MEMS加速度计专题汇报.docx

MEMS加速度计专题汇报利用我国工业领域自动化、智能化升级的机遇，面向工业机器人和智能控制系统等领域，重点推进伺服电机、控制继电器、传感器、光纤光缆、光通信器件等工业级电子元器件的应用一、 MEMS行业概述（一）MEMS技术概述MEMS即微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystem），是利用大规模集成电路制造技术和微加工技术，把微传感器、微执行器、微结构、信号处理与控制电路、电源以及通信接口等集成在一片或者多片芯片上的微型器件或系统MEMS器件种类众多，主要分为MEMS传感器和MEMS执行器MEMS传感器可以感知和测量物体的特定状态和变化，并按一定规律将被测量的状态和变化转变为电信号或者其它可用信号，MEMS执行器则将控制信号转变为微小机械运动或机械操作经过40多年的发展，MEMS从实验室走向实用化，已广泛应用于消费电子、汽车、工业与通信、医疗健康、高可靠等各个领域基于MEMS技术的系统设备大大增强了人们与物理世界交互的能力，极大地改变了人们的生活方式二）MEMS行业发展历程MEMS技术被誉为21世纪具有革命性的高新技术之一，其诞生和发展是需求牵引和技术推动的综合结果，亦是微电子技术和微机械技术的巧妙结合。

MEMS起源可追溯至20世纪50年代硅的压阻效应被发现后，学者们开始了对硅传感器的研究20世纪70年代末至90年代，安全气囊、制动压力、轮胎压力检测系统等汽车行业应用需求增长推动了MEMS行业发展的第一次浪潮，压力传感器和加速度计取得快速发展1979年Roylance和Angell研制出压阻式微加速度计，1983年Honeywell用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片研制出压力传感器20世纪90年代末至21世纪初，信息技术的兴起和微光学器件的需求推动了MEMS行业发展的第二次浪潮，MEMS惯性传感器与MEMS执行器取得共同发展MEMS惯性传感器方面，1991年，电容式微加速度计开始被研制，1998年美国Draper实验室研制出了较早的MEMS陀螺仪MEMS执行器方面，1994年德州仪器以光学MEMS微镜为基础推岀投影仪，21世纪初MEMS喷墨打印头出现2010年至今，产品应用场景的日益丰富推动了MEMS行业发展的第三次浪潮，如高性能的MEMS陀螺仪在工业仪器、航空、机器人等多方面得到应用MEMS商业化将MEMS技术从最早的汽车应用领域向航空、工业和消费电子等领域不断扩展三）MEMS行业的产业链MEMS产业链一般可分为四个环节：芯片设计、晶圆制造、封装测试以及系统应用。

MEMS行业主要有Fabless和IDM两种经营模式采用Fabless模式的MEMS企业主要负责MEMS产品的设计与销售，将生产、封装、测试等环节外包采用IDM模式的国际企业，如博世、意法半导体、亚德诺半导体、霍尼韦尔等，经营范围覆盖了芯片设计、晶圆制造和封装测试等各环节二、 完善人才引育机制（一）加大人才培养力度深化产教融合，推动高等院校优化相关学科建设和专业布局鼓励企业建立企业研究院、院士和博士后工作站等创新平台，建立校企结合的人才综合培训和实践基地，支持企业开展员工国内外在职教育培训二）加强人才引进培育多渠道引进高端人才和青年人才，加快形成具有国际领先水平的专家队伍发挥行业组织及大专、高等院校作用，鼓励企业培育和引进掌握关键技术的科技人才和团队，为产业发展提供智力支持三）引导人才合理流动引导企业通过合规途径招聘人才，保障人才在企业间的正常流动，加强职业道德宣传，降低人员流动损失，鼓励企业为人才创造有利的成长空间，提升福利待遇，完善人才职业晋升通道，提升电子元器件行业人才归属感三、 MEMS产品在不同下游应用领域的市场空间国外市场方面，根据Yole报告的统计，预计未来全球高可靠领域MEMS产品的市场空间较大。

