01. 什么是MEMS

MEMS，(Micro-Electro Mechanical Systems)，也稱為微電子機(jī)械系統(tǒng)、微電機(jī)系統(tǒng)、微機(jī)械等，是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。MEMS 可分為若干個(gè)獨(dú)立的功能單元，包括微結(jié)構(gòu)元器件、微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)等。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，MEMS就是將傳統(tǒng)傳感器的機(jī)械部件微型化后，通過(guò)三維堆疊技術(shù)，例如三維硅穿孔 TSV等技術(shù)把器件固定在硅晶元(wafer)上，最后根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用特殊定制的封裝形式，最終切割組裝而成的硅基傳感器。受益于普通傳感器無(wú)法企及的 IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)， MEMS同時(shí)又具備普通傳感器無(wú)法具備的微型化和高集成度。

02.MEMS 的基本構(gòu)成

03.MEMS的優(yōu)勢(shì)

1、微型化： MEMS器件體積小，一般單個(gè) MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計(jì)量單位，重量輕、耗能低。同時(shí)微型化以后的機(jī)械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。 MEMS更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?/p>

2、硅基加工工藝，可兼容傳統(tǒng) IC生產(chǎn)工藝：硅的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度類似鋁，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢，同時(shí)可以很大程度上兼容硅基加工工藝。

3、批量生產(chǎn)：以單個(gè) 5mm*5mm尺寸的 MEMS傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時(shí)切割出大約 1000個(gè) MEMS芯片，批量生產(chǎn)可大大降低單個(gè) MEMS的生產(chǎn)成本。

4、集成化：一般來(lái)說(shuō)，單顆 MEMS往往在封裝機(jī)械傳感器的同時(shí)，還會(huì)集成ASIC芯片，控制 MEMS芯片以及轉(zhuǎn)換模擬量為數(shù)字量輸出。同時(shí)不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。

5、多學(xué)科交叉： MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多尖端成果。

04.MEMS 傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

中國(guó)是最大電子生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，這是我們的主場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。由于終端消費(fèi)市場(chǎng)的巨大市場(chǎng)需求，以及增長(zhǎng)潛力無(wú)限的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，MEMS傳感器的市場(chǎng)增量將相當(dāng)可觀。預(yù)計(jì)，未來(lái)汽車應(yīng)用領(lǐng)域和消費(fèi)電子領(lǐng)域的MEMS 產(chǎn)品需求量仍將占據(jù)MEMS 市場(chǎng)主導(dǎo)地位，因此在當(dāng)前國(guó)內(nèi)MEMS 生產(chǎn)商在技術(shù)方面較國(guó)外供應(yīng)商并不具備優(yōu)勢(shì)的情況下，可以與國(guó)內(nèi)主要科研機(jī)構(gòu)開展校企合作，依托企業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)以及生產(chǎn)工藝水平，在MEMS市場(chǎng)上選擇MEMS 壓力傳感器(未來(lái)5 年內(nèi)產(chǎn)值的預(yù)計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率：8.2% )，MEMS 麥克風(fēng)(未來(lái)5 年內(nèi)產(chǎn)值的預(yù)計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率：11% )與MEMS 慣性傳感器(未來(lái)5 年內(nèi)產(chǎn)值的預(yù)計(jì)CAGR：8%)作為主要產(chǎn)品入手，謀求擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

05.國(guó)內(nèi)外MEMS產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)簡(jiǎn)介

1)歌爾聲學(xué)股份有限公司

歌爾是全球MEMS麥克風(fēng)龍頭企業(yè)，已進(jìn)入蘋果供應(yīng)鏈。歌爾的壓力傳感器主要用于測(cè)量大氣氣壓，可用于室內(nèi)導(dǎo)航、海拔高度、健康、無(wú)人機(jī)高度、天氣預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等。憑借電聲器件良好的銷售渠道，氣壓傳感器已進(jìn)入智能硬件領(lǐng)域的部分客戶。在MEMS方面，歌爾在向集成化方向發(fā)展，在已有的MEMS麥克風(fēng)、壓力傳感器產(chǎn)品線上，開發(fā)麥克風(fēng)+氣壓、氣壓 +溫濕度、麥克風(fēng) +溫濕度等集成傳感器，從而使成本更低、尺寸更小，一個(gè)器件實(shí)現(xiàn)兩種功能。通過(guò)外延并購(gòu)，布局智能家居的入口。2014年公司收購(gòu)世界頂級(jí)音響品牌丹拿并隨后成立歌爾丹拿音響有限公司，以高端智能音箱開發(fā)和生產(chǎn)作為核心目標(biāo)之一。公司的電聲器件早已供貨于智能音箱廠商，智能音箱和電聲器件都將受益于智能家居的發(fā)展。

2)瑞士盛思銳

盛思銳是一家瑞士著名的高科技公司，是一個(gè)世界領(lǐng)先的傳感器制造商，專門制造濕度傳感器、差壓傳感器和流量傳感器的解決方案，產(chǎn)品創(chuàng)新、卓越、高性能。公司制造的傳感器被應(yīng)用于數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的企業(yè)，包括醫(yī)療領(lǐng)域、過(guò)程自動(dòng)化、汽車、暖通空調(diào)(HVAC)和消費(fèi)電子品行業(yè)，它已成為很多世界知名OEM廠商的長(zhǎng)期合作伙伴。

3)蘇州慧聞-已量產(chǎn)MEMS氣體傳感器

蘇州慧聞納米科技有限公司成立于2014年6月，是一家專注于先進(jìn)智能氣體傳感器研發(fā)生產(chǎn)并提供氣體檢測(cè)整體解決方案的高科技公司。公司開發(fā)的多通道氣體傳感陣列芯片及系統(tǒng)具有功耗低、體積小、靈敏度高、選擇性好、智能化、可集成等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前公司已開發(fā)出針對(duì)多種有毒有害氣體(如甲醛、酒精、氨氣、一氧化碳、氮氧化物、硫化氫、甲烷、TVOC等)的MEMS傳感器芯片及相應(yīng)的檢測(cè)模塊。目前產(chǎn)品已應(yīng)用于工業(yè)、汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。