超级干货，全球和中国MEMS传感器产业分析。
编辑：感知芯视界
今天下午，2023年中国MEMS制造大会举行了“2021年中国半导体MEMS十强企业”颁奖仪式，宣布了2021年度国内优秀的MEMS企业十强名单。
根据最新十强榜单显示，包括歌尔微电子、瑞声科技、美泰电子、美新半导体、矽睿科技、华润微、敏芯股份、士兰微、西人马、纳芯微在内的10家国内优秀的MEMS企业成功入围，其中不乏知名的传感器芯片上市企业。
01
2021年-2016年
“中国MEMS十强企业”榜单变化
在报道最新的“2021年中国半导体MEMS十强企业”的同时，感知芯视界编辑部也从中梳理了中国半导体行业协会发布的2020年、2019年、2018年、2017年、2016年“中国半导体MEMS十强企业”榜单，来看看其中暗藏的新变化。
2020年
2019年
2018
2017年
2016年
02
MEMS传感器未来趋势
MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro Electromechanical System)，利用半导体制造工艺和材料，将传感器、执行器、机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的微型器件或系统，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。MEMS主要包含两个部分：传感器和执行器。
与传统的机械传感器相比，MEMS传感器具有体积小、集成化、智能化、低成本等优点，可以满足物联网时代对于传感器的要求。MEMS 传感器种类很多，也有多种分类方法。按其工作原理，大致可分为MEMS物理、化学和生物传感器，其中每一种MEMS传感器又可分为很多种小类，不同的MEMS 传感器可以测量不同的量，实现不同的功能。
MEMS将无所不能 图源：yole
随着制程技术不断突破，微机电系统(MEMS)传感器已可在极小尺寸下，同时兼顾功耗、精度及可靠性要求，因而应用领域已开始由汽车和消费性电子，迅速蔓延至各种穿戴式应用，实现视觉、听觉、触觉、嗅觉，甚至味觉等各种人体的感知功能，成为人们的数位新感官。
图源：yole
目前，嗅觉类气体传感器技术和产品不断迭代，市场规模持续增长。2020年，全球气体传感器总体规模约为11-12亿美元，预计到2026年将达到22亿美元规模，年复合增长率约为10.9%。
根据市场咨询公司Yole Development和Mordor Intelligence统计，全球气体传感器市场中，电化学、红外、半导体技术共同占据了95%以上的市场份额，其中，应用电化学、半导体技术的气体传感器占比分别达44.2%、38.3%，应用红外技术的气体传感器占有15.1%。2018年应用电化学、红外和催化燃烧技术的气体传感器市场份额提升，而应用半导体技术的气体传感器份额显著下降。
03
全球MEMS传感器产业分析
01 全球MEMS传感器市场现状分析
2021年7月底，Yole发布2021年MEMS行业状况报告，更新了2020年销售数量、ASP（平均售价）和市场规模，阐述了未来MEMS增长的最佳机会，并从产品和资金方面探讨了生态系统及主要利益相关者，总结了MEMS产业现状和应用趋势。
按终端市场划分的 MEMS市场预测 图源：yole
据Yole的预计，2020-2026年MEMS终端市场将以7.2%的年复合增长率增长。其中，消费领域是最大的MEMS应用市场。
2020年消费领域（Consumer）约有71.3亿美元市场，约占全球 MEMS 收入的 60%，到2026年约有112.7亿美元的市场;
2020年汽车领域（Automotive）对MEMS的需求将从20.3亿美元上升到2026年的28.6亿美元市场空间;
2020年工业领域（Industrial）对MEMS的需求将从14.7亿美元上升到2026年的21亿美元市场空间;
2020年医疗领域（Medical）对MEMS的需求将从8亿美元上升到2026年的11.8亿美元市场空间;
2020年电信领域（Medical）对MEMS的需求将从0.6亿美元上升到2026年的1.4亿美元市场空间;