国内市场方面，基于MEMS的惯性测量单元可大幅降低设备成本，并能在各种恶劣环境中稳定工作满足可靠性要求，取代原本成本高昂、体积较大的其他惯性器件MEMS产品用于高可靠领域的核心壁垒为需要根据产品最终应用领域设计、生产出对应性能的产品；例如平台稳定需要超低噪声和高带宽处理技术做支撑；复杂环境导航需要抗高过载和温度补偿技术做支撑等因此，行业内企业能否全面掌握以上技术以满足客户不同的要求成为其MEMS产品进入此领域的核心壁垒；此外，MEMS产品用于此领域的另一个核心壁垒主要为是否可在保证MEMS惯性传感器高性能的同时，从系统级角度保证产品工程化、可测性及环境适应性此外，MEMS产品在高端工业领域应用较广，市场较大根据Yole发布的StatusofMEMSIndustry2022，2021年全球高端工业领域中MEMS产品的市场规模为22．34亿美元，预计到2027年全球高端工业领域中MEMS产品的市场规模将达33．40亿美元，2021-2027年复合增长率为7．00%国际竞争格局方面，MEMS产品主要用于高端工业领域的资源勘探、压力传感等多个领域，应用场景相对分散，世界知名机构的产品在高端工业领域具有相对优势。

MEMS产品用于高端工业领域的核心壁垒在于产品在复杂、多变的环境中持续保持高精度感知和传递外部环境变化，其中，MEMS产品长时间在高温及高振动的外部环节中保持有效工作成为衡量行业内企业技术先进性的重要依据，已成为MEMS产品进入高端工业领域的核心壁垒同时，MEMS产品在无人系统领域也有广泛的应用场景及广阔的市场空间根据Yole发布的StatusofMEMSIndustry2022和High-EndInertialSensing2022，2021年全球无人系统领域中MEMS产品的市场规模为40．26亿美元，预计到2027年全球无人系统领域中MEMS产品的市场规模将达64．21亿美元，2021-2027年复合增长率为8．09%MEMS产品主要用于无人系统领域的无人机、无人驾驶车辆等领域，其中，无人驾驶市场份额在市场规模正逐渐占据愈发重要的地位，行业内的厂商正积极布局此类市场以获取更强的市场竞争地位行业格局方面，从全球来看，得益于相关研究起步较早，以及半导体产业链发展成熟，无人系统市场中的MEMS产品市场份额基本被国际知名企业瓜分我国以深迪半导体、矽睿科技、芯动联科为代表的国内厂商相继推出无人系统领域产品，但在中高端产品线上差距明显。

MEMS产品用于无人系统领域的核心壁垒主要为MEMS传感器与其他无人系统技术的有机融合，即在保证无人系统高性能、低成本的前提下，减少对通信损耗、提高响应速度，最终达到降低成本、提升整体效率的目的四、 MEMS传感器行业发展情况和未来发展趋势（一）MEMS行业发展需要更精准可靠的传感器各类智能设备作为信息获取和交互的关键器件，对传感器收集数据的丰富程度和精准程度要求越来越高对于可以主动感知、自主决策的无人系统，准确的环境感知能力和高精度定姿定位能力至关重要MEMS传感器精度提升有助于将应用场景扩展至高性能领域同时，MEMS惯性传感器的应用范围越来越广泛，行业内企业需要采用新技术、新工艺使MEMS惯性传感器在复杂的环境中保持精准可靠二）MEMS传感器微型化、集成化的发展趋势随着MEMS加工工艺的进步，以及CMOS工艺和MEMS工艺的集成，MEMS传感器可以在更小面积的芯片上集成更强大的运算与存储能力，更好地满足系统应用对低成本、小体积、高性能的全面要求同时，先进的封装技术，如多芯片模块可以将多个芯片组合封装，特别是3D堆叠封装技术，代表着MEMS产品不断向微型化和高集成化的发展趋势迈进，预示着其可在有限的体积内集成更多的组件，实现更复杂更强大的功能。

