MEMS的全稱是微型電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro-ElectroMechanical System），相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械，它們的尺寸更小，最大的不超過(guò)一個(gè)厘米，甚至僅僅為幾個(gè)微米，其厚度就更加微小。采用以硅為主的材料，電氣性能優(yōu)良，硅材料的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度與鋁類(lèi)似，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。采用與集成電路（IC）類(lèi)似的生成技術(shù)，可大量利用IC生產(chǎn)中的成熟技術(shù)、工藝，進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn)，使性價(jià)比相對(duì)于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)大幅度提高。

微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的，將微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。你可以把它理解為利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料，用微米技術(shù)在芯片上制造微型機(jī)械，并將其與對(duì)應(yīng)電路集成為一個(gè)整體的技術(shù)。所以它是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的制造技術(shù)平臺(tái)

MEMS傳感器的分類(lèi)：

MEMS傳感器的種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也很多。下面是按照工作原理分類(lèi)如下：

其中每一種MEMS傳感器又有很多種細(xì)分方法。如加速度計(jì)，按檢測(cè)質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式劃分，有角振動(dòng)式和線振動(dòng)式加速度計(jì)等，種類(lèi)繁多，常見(jiàn)的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等等;MEMS傳感器的品種多到可以以萬(wàn)為單位，且不同MEMS之間參量較多，沒(méi)有完全標(biāo)準(zhǔn)的工藝。這種行業(yè)特性讓MEMS傳感器制造的企業(yè)前期的研發(fā)投入過(guò)大，單品種的銷(xiāo)量很難放大。以慣性傳感器為例，其市場(chǎng)盈虧平衡規(guī)模為月產(chǎn)1000萬(wàn)只，即企業(yè)須至少每月生產(chǎn)1000萬(wàn)只慣性傳感器才能保持不虧本狀態(tài)，根據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)都遠(yuǎn)低于這一規(guī)模。國(guó)內(nèi)最大的純MEMS傳感器公司美新至今是虧損的。所以只有企業(yè)做的越大它的贏利能力才越強(qiáng)。

MEMS傳感器的應(yīng)用：

MEMS傳感器作為獲取信息的關(guān)鍵器件，對(duì)各種傳感裝置的微型化起著巨大的推動(dòng)作用，已在太空衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、航空航天設(shè)備、飛機(jī)、各種車(chē)輛、生特醫(yī)學(xué)及消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。MEMS傳感器典型應(yīng)用如下圖。

在智能手機(jī)上，MEMS傳感器提供在聲音性能、場(chǎng)景切換、手勢(shì)識(shí)別、方向定位、以及溫度/壓力/濕度傳感器等廣泛的應(yīng)用;在汽車(chē)上，MEMS傳感器借助氣囊碰撞傳感器、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）和車(chē)輛穩(wěn)定性控制增強(qiáng)車(chē)輛的性能。;醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)MEMS傳感器研成功制出微型胰島素注射泵，并使心臟搭橋移植和人工細(xì)胞組織成為現(xiàn)實(shí)中可實(shí)際使用的治療方式;在可穿戴應(yīng)用中，MEMS傳感器可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)追蹤、心跳速率測(cè)量等。

MEMS傳感器典型應(yīng)用舉例：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，由最早的工業(yè)、軍用航空應(yīng)用走向普通的消費(fèi)市場(chǎng)?！≤娪门c航空屬于所謂的高價(jià)值MEMS應(yīng)用領(lǐng)域，但是這兩個(gè)領(lǐng)域的用量太小了，一年也就四千萬(wàn)美金左右，增長(zhǎng)空間也是有限的。醫(yī)療電子上的MEMS器件價(jià)值也不錯(cuò)，它的傳感器的平均銷(xiāo)售價(jià)格遠(yuǎn)高于其它可比的MEMS領(lǐng)域。總體來(lái)看，一年高價(jià)值MEMS產(chǎn)業(yè)的營(yíng)業(yè)收入將達(dá)到3億美元左右。但是應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬于汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)電子應(yīng)用市場(chǎng)，這兩大領(lǐng)域占了MEMS傳感器市場(chǎng)的60%以上。我們下面分析一下這兩個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