2020年国防与航空航天领域（Defense&Aerospace）对MEMS的需求将从5.5亿美元上升到2026年的7.2亿美元市场空间;
按器件划分的 MEMS市场预测 图源：yole
从MEMS器件方面来看，Yole预计，整体MEMS器件市场在2020年至2026年将以7.2%的年复合增长率增长，到2026年全球MEMS器件市场空间将达到182亿美元。在这其中，射频（RF）MEMS器件占大头。
2020年射频MEMS器件有20.05亿美元市场，到2026年约有40.4亿美元市场空间；
喷墨头（Inkjet heads）2020年约有8.42亿美元市场，2026年约是9亿美元市场空间；
压力（Pressure）MEMS器件2020年有17.68亿美元市场，到2026年大约是23.62亿美元市场空间；
麦克风（Microphones）MEMS 2020年约有13.8亿美元市场，2026年约是18.71亿美元市场空间；
加速度计（Accelecometers）2020年约有11.34亿美元市场，2026年约是13.94亿美元市场空间；
陀螺仪（Gyroscopes）2020年约有5.84亿美元市场，2026年约是4.81亿美元市场空间；
磁传感器（Magnetometers）2020年约有1.76亿美元市场，2026年约是1.82亿美元市场空间；
惯性器件（Inertial combos）2020年约有15.03亿美元，2026年约有21.27亿美元市场空间；
热电堆（Thermopiles）2020年约有1.99亿美元，2026年约有3.38亿美元市场空间；
微型测辐射热仪（Microbolometers）2020年约有6.01亿美元，2026年约有7.53亿美元市场空间；
光学器件（Optical）2020年约有5.3亿美元，2026年约有9.16亿美元市场空间；
微流体（Microfluidics）2020年约有1.99亿美元，2026年约有3.95亿美元市场空间；
振荡器（Oscillators）2020年约有1.42亿美元，2026年约有3.85亿美元市场空间；
环境传感器（Environmental）2020年约有0.72亿美元，2026年约有2.04亿美元市场空间；
新一代传感器（Future）2020年约有5.46亿美元，2026年约有13.63亿美元市场空间；
2020-2026年 MEMS行业收入与CAGR 图源：yole
MEMS的增长可以通过新兴技术和机遇来实现，其中一些值得注意的技术和机遇是可穿戴设备中的麦克风和惯性 MEMS，尤其是 TWS耳机。MEMS微型扬声器，应该首先在TWS入耳式设计中展示其优势，取代旧的电动或平衡电枢扬声器。基于MEMS的传感器位移OIS。这可以取代首次在iPhone 12 Pro的相机模块中使用的基于PCB的灵活传感器移位。它也可能进入其他手机或消费设备中的其他相机模块。
再者，Apple正在推动3D Audio，有可能会采用到Android设备，这或许会导致对IMU的需求激增。PMUT设备用于超声波指纹识别，还可用作智能手机和汽车中物理按钮和触觉的替代品。CMUT 设备对于接近 PoC 的低成本超声成像的消费化也非常有希望。
另外，空气质量检测等也成为用户关心的地方，气体传感器和环境组合有助于监测用户周围的室内和室外空气质量。随着用于AR/VR和LIDAR应用的光学MEMS（微镜）的兴起，压电MEMS 是具有增长潜力的设备。Yole指出，ICE（内燃机）汽车的数量正在减少，这对于正在开发汽车压力传感器业务的MEMS供应商来说应该是值得关注的。
02 全球MEMS传感器玩家分析
MEMS领域主要公司
2020年MEMS制造商收入排名（$millions）图源：yole
现在的顶级 MEMS 厂商是 Bosch、Broadcom、Qorvo、STMicroelectronics、德州仪器、Goermicro (Goertek)、HP、Knowles、TDK 和 Infineon等等。值得一提的是，英飞凌以收购恩智浦而跻身前十行列，国内的歌尔继2019年首次跻身前十后，在2020年MEMS厂商营收排名中升至第六位。
前30名玩家成长排名 图源：yole
