近年來,受移動通信、醫療、汽車、物聯網(IoT)等應用市場需求的不斷增加,MEMS Sensor(微機電系統/傳感器)市場正在快速崛起。
隨著5G不斷商用,物聯網設備與設備之間的連接將變得更加順暢,傳感器也將被安裝在越來越多的設備中。相對于傳統的機械傳感器,MEMS傳感器尺寸更小、性能更高、生產成本更低,因此更受業界關注。
MEMS傳感器應用多關注廣,市場前景廣闊
MEMS全稱為微型電子機械系統(Micro-Electro-Mechanical System),是在微電子技術(半導體制造技術)基礎上發展起來,融合了微電子加工工藝和精密機械加工等技術制作的微米級電子機械器件,涉及微電子、機械、材料、力學、化學、生物學等諸多學科領域。
MEMS傳感器局部顯微放大圖
MEMS被廣泛用于傳感器領域,常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度計以及它們的集成產品。
MEMS傳感器具有諸多優勢,因此應用場景也更加廣泛,包括消費電子、汽車、醫療、工業、通信、國防和航空航天等領域。
例如智能手機上的手勢識別、方向定位、以及壓力感知;在汽車上,MEMS傳感器借助氣囊碰撞傳感器、胎壓監測系統(TPMS)和車輛穩定性控制增強車輛的性能等。
多場景應用使得MEMS傳感器的需求激增,隨之而來,市場也在逐步擴大。
根據市場研究公司Fact.MR的數據,到2027年,全球MEMS傳感器市場將達到500億美元。另根據賽迪顧問《2019年中國MEMS傳感器潛力市場暨細分領域本土優秀企業》白皮書,2018年我國MEMS整體規模達到504.3億元,預計到2021年將達到851.1億元。
另據全球半導體生產設備材料協會(SEMI)的報告預測顯示,預計從今年到2023年,全球生產MEMS Sensor的產能將會增加25%,月產能預計增至470萬片。
值得注意的是,按照生產MEMS Sensor的企業分布區域來看,2018年全球最大的產能地區位于日本,后續依次為中國臺灣、北美、歐洲/中東。目前,中國大陸位居第六位,預計在2023年將有望超越歐洲/中東和北美地區,上升至第三位。
中國MEMS傳感器廠商蓄勢發力
面對廣闊的市場前景,業界各方都很看好MEMS傳感器帶來的這塊蛋糕,在政策、資本加持之下,很多企業入局或者加大布局,例如今年年初,全球第二大 MEMS 廠商美新半導體傳感器項目落地天津港保稅區協議已完成簽約。
而MEMS國產代工龍頭——賽微電子通過內生發展及外延并購,以MEMS傳感器為戰略性業務進行聚焦發展。近日,賽微電子投資建設的“8英寸MEMS國際代工線建設項目”正式通線投產運行,產能為1萬片/月。這也標志著北京首條商業量產、全球業界最先進的8英寸MEMS芯片生產線進入實際生產階段。據了解,該項目分期建設,最終完全達產后將形成3萬片/月的生產能力。
不僅如此,主要從事微型光纖傳感器核心技術產品開發與應用的佰為深科技,憑借MEMS工藝實現傳感器超微型化,也已獲得數千萬元融資。
此外,8月10日,以MEMS 傳感器研發與銷售為主的半導體芯片設計公司——敏芯股份在上海證券交易所科創板上市。本次公司擬募集資金7.07億元,將投向MEMS麥克風生產基地新建項目、MEMS壓力傳感器生產項目、MEMS傳感器技術研發中心建設項目等,力爭實現MEMS芯片“中國造”。
國內MEMS傳感器正加緊技術研發升級
據公開資料顯示,中國作為全球最大的電子產品生產基地,消耗了全球四分之一的MEMS傳感器。但是,由于我國MEMS產業起步較晚,中國大部分MEMS傳感器仍依賴進口,國產替代空間非常大。
隨著5G時代之下電子需求旺盛,國內對MEMS傳感器的研發熱度很高,而且大多集中在國內的頂尖研究機構。清華大學、北京大學、中科院、電子26所等,還有一些海外歸國人員創下了一些MEMS傳感器企業如美新半導體、蘇州敏芯微電子、深迪半導體(上海)有限公司等。中國的MEMS產業生態系統也正逐步完善,從研發、開發、設計、代工、封測到應用,產業鏈已基本形成,上海、蘇州、無錫都形成了研發中心。另外,國內MEMS 傳感器企業主要集中在幾家上市公司,如歌爾聲學、賽微電子、水晶光電、漢威電子、和金龍機電等。
由于今年受到疫情的影響,高性能耳溫槍、額溫槍等非接觸測溫工具需求劇增,而其核心部件MEMS紅外溫度傳感器長期主要依賴進口。前不久,中國兵器工業集團電子院華東光電集成器件研究所完成了MEMS傳感器芯片各類單項試驗,性能指標精度達到0.1℃,抗干擾能力優于目前市場主流產品。
據悉,華東光電集成器件研究所作為國家發改委MEMS國家地方聯合工程實驗室和兵器工業集團微系統制造技術創新中心,具有MEMS傳感器芯片設計、制造、封裝、測試等完整的科研能力,通過技術創新取得MEMS傳感器多項技術成果,下一步將開發相關測溫產品。
不僅如此,國內MEMS傳感器技術的創新者和開拓者,蘇州明皜傳感科技有限公司,MEMS傳感模組類產品在白色家電、汽車等市場有所布局,在融合傳感與AI傳感方面持續做出嘗試。去年,明皜MEMS傳感在TWS耳機市場,已經打入華為供應鏈,近期也進入了oppo 、小米、歌爾的TWS耳機供應鏈。
近年來國內廠商正在積極追趕國外企業,利用智能傳感器的產業變革契機積極布局MEMS傳感器產業鏈,不斷提升設計、制造及封裝測試環節的競爭力,并不斷向其他領域進行擴展與延伸,為國產替代打下良好的基礎。
來源:傳感器專家網