2019年中國MEMS傳感器潛力市場（下）

物聯網作為當前最具發展潛力的產業之一，將有力帶動傳統產業轉型升級，引領戰略性新興產業的發展，實現經濟結構戰略性調整，從而引起社會生產和經濟發展方式的深度變革。在整個物聯網生態中，MEMS傳感器正扮演著越來越重要的角色，在即將到來的智能物聯網時代中將起到核心作用，為新科技產品提供更智能、更敏銳的感知能力。中國MEMS傳感器產業的生態環境已經完善，目前MEMS產業的機遇和挑戰并存，抓住機遇攻堅克難從而獲得物聯網時代的紅利，是大家共同努力的方向，也是共同思考的問題。

國內MEMS傳感器潛力市場

MEMS傳感器作為獲取信息的關鍵器件，對各種傳感裝置的微型化起著巨大的推動作用，由最早的工業、軍用航空應用走向普通的民用和消費市場，已在太空衛星、運載火箭、航空航天設備、飛機、各種車輛、生特醫學及消費電子產品等領域中得到了廣泛的應用。未來隨著MEMS傳感器在自動駕駛、無人機/機器人、AR/VR、工業4.0、可穿戴設備、人工智能、5G等領域的不斷發展，針對這些應用場景，賽迪顧問從物聯網的幾大細分市場的規模、增長潛力等維度，篩選出未來六大潛力市場，分別是智慧城市、工業互聯網、智慧家庭、車聯網、智慧農業、智慧醫療。

1.智慧城市。中國智慧城市的發展是城鎮化發展與新技術革命共同碰撞的結果。從長期來看，中國城市巨大的存量治理和精細化發展需求意味著智慧城市行業仍存在巨大潛力。智慧城市的基本要求是城市當中物物相連，每一個需要識別和管理的物體上，都需要安裝與之對應的傳感器。因此，傳感器的升級換代成為智慧城市能否快速發展的關鍵。智慧城市將成為傳感器行業的又一個千億元級市場，在智能電網、智能交通、智能安防等城市生活各個領域，相關智慧城市的實質性建設與試點規劃工作已經在逐步展開。

2014年中國智慧城市市場規模僅為0.76萬億元，到了2016年市場規模突破1萬億元，截止到2018年，中國智慧城市市場規模增長至7.9萬億元，預計2019年市場規模將達到10.5萬億元。2016—2021 年年復合增長率約為60%，預計2021年市場規模將達到18.7萬億元。

2.工業互聯網。工業物聯網結合傳感器、通信網絡、大數據、云計算等技術手段， 在各層次之間交互傳遞信息，賦能工業互聯網發展，優化工業生產管理，提高工業生產效率，實現智能化生產。當前，新一輪科技變革和產業變革給中國制造業帶來了巨大的發展機遇，隨著政府持續的政策推動，信息化、智能化的工業發展趨勢將會引導中國從制造大國向制造強國轉變。

在這個過程當中，工業互聯網等基礎設施將提供重要支撐作用，大大促進中國制造業的整體生產效率，優化生產過程，擴大競爭優勢。隨著國家對產業升級、創新、經濟新動能的進一步推動，工業互聯網作為智能制造的基礎平臺，將會在整個制造業發展過程中起到越來越關鍵的作用。

中國2016年市場規模為4145.3億元，2018年市場規模為5358.9億元，2016—2021年年復合增長率達到14%，預計2021年市場將達到近8000億元的規模。

3.智慧家庭。智慧家庭也稱為智慧住宅，國外稱之為“Smart Home”是以住宅為載體，在居住環境中安裝智能家居系統并融合自動控制技術、計算機技術、物聯網技術，通過綜合布線、網絡通信、安全防范、自動控制技術和音視頻等技術將家居生活有關的設備智能的聯系起來并集中管理，提供更具有便捷性、舒適性、安全性、節能性的家庭生活環境。在智能家庭市場，越來越多的智能家居在設計中開始采用傳感器，以實現先進的傳感和控制其中傳感器網絡，通過嵌入式系統對信息進行處理和隨機自組織無線通信網絡，綜合優化了分布式信息處理技術、傳感器技術、現代網絡及無線通信技術、嵌入式計算技術等，以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息。

2018年中國智慧家庭市場規模達到3580.1億元，預計2020年市場規模將突破萬億元，2016—2021年年復合增長率將達到44%以上。

4.車聯網。智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與 X（車、路、人、云端等） 智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現“安全、高效、舒適、節能” 行駛，并最終可實現替代人來操作的新一代汽車。在車聯網中，車用傳感器技術是車聯網集成的關鍵技術。當前，傳感器已經涉及汽車的方方面面，比如車速的監控、溫濕度、剎車、燃料監控等。未來，隨著智能化的程度越來越高，汽車所使用的傳感器數量與種類也將會更多，如超聲波、圖像、毫米波雷達、激光雷達、夜視儀、3D感知等。

