市场简报：2022年MEMS力学传感器市场分析简报

1 报告标签：MEMS、传感器、芯片、电子元器件、物联网 主笔人：刘畅 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 中国宏观经济简报|2022/09 www.leadleo.com MEMS传感器应用最广的是MEMS力学传感器，主要应用于汽车电子、智能手环等领域 MEMS力学传感器（Micro-Electro-MechanicalSystem）是采用微电子和微机械加工技术制造而成的一种薄膜元件类传感器，受力时变形，大小在1毫米至1微米之间，可以将接收到的信息进行有规律的传输、处理、存储、显示、记录，从而变换成电信号或其他所需形式输🎧，普遍应用于VR/AR、智能手表、无人机等小型设备中。 2021年，中国MEMS传感器市场规模为767亿元，其中MEMS传感器占比29.7%，成为传感器的主流。MEMS传感器中力学、磁学、声学传感器应用最为广泛，其中力学传感器占比最高，达到34%，力学传感器主要应用于汽车电子、智能手环等领域。随着5G技术的不断进步，MEMS力学传感器更多领域的渗透将被进一步扩展。 单位：亿美元 单位：亿美元 图表1：中国各类传感器占比（按营收），2021图表2：中国MEMS传感器占比（按营收），2021年 单位：% 9.2% 8.0% 29.7% MEMSCIS 雷达RF 14.9% 指纹其他 26.5% 18% 34% 力学磁学 声学光学 13% 生物其他 9% 20% MEMS力学传感器工作原理与人识别处理信息相似 外部信息�现 五官感知信息-皮肤 大脑处理 非电学量-外部信息 目标物力学-受力 压力压强速度加速度 … 敏感元件接收 转换元件处理 直接感受被测量 输�被测量关系物理量 输�被测量关系物理量 非电量转换为电信号输� 交换元件处理 电信号转化成有用电信号以便MEMS力学传感器处理、控制、记录和显示所需信息 处理、预测开发、模型细化 执行机构测量自动化调节 MEMS压力传感器-感知信息 处理并反应 电学量-处理信息 反应 刺激 人 信息处理原理 MEMS力学传感器和人类的皮肤相似，通过外部信息的刺激皮肤，敏感元件、转换元件、交换元件感知并接收信息，将测量信号转化为电信号以便MEMS力学传感器处理、控制、记录和显示所需信息，最后MEMS压力传感器再进行信息处理、预测开发、模型细化。 传感器 来源：头豹研究院编辑整理 在高新技术推动下，中国MEMS力学传感器处于技术革新阶段，未来发展空间将被进一步拓展 MEMS力学传感器的力学信息采集精密度高且由于其微型化的特征，在智能可穿戴、手机等消费领域应用广泛，并发挥低成本、高效率的优势，因此市场规模稳步提升。市场规模由2017年的153.6亿元提高至2021年的257.1亿元，年复合增长率为13.7%，预计2024年将增长至335.5亿元，年复合增长率为9.3%，在MEMS力学传感器技术在得到进一步突破前，MEMS传感器 呈平稳的趋势的增长。 从全球MEMS传感器市场规模来看，中国占比位于首位，其次是美国、韩国和日本，MEMS传感器在亚太地区发展潜力大、增速快，成为大型投资和业务扩张的焦点，这将同步带领MEMS力学传感器市场的扩张。 MEMS力学传感器分为压力和惯性两大类，2021年中国MEMS压力和惯性传感器市场规模分别为105.9亿元和151.2亿元，MEMS惯性传感器市场总体对价格的敏感度较高，且传感器尺寸越小越有竞争力。MEMS压力传感器生产商仍以美国大型半导体企业为主，国产替代空间较大，未来有一定的上升潜力空间 单位：亿元 912.9986.7 756.1 830 451.8525.6 608.7 691.6 201720182019202020212022E2023E2024E 单位：亿元 310.4335.5 282.2 235.1 257.1 207.0 178.7 153.6 201720182019202020212022E2023E2024E 图表3：中国MEMS传感器市场规模及预测，2017-2024E图表4：中国MEMS力学传感器市场规模及预测，2017-2024E 图表5：MEMS压力传感器类型及占比，2021 图表6：全球MEMS传感器市场规模占比，2021年 单位：% MEMS压力传感器 41.2% MEMS惯性传感器 58.8% 单位：% 23.8% 中国美国 37.0% 韩国日本 15.6% 德国其他 8.0%9.0% 6.6% 来源：敏芯招股书，头豹研究院编辑整理 Q3：企业如何进行MEMS力学传感器选型？ MEMS力学传感器种类繁杂、型号众多，企业可从以下几个方面进行选型 用途方面：压力传感器可以分为测定绝对压力的绝压传感器、测定对大气的相对压力的表压传感器和测定两处压力差的差压传感器。MEMS力学传感器内自身带有真空参考压，所测压力与大气压力无关，是相对于真空的压力，以此为参考压测定行对压力进行选择。 精度需求方面：MEMS力学传感器精确度指定为非线性、迟滞和不可重复性的综合影响，MEMS力学传感器的热零点漂移和热灵敏度漂移系数及非线性误差是影响传感器精度的重要指标，明确实际应用场合和要求下的此类数据范围，提�合理的精度要求。 电学要求方面：一般MEMS力学传感器的输�为模拟信号，满量程输�电压可达100-150mV。远距离输�信号电压便会衰减，应采用电流信号输�。经压力变送器将电流放大后可以输🎧20mA以下的电流信号。实际应用中会使用调理电路将MEMS传感器输�的模拟信号转换成适合的标准信号供用户选择。 