟進(jìn)這一策略，從而壓縮國(guó)產(chǎn)初創(chuàng)MEMS設(shè)計(jì)公司的市場(chǎng)空間。

以MEMS聲學(xué)傳感器為例，2020年度，全球MEMS聲學(xué)傳感器市場(chǎng)份額分別為歌爾微（32%）、樓氏電子（31%）、瑞聲科技（12%）、鈺太科技（4.1%）、敏芯股份（3.1%）。而2020年度全球MEMS聲學(xué)傳感器芯片市場(chǎng)份額則為英飛凌（44.2%）、樓氏電子（38.3%）、敏芯股份（6.8%）、歐姆龍（3.5%）、NJRC（2.6%）。

雖然歌爾微、瑞聲科技擁有龐大的MEMS聲學(xué)傳感器出貨量，但在MEMS聲學(xué)傳感器芯片上，英飛凌、樓氏電子兩大巨頭牢牢占據(jù)TOP2，中國(guó)廠商敏芯股份以6.8%位列第三，是唯一主要MEMS聲學(xué)傳感器芯片供應(yīng)商，但遠(yuǎn)落后于英飛凌和樓氏。

其他傳感器芯片領(lǐng)域情況，與MEMS聲學(xué)傳感器領(lǐng)域大同小異，中國(guó)傳感器市場(chǎng)產(chǎn)值小，而中國(guó)傳感器芯片市場(chǎng)更是可以忽略，90%中高端傳感器芯片靠進(jìn)口并非聳人聽聞。

▲來源：歌爾微招股書

結(jié)語

2011年，美國(guó)行業(yè)認(rèn)為MEMS工藝已經(jīng)成熟，可以廣泛推廣應(yīng)用，確立并形成了傳感器產(chǎn)業(yè)圍繞MEMS工藝技術(shù)和應(yīng)用兩大方向創(chuàng)新與突破。

過去10年間，受益于手機(jī)和TWS無線耳機(jī)等消費(fèi)電子，MEMS市場(chǎng)快速壯大，智能傳感器市場(chǎng)迎來高速發(fā)展。我國(guó)涌現(xiàn)一批優(yōu)秀的傳感器企業(yè)，并在這幾年國(guó)產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)迎來了上市浪潮。

當(dāng)前，我國(guó)擁有最大的MEMS市場(chǎng)，由國(guó)外巨頭主導(dǎo)，并且短期內(nèi)這一局面仍將維持。

我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車需求旺盛，產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化具備關(guān)鍵MEMS芯片生產(chǎn)所需的材料、工藝和設(shè)備，幾乎不存在生產(chǎn)設(shè)備制裁因素，在全球產(chǎn)業(yè)鏈重塑的背景下，國(guó)產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈有望成為中國(guó)半導(dǎo)體突破口，誕生優(yōu)秀的龍頭公司。

本文部分資料來自：Stewart Randall《China’s MEMS Industry: A large market with room to grow》

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審核編輯黃宇