2018 年中國車聯網市場規模為486億元，伴隨著車聯網技術向著智能化、網聯化方向演進，中國車輛網市場規模將進一步增長，預計2020年中國車聯網市場規模將接近1000億元，2016—2021年年復合增長率為21%。

5.智慧農業。相比傳統農業，智慧農業更加具有規模化、精細化、環境友好化，更低的人力成本、更低的勞動強度、更低的中間投入，更高的農業技術，更直觀的統籌管理、更廣闊的市場合作。中國作為農業大國，人均耕地面積的減少讓我國糧食供需關系趨于緊張，使我國糧食安全和社會穩定受到了嚴重的威脅，因此，發展智慧農業，提高糧食生產質量，推進耕地高效合理的利用對我國農業發展具有重大意義。其中傳感器所收集的空氣溫度、濕度、土壤水分等參數接近或超出了作物最佳生長值時，基于物聯網技術的智能平臺通過手機短信等方式及時提醒種植者，種植者可以根據提醒及時采取相應行動，保障作物生長環境的最優。通過傳感器所傳輸的數據，可以隨時隨地掌握作物的信息，對農作物進行遠程管理，同時請專家或通過專家系統對作物的病蟲害、長勢等進行科學診斷與決策。通過實時的數據監測，給農作物適宜的生長環境和營養，農作物一方面長得快，長得好，同時還不容易得病，這樣能帶來更好的經濟效益。

2018年中國智慧農業市場規模突破1300億元，預計2021年市場規模將突接2000億元，2016—2021年年復合增長率為12%。

6.智慧醫療。互聯網醫療行業諸多領域發生邊際改善，行業迎來良好發展機遇。 智慧醫療作為新興的專有醫療名詞，是指利用最先進物聯網技術，打造健康檔案區域醫療信息平臺，實現患者與醫務人員、醫療設備之間的互動，逐步達到信息化。智慧醫療主要由三部分組成，分別為智慧醫院系統、區域衛生系統以及家庭健康系統。近年來，中國的智慧醫療市場需求不斷增加，市場規模迅速擴大，成為僅次于美國和日本的世界第三大智慧醫療市場。遠程醫療、智能醫療，甚至結合大數據、云服務的醫療進階應用，多半無法避免使用到大量的醫療感測元器件，透過醫療感測元器件的整合，可以做到以智能終端測量測者的生理檢康狀態，建構更具智慧的醫療服務。智慧醫療平臺必將大量使用各種物理、化學、生物傳感器，為傳感器企業提供了市場機會，關鍵是需要建立醫學專業人員與信息技術專業人員的協同創新機制，互相彌補專業知識欠缺，尋找、研究、解決人體生理參數采集中的交叉性問題。逐步研發提供高精度、高可靠的智能化傳感器產品或多參數檢測的系統集成產品，例如可穿戴設備、醫用家庭智能終端產品和服務型機器人等。

2018年中國智慧醫療市場規模658.7億元，預計2021年智慧醫療市場規模將突破1100億元，2016—2021年年復合增長率為16%。

MEMS傳感器潛力產品

MEMS技術有非常廣闊的應用前景，特別是進入物聯網時代，由于MEMS市場的應用種類繁多，產品生產技術的多樣化，為中小企業帶來了機遇。結合未來六大物聯網潛力市場，賽迪顧問針對不同傳感器產品的市場規模和增長潛力等維度，篩選出未來六大潛力產品，分別是壓力、慣性（組合）、射頻、MEMS麥克風、非制冷紅外成像和探測器、氣體傳感器。

1.壓力傳感器。壓力傳感器是在六大潛力市場中應用最多的，也是歷史最為悠久的傳感器。它在汽車中的應用最為廣泛，如TPMS、發動機機油壓力、剎車系統空氣壓力、發動機進氣歧管壓力、胎壓監測等，消費電子如胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤，洗衣機、洗碗機、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器，空調壓力傳感器，洗衣機、飲水機、洗碗機、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器。工業電子如數字壓力表、數字流量表、工業配料稱重等。