作业方式方面：MEMS力学传感器的工作环境大多有振动、冲击、电磁干扰等，MEMS力学传感器的过压能力、机械密封可靠性、防松动能力都为考量标准，且MEMS力学传感器自身的引线、引脚、外导线等都应加以电磁屏蔽，并将屏蔽良好接地。 Q4：政策方面，中国政府可能会从哪些维度上对发展MEMS力学传感器提供支持？ 图表7：MEMS力学传感器未来发展格局的政策导向 政策角度金融市场 产业结构 民生经济对外交流 发展方向 中国政府明确支持和规范服务MEMS力学传感器行业发展，鼓励中高端MEMS力学传感器技术的研发和应用场景的创新与拓展 MEMS力学传感器产业大，其完善规范与建设是一个长期的过程，意味着需要中长期的战略性政策指导。面对当前全球经济的不确定性，未来中国宏观政策的制定需从金融市场、产业机构、民生经济、对外交流等方面�发，引导MEMS力学传感器行业整体经济不断转型升级，创新深化改革，形成长效的政策监督机制。 完善金融机制，鼓励投资 鼓励中小企业发展，加大反垄断力度，鼓励创新 紧贴后疫情时代生物、医疗领域的发展趋势 向信息化、多元化、定制化的产业结构方向升级 通过市财政增资增加中小企业财务需求 完善行业总体创新投入，提升就业机会与人才市场机会供给 加大所得税、增值税、进口关税在内的财税优惠政策 加强与其他国家的贸易往来，扩大外需 来源：传感器专家网，头豹研究院编辑整理 Q5：MEMS力学传感器的热点行业为何是消费行业？行业内的企业该如何顺应发展？ 消费企业应顺应消费升级趋势 MEMS力学传感器在手机、智能可穿戴为主的消费电子领域应用最为广泛，2021年中国智能可穿戴设备市场规模达到860.5亿元，复合增长率为34.7%。随着智能可交互设备的需求增长，消费电子领域仍会为MEMS力学传感器发展的主要赛道。 随着产业升级，消费企业应当注重提升产品质量，打造品牌形象。2021年第一季度，中国居民人均可支配收入同比增长13.7%，表明消费者将更加重视产品质量与形象。消费升级是拉动经济增长的主要动力，将成为推动消费电子行业迅速发展的重要抓手。 图表5：消费水平仍存在发展空间，MEMS力学传感器企业产品应重点放在只能可穿戴等消费电子领域中国智能可穿戴设备市场规模（按营收），2017-2020年 单位：亿元 专业医疗级 商业消费级 124.6 92.2 70.9 48.9 430.2 507.6 304.1 212.6 800 600 400 200 0 2017201820192020 图表6：中国中高端MEMS力学传感器潜力大，成为未来实现国产化的关键 中国MEMS力学传感器起步较晚，90%以上的中高端产品仍依赖进口。MEMS力学传感器企业应不断加强中高端产品的创新研发 MEMS力学传感器技术创新研发成为企业龙头间主要竞争方式。中国MEMS力学传感器龙头需顺应各细分领域对MEMS力学传感器的高技术需求， 实现集成化、自动化等多方位技术发展。 攻克“卡脖子”技术”。企业需注重培养产业链安全意识，例如MEMS力学传感器芯片技术仍处于萌芽阶段，打破国际方面的技术垄断，通过突破关键技术是减少进口依赖的重要手段 企业应当向数字化、产业互联的方向不断发展。智能化、数字化是第四次工业革命的方向，产业互联也是未来发展的必然趋势，加快推进数字化转型已成为制造业升级的必然路径。 中国中高端MEMS力学传感器相关机构技术研发 机构 技术 歌尔股份 （002241.SZ） 建立青岛研发基地、崂山区MEMS研发中心，布局芯片及MEMS力学传感器、VR/AR、可穿戴智能设备等领域，一期将包含各类研发中心、实验室、中试生产车间、数据中心、科技成果转化中心等 重庆市渝北区中国四联两江智能装备产业园 以MEMS力学传感器半导体芯片、工业互联网、尖端科学仪器为重点，建设具有国际先进水平的高端半导体传感器芯片和智能仪器系统生产线、工业互联网设备健康管理大数据应用及服务平台 清华大学尤政教授博士团队 创建可扩展的高端MEMS力学传感器器件加工平台、超高过载自供电MEMS力学传感器及集成微系统等，以填补中国MEMS力学传感器微系统空白 来源：中国人民政府官网，头豹研究院编辑整理 方法论 头豹研究院布局中国市场，深入研究19大行业，532个垂直行业的市场变化，已经积累了近100万行业研究样本，完成近10,000多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从区块链技术、区块链应用、联盟链平台等领域着手，研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法，采用自主研发的算法，结合行业交叉的大数据，以多元化的调研方法，挖掘定量数据背后的逻辑，分析定性内容背后的观点，客观和真实地阐述行业的现状，前瞻性地预测行业未来的发展趋势，在研究院的每一份研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究，砥砺前行的宗旨，从战略的角度分析行业，从执行的层面阅读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 法律声明 本报告著作权归头豹所有，未经书面许可，任何机构或个人不得以任何形式翻版、复刻、发表或引用。若征得头豹同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明�处为“头豹研究院”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节或修改。 本报告分析师具有专业研究能力，保证报告数据均来自合法合规渠道，观点产�及数