汽車(chē)電子MEMS傳感器：

汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是MEMS傳感器的第一波應(yīng)用高潮的推動(dòng)者，MEMS傳感器在汽車(chē)上應(yīng)用的快速發(fā)展主要是受益于各國(guó)政府全面推出汽車(chē)安全規(guī)定（比如要求所有汽車(chē)采用TPMS系統(tǒng)）和汽車(chē)智慧化的發(fā)展趨勢(shì)。全球平均每輛汽車(chē)包含10個(gè)傳感器，在高檔汽車(chē)中，大約采用25至40只MEMS傳感器，車(chē)越好，所用的MEMS就越多，BMW740i汽車(chē)上就有70多只MEMS。MEMS傳感器可滿足汽車(chē)環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準(zhǔn)確、成本低的要求。其應(yīng)用方向和市場(chǎng)需求包括車(chē)輛的防抱死系統(tǒng)（ABS）、電子車(chē)身穩(wěn)定程序（ESP）、電控懸掛（ECS）、電動(dòng)手剎（EPB）、斜坡起動(dòng)輔助（HAS）、胎壓監(jiān)控（EPMS）、引擎防抖、車(chē)輛傾角計(jì)量和車(chē)內(nèi)心跳檢測(cè)等等。

目前，壓力傳感器、加速計(jì)、陀螺儀與流量傳感器四類(lèi)器件合計(jì)占汽車(chē)MEMS系統(tǒng)的99%。其五年增長(zhǎng)率均在3-12%。MEMS壓力傳感器是汽車(chē)中應(yīng)用最多的傳感器，汽車(chē)用MEMS壓力傳感器的價(jià)格大概在5~7美元。在汽車(chē)領(lǐng)域，MEMS壓力傳感器營(yíng)業(yè)收入2013年預(yù)計(jì)達(dá)到12.6億美元，占當(dāng)年總體產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入的74%。至少18個(gè)汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒋龠M(jìn)壓力傳感器的增長(zhǎng)，包括：輪胎壓力，電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的剎車(chē)傳感器，側(cè)面氣囊，與日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的引擎控制，大氣壓力與廢氣再循環(huán)壓力。

按銷(xiāo)售額計(jì)算，最大的五種汽車(chē)MEMS應(yīng)用按降序排名是：ESC，安全氣囊，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力（MAP），TPMS與翻滾探測(cè)。

全球汽車(chē)MEMS營(yíng)業(yè)收入預(yù)測(cè)（以100萬(wàn)美元計(jì)）

總體來(lái)看，2010-2015年中國(guó)仍將是全球第三大汽車(chē)MEMS傳感器用戶，領(lǐng)先于日本以及列入“其它地區(qū)”的眾多國(guó)家。北美將繼續(xù)位居第一，歐洲排名第二。預(yù)計(jì)2015年總體汽車(chē)MEMS銷(xiāo)售額將達(dá)到30億美元，比2012年的24億美元增長(zhǎng)25%。中國(guó)的汽車(chē)MEMS傳感器遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于全球的平均增長(zhǎng)速度。15年中國(guó)汽車(chē)MEMS銷(xiāo)售額將增長(zhǎng)到3.879億美元，而2010年是1.943億美元。

汽車(chē)電子用MEMS感應(yīng)器廠商分析：

2012年10大汽車(chē)MEMS傳感器供應(yīng)商的營(yíng)業(yè)收入（以百萬(wàn)美元計(jì)）

如表1所示，博世2012年汽車(chē)MEMS營(yíng)業(yè)收入高達(dá)6.25億美元，遙遙領(lǐng)先于第二名日本Denso的2.96億美元。前10名廠商的合計(jì)營(yíng)業(yè)收入為21億美元，去年總體汽車(chē)MEMS產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入為23億美元，10大廠商合計(jì)份額接近94%。所以汽車(chē)用MEMS的產(chǎn)業(yè)集中度是非常高的。沒(méi)有一家來(lái)自中國(guó)的廠家。

博世在汽車(chē)上MEMS傳感器的成功不僅是他的技術(shù)水平高，產(chǎn)品線非常寬，不僅是最大的壓力傳感供應(yīng)商，也是低壓領(lǐng)域MEMS的頭號(hào)供應(yīng)商，尤其是在電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)領(lǐng)域，該公司是加速計(jì)、陀螺儀和壓力傳感器的主要供應(yīng)商。為了順應(yīng)趨勢(shì)，把加速計(jì)與陀螺儀封裝在一起（組合式傳感器）以降低ESC系統(tǒng)生產(chǎn)商總體成本.