三）MEMS传感器行业多传感器融合与协同多传感器融合技术有助于增加可获得的数据数量，显著提高系统的冗余度和容错性，从而保证决策的快速性和正确性随着设备智能化程度的提升，单个设备中搭载的传感器数量不断增加，多传感器的融合和协同提升了信号识别与收集效果自动驾驶的安全性需要多传感器的冗余支持，也需要通过多传感器融合提升传感器组合的性能和容错率在智能化加速和万物互联的时代，多传感器融合技术未来将进一步广泛应用于复杂工业过程控制、机器人、智慧交通、海洋监视和管理、智慧农业、遥感、医疗诊断等诸多领域，成为传感器产业未来主要发展趋势之一四）应用场景多元化，MEMS传感器行业规模不断扩大MEMS传感器是智能设备重要的基础硬件之一，已被广泛应用到消费电子、汽车、工业、高可靠等各个领域，新的应用场景亦层出不穷随着传感、5G通信连接、计算技术的快速进步和联网节点的不断增长，对于智能传感器数量和智能化程度的要求将进一步提升未来，工业物联网、车联网、智能城市、智能家居等新产业领域都将成为MEMS传感器行业广阔的应用空间，尤其是自动驾驶汽车需要多种高精度、高可靠性的传感器，将创造巨大的行业空间，引领MEMS传感器的下一次应用浪潮。

五、 深化国际交流合作落实一带一路倡议，拓展电子元器件产业国际交流合作渠道，加强与相关国际组织、标准化机构等交流沟通，推动与国际先进技术及产业链对接推动电子元器件产业国内国际相互促进，鼓励全球领先企业来华设立生产基地和研发机构，支持骨干企业开拓海外市场，与境外机构开展多种形式的技术、人才、资本等合作，构建开放发展、合作共赢的产业格局六、 MEMS传感器行业面临的机遇和挑战（一）MEMS传感器行业机遇1、政策的大力支持将助推MEMS传感器行业快速发展2021年3月，十三届全国人大四次会议表决通过了《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要的决议》，提出在集成电路领域提及微机电系统（MEMS）等特色工艺需取得突破2021年1月，工信部印发《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023年）》明确提出要面向智能终端、5G、工业互联网、数据中心、新能源汽车等重点市场，推动基础电子元器件产业实现突破，并增强关键材料、设备仪器等供应链保障能力2、突飞猛进的技术推动MEMS传感器行业快速发展MEMS技术用于传感器制造可使传感器尺寸更小、精度更高并具备大量生产的潜力，MEMS技术和微电子技术在传感器领域的结合使MEMS传感器应运而生。

20世纪90年代初，环境适应性强的MEMS传感器开始用于航天发射运载的健康管理，此后MEMS传感器用于小型化的惯性导航系统、微型智能传感和汽车工业的安全系统进入21世纪，MEMS传感器进入了消费电子领域，2007年三轴MEMS加速度计用于智能成为MEMS传感器发展的分水岭，新一代MEMS传感器成为移动网络智能终端的颠覆性技术，开启了移动智能网络的新发展智能时代的开启要求MEMS传感器向低成本、多传感器集成、更高精度、远程监控和自适应传感器网络接口等方向发展，使MEMS传感器的传感部分和电子学架构得到了长足的发展MEMS惯性传感器如MEMS加速度计、陀螺仪和惯性测量单元等是应用最多的智能传感器，MEMS惯性传感器具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、寿命长、启动时间短、性价比高、易于量产及维护成本低等诸多优点，随着电子电路、芯片制造、材料领域等周边技术的快速进步，MEMS传感器产业将迎来跨越式发展的机遇，将被广泛应用于移动通信、5G、汽车、高可靠、工业控制、智能家电、通信工程、航空航天、现代农业、生物医学、智能交通、新型环保等诸多领域MEMS传感器作为信息获取和交互的关键器件，目前已在消费电子、汽车、工业、高可靠等领域广泛应用。

国内MEMS技术发展较晚，国内各高校、研究所虽然做了大量的研究工作，但高性能MEMS陀螺仪少有量产产品由于MEMS陀螺仪性价比高、体积小、抗冲击能力强、易于批量生产列装等特点，更加适合5G通信、工业4．0、航空航天、自动驾驶等新领域的应用，广阔的市场空间为高端MEMS传感器企业创造。