2018年中國MEMS壓力傳感器市場規模為116.6億元， 2016—2021年年復合增長率為12%，預計2021年市場規模將突破150億元。

2.慣性（組合）傳感器。MEMS慣性（組合）傳感器又稱慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，簡稱IMU），通常包含速度傳感器（即加速計）、角速度傳感器（即陀螺儀）、磁感應傳感器（即磁力計），這三類傳感器的組合就形成了三軸、六軸和九軸慣性組合傳感器。MEMS慣性組合傳感器應用范圍非常廣泛，從軍事防御、機器人、船舶、飛機和無人機、結構監測、可重復使用航天運載器和微型衛星，到監測建筑物狀態、監測風力發電廠、太陽能發電廠、高壓線路、水壩、管道等，再到智能手機、工業自動化、自動/無人駕駛汽車、智能家居等。

消費類市場仍是慣性MEMS器件最大的細分市場，但是價格壓力巨大，競爭也是非常激烈，但隨著智能汽車產業的發展，其在汽車領域的應用市場將會很快超越消費電子。2018年中國MEMS慣性傳感器市場規模為78.5億元，2016—2021年年復合增長率為15%，預計2020年市場規模將突破110億元。

3.射頻（RF）MEMS器件。射頻RF（Radio Frequency）MEMS器件主要有：基于開關基本結構單元的移相器、可調濾波器、可變波束天線等，應用于相控陣雷達系統、平面陣列掃描天線等;硅基/熔融石英基的高性能濾波器，應用于軍用雷達/衛星通信、電子對抗等;超小型化的聲波濾波器（SAW、 FBAR），大量應用于手機、無線人機交互設備、導航、微納衛星等;微納電感、電容結構組成的天線陣列，用于雷達、電子對抗等;微納傳輸線/波導結構（如微同軸結構）組成的高性能T/R組件等。

其中，濾波器是構建射頻微波子系統最重要、用量最大的器件之一，也是研究最廣泛、成熟度最高的器件。民用市場的射頻微波濾波器主要以聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave，簡稱SAW）和體聲波濾波器（Bulk AcousticWave，簡稱BAW） 以及近年來的薄膜腔聲諧振濾波器（film bulk acousticresonator，簡稱FBAR）為主。隨著智能手機支持頻段數量增多，加上5G的推動，RF MEMS的應用前景廣闊。2018年中國RF MEMS市場規模為42.9億元，預計2016—2021年年復合增長率為18%。

4.MEMS麥克風。MEMS麥克風長期以來一直備受關注，是增長速度最快的MEMS器件之一。2017年智能語音交互市場的火熱帶動了麥克風市場的爆發，其中MEMS麥克風受益最為明顯，2017年全球MEMS麥克風前三大廠家分別為樓氏電子（美）、歌爾股份（中）和瑞聲科技（中）。

MEMS麥克風除了應用在手機、電腦等領域外，耳機組、汽車電子、醫療數位設錄影機也是其重要應用市場。隨著人工智能技術的快速崛起，可穿戴智能設備、無人駕駛、智能家居等物聯網領域將成為MEMS麥克風的新興市場。2018年中國MEMS麥克風市場規模為31.3億元，預計2016—2021年年復合增長率為13%。

5.非制冷紅外熱成像和探測器。紅外探測器和成像儀，包括熱釋電感測器、熱電堆和微測輻射熱計，其在軍事和商用領域具有非常廣泛的應用。軍事領域應用包括武器熱觀瞄（TWS）、便攜式視覺增強、車載視覺增強（DVE）、遠程武器站（RWS）、無人機（UAV）、無人駕駛地面車輛、觀察指揮車、火控和制導等;熱像測溫領域用于預防性檢測，例如對電力輸電線路、發電設備、機械設備等通過紅外熱像儀檢測異常發熱區域，可以預防重大停機以及事故的發生。在建筑方面，用于檢測房屋的隔熱效果、墻壁外立面、空鼓、滲水和霉變等。其他的領域還包括產品研發、電子制造、醫學測溫和制程控制等;商用視覺增強領域的主要應用包括消防營救、安防監控、車載、船載的紅外視覺增強等。主要是利用紅外成像無需外界光源、較強的穿透煙霧的能力、作用距離遠、成像對比度強等優勢，對人眼視覺進行有效的補充。

過去的十年中，非制冷紅外熱成像市場主要受到國防應用的驅動，然后才是商業應用。目前，非制冷紅外熱成像和探測器市場的增長主要來自于熱成像、監視、個人視覺系統（PVS）和安全市場，未來將在智慧城市、智慧建筑、智慧醫療、自動駕駛等多領域應用。2018年中國非制冷紅外熱成像和探測器市場規模為91.6億元，預計 2016—2021 年年復合增長率在14%，2021年市場規模將接近150億元。