消費(fèi)類(lèi)電子MEMS傳感器：

隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域大發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，特別是受益于智能手機(jī)和平板電板的快速發(fā)展，消費(fèi)電子已經(jīng)取代汽車(chē)領(lǐng)域成為MEMS最大的應(yīng)用市場(chǎng)。

全球智能手機(jī)與平板電腦用MEMS市場(chǎng)

MEMS傳感器在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)/墜落檢測(cè)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補(bǔ)償、游戲/人機(jī)界面、電源管理、GPS增強(qiáng)/盲區(qū)消除、速度/距離計(jì)數(shù)等等，這使其滲透力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)意義上的半導(dǎo)體芯片,這些MEMS技術(shù)都在很大程度上提高了用戶體驗(yàn)。在所有的領(lǐng)域中，手機(jī)是MEMS最大的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用最多的傳感器是加速計(jì)、陀螺儀與MEMS硅麥克風(fēng)，其中加速度計(jì)是該市場(chǎng)中第一大應(yīng)用產(chǎn)品。而近期陀螺儀增長(zhǎng)迅速，已經(jīng)成為繼加速度計(jì)后的第二大應(yīng)用產(chǎn)品。MEMS麥克風(fēng)銷(xiāo)售額2014年已經(jīng)接近10億美元，IHS表示全球MEMS麥克風(fēng)市場(chǎng)仍將連續(xù)5年維持18%的年復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）。還有一些MEMS傳感器正處于研發(fā)階段或剛進(jìn)入市場(chǎng)的，例如磁力計(jì)、指紋傳感器、環(huán)境傳感器、MEMS手機(jī)攝像頭等。

中國(guó)的MEMS傳感器行業(yè)政策的支持

MEMS傳感器是屬于集成電路行業(yè)，中央與地方政府開(kāi)始著力扶持集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)，無(wú)論從資金規(guī)模還是扶持思路上都是空前的。

1、3月5日，國(guó)務(wù)院總理***在今年兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中，首次提到集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)。

2、3月4日，上海市經(jīng)信委則啟動(dòng)了集成電路設(shè)計(jì)人員專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)工作。此外，江蘇、深圳等省市可能都將在兩會(huì)后出臺(tái)百億產(chǎn)業(yè)基金，由政府牽頭，吸納社會(huì)資本。

3、2014年6月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》

4、2014年4月23日國(guó)家成立了1200億元國(guó)家級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)扶持基金。

總結(jié)：

1、MEMS傳感器相對(duì)傳統(tǒng)的傳感器有很多的優(yōu)勢(shì)，廣泛的應(yīng)用在了消費(fèi)類(lèi)電子、醫(yī)療保健、汽車(chē)工業(yè)等行。

2、由于MEMS傳感器行業(yè)的品種多達(dá)上萬(wàn)種，研發(fā)投入過(guò)大，單品種的銷(xiāo)量很難放大，所以只有大企業(yè)才能贏利。

3、MEMS傳感器已在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車(chē)工業(yè)、醫(yī)療保健、機(jī)器人及自動(dòng)化工業(yè)、太空衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、航空航天設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其中消費(fèi)類(lèi)電子已經(jīng)成為了MEMS傳感器的第一大應(yīng)用市場(chǎng)，2014年全球銷(xiāo)售額已達(dá)30億美元。

4、汽車(chē)領(lǐng)域MEMS傳感器前10名廠商的合計(jì)營(yíng)業(yè)收入為21億美元，去年總體汽車(chē)MEMS產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入為23億美元，10大廠商合計(jì)份額接近94%集中度非常高。是因?yàn)槠?chē)上的使用的安全性能要求高，只有少數(shù)廠家能達(dá)到要求。

5、消費(fèi)電子是MEMS最大的應(yīng)用市場(chǎng)。Yole Developpement研究報(bào)告預(yù)測(cè)，2013至2018年間，全球MEMS消費(fèi)類(lèi)傳感器市場(chǎng)將以18.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2018年將達(dá)到64億美元。廠商的集中度相對(duì)較低，是因?yàn)橄M(fèi)類(lèi)的MEMS傳感器要求較低。

6、2014年MEMS傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到130億美元，預(yù)計(jì)到2018年，MEMS市場(chǎng)產(chǎn)值將以12%～13%的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)至225億美元，單位出貨量達(dá)到23.5億。

7、MEMS傳感器在低端消費(fèi)電子的應(yīng)用也很大，如一些低端手機(jī)、可穿戴式設(shè)備，中國(guó)的MEMS傳感器與國(guó)際大公司還是有差距，中國(guó)MEMS企業(yè)未來(lái)在中低端的消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)還是有機(jī)會(huì)。

8、國(guó)家對(duì)MEMS傳感器行業(yè)的政策支持力度非常大。