6.氣體傳感器。氣體傳感器廣泛應用于工業、生活的各個領域，如石油、化工、鋼鐵、冶金、礦山、環保、市政、醫療、食品等諸多領域。近年來，隨著互聯網與物聯網的高速發展，氣體傳感器在新興的智能家居、可穿戴設備、智能移動終端等領域的應用突飛猛進，大幅擴展了應用空間，需求量也發生數量級的改變。目前應用的氣體傳感器中，以半導體、電化學、催化燃燒、紅外四大門類為主，其工作原理各異，功能特性各有優勢。

隨著國內環保需求日益迫切，氣體傳感器市場潛力巨大，除此之外在其他領域，例如工業、家居、醫療、樓宇等氣體傳感器也創造了更多機會。氣體傳感器很可能是下一個集成在智能手機或可穿戴設備的最佳選擇。消費應用正在推動新的氣體傳感器發展，以減少成本、功耗和尺寸，尤其是采用MEMS技術的解決方案。

2018年中國MEMS氣體傳感器市場規模為13.1億元，預計2016—2021年年復合增長率在12%，2021年市場規模將突破21億元。

MEMS領域國內外進展

目前，國內MEMS產業在營收規模、產品結構、制造工藝、新品研制和解決方案供應能力等方面與國外有差距明顯，產品在本身技術實力和生產工藝還有很大的提升空間。

國外企業巨頭林立國內企業規模較小

目前國內MEMS傳感器廠商整體規模不大，產品種類單一，相比于國際大廠方案集成能力較弱。除歌爾與瑞聲年營收在1億美元以上，如美新半導體、美泰科技、芯奧微等本土MEMS傳感器廠商年營收均在6000萬美元以下，整體規模較小。同時，本土廠商經營產品種類較為單一，產品線多數為一條， 多為元器件供應商，解決方案供應能力較差。相比之下，國際巨頭博世、霍尼韋爾、應美盛等產品線均在3條以上且具備一體化解決方案供給能力。

國外積極推出新品國內新品進展相對緩慢

運動領域，如美國的Qualtre主導的基于BAW原理的MEMS慣性傳感器，其具有更堅固、尺寸更小、更精確等特點。Vesper與General MEMS Corporation兩家美國公司主導的壓電式麥克風相較于傳統電容式麥克風 性能提高在一倍以上，同時具有防污、防塵、防水等特點。在揚聲器領域，MEMS揚聲器相比于傳統動圈式揚聲器更小、更薄、聲音更清晰、能效更高，而且具有更好的兼容性，能夠滿足現代電子制造和器件的各種要求，目前美國的Vesper和奧地利的USound已經實現量產。在生物傳感器領域，MEMS技術與傳統氣體、壓力、光學、流量等生物傳感器的結合，能夠實現產品的性能提升、成本降低、尺寸縮小與耐用性上升，目前該領域龍頭如強生公司都在積極布局該領域。而國內總體上在新品的研制和推廣上面進展相對緩慢。

制造代工環節國外技術成熟國內經驗相對不足

國內MEMS代工廠部分企業硬件條件雖與國際水平相近，但開發能力遠不及海外代工廠;中國MEMS代工企業還未積累起足夠的工藝技術儲備和大規模市場驗證反饋的經驗，加工工藝的一致性、可重復性都不能滿足設計需要，產品的良率和可靠性也無法達到規模生產要求。因此國內商業化階段的設計公司更愿意同TSMC、X-Fab、Silex等海外成熟代工廠合作。代工環節薄弱導致好的設計無法迅速產品化并推向市場，極大地制約了中國MEMS產業的發展，產業中游迫切需要有工藝經驗和高端技術的廠商。

國外產品功能強大且智能國內產品功能待提升

目前國際大廠已經能夠實現系統級九軸慣性傳感器封裝，并且在逐步向“九+”方向演進，如九軸慣性傳感器與氣體、溫濕度傳感器集成產品，相比之下，國內產品目前多數僅為六軸產品，且封裝尺寸較國際產品還存在不小差距。在環境傳感器方面，MEMS技術幫助傳統傳感器實現多類別、多功能集成，能夠有效降低成本、縮小體積、擴大應用場景，如博世推出的氣體、氣壓、溫度、濕度的一體化集成傳感器，體積僅為3×3×0.93mm3。博世、意法半導體、應美盛已經能夠實現片上MCU、DSP與傳感器產品的系統集成，實現可編程型的智能傳感器，而國內廠商目前多處于單一傳感器產品階段，智能化水平較低。