Yole还统计了相比2019年，增长率最高的前30名玩家。一个有意思的现象是，在所有这30名中，我们看到有很一些新的MEMS企业因为较高的增长率而登榜。总体来看，RF MEMS公司的MEMS业务增长最大，其次是热成像和麦克风。
因疫情受益最大的当属Guide IR、FLIR Systems，以及出售微辐射热计的Lynred和出售热电堆的Melexis，由于市场对体温检测的需求增加，这几家企业从中获利。GUIDE IR这家公司以331%的年同比增长率位居第一，FLIR System同比增长24%，Melexis同比增长了21%，Lynred同比增长15%。获利的还有Amphenol，同比增长了11%，他们主要是由于呼吸终端系统(如呼吸机和CPAP机)对压力MEMS的需求增长。
射频MEMS公司去年的增长依旧强劲，Qorvo和博通去年为5G部署了高可靠性的RF MEMS滤波器。其中Qorvo的年增长率比博通还要高，达到37%，而博通是20%。
SiTime正在继续大力推动用其基于MEMS 的计时产品取代传统的石英计时解决方案。2020年营收同比增长了38%。
瑞声科技（AAC）和歌尔微电子 (Goertek) 从的MEMS麦克风需求环境中获益。15年来，MEMS麦克风领头羊楼氏电子首次被歌尔微取代。瑞盛科技的年增长率为26%，歌尔同比增长了18%。
我们知道，2020年上半年汽车需求疲软，MEMS也受到了影响，但下半年消费和汽车需求的大幅回升，也使得博世、意法半导体和TDK等同时从事消费类和汽车业务的公司能够抵消来自汽车行业的潜在负面影响。其中博世同比增长7%，ST和TDK同比增长1%。
03 全球MEMS传感器代工厂分析
MEMS代工厂排名 图源：yole
2020年头部 MEMS制造商同比变动 图源：yole
MEMS公司分为IDM、fabless和Foundry三类，与半导体类似。因此，MEMS代工厂的存在也是不可或缺的。瑞典的Silex Microsystems 是顶级的 MEMS 代工厂，Teledyne DALSA 位居第二，索尼位居第三。台积电位居第4位，X-Fab位居第5位。除索尼外，罗姆在日本企业中排名第13位。
04
中国MEMS传感器产业分析
受益于消费电子等产量稳定增长，加速度计、陀螺仪和微型麦克风等MEMS产品的需求不断增长，使得中国已经成为全球MEMS市场中发展最快的地区。
2018-2023年中国MEMS市场情况 图源：赛迪顾问
2019 年中国市场在疫情影响下仍然保持增长，根据《2020 年中国 MEMS 制造白皮书》数据，2019 年中国整体 MEMS 市场规模达到 597.8 亿元，同比增长18.3%。
赛迪顾问报告称，2020年中国MEMS市场规模为736.7亿元，同比增长23.2%。随着5G、物联网、云计算等技术的不断进步，国家对于产业数字化转型的持续关注，国内需求不断提升，MEMS市场规模将继续扩大，预计到2023年中国MEMS市场规模将超过1200亿元，同时增速保持较高水平。
2018-2023年中国MEMS市场结构及预测 图源：赛迪顾问
2020年中国MEMS市场结构中占比最多的是家电及消费与汽车。随着5G新基建的持续推进，信息化与工业化更深、更广融合，尤其是推动5G技术应用从外围辅助环节向核心生产环节渗透。此外，受疫情影响，医疗行业信息化和工业自动化的发展讲程不断提速，医疗及工业智能终端设备将会迎来新机会，工业及医疗领道市场的空间将进一步释放。
01 中国MEMS传感器产品分析
2020年中国MEMS细分产品结构 图源：赛迪顾问
2020年中国MEMS细分产品增长率 图源：赛迪顾问
2020年中国MEMS市场射频仍占最大份额，达到25.4%，其次是压力、红外、惯性和麦克风。从产品市场增速来看，红外热释电&热电堆和微辐射热测定仪增速最快。
02 中国MEMS厂商市场份额分析
中国MEMS厂商市场份额 图源：东方证券研究所
中国是最大的电子产品生产基地也是最大的电子产品消费国，2019 年全球 MEMS 器件市场规模为 165 亿美元，中国占据了半数以上。但在国内市场依然为国外厂 商主导，国内市场前 10 厂商占据的份额中仅 6%属于国内厂商。
中国MEMS产品晶圆需求结构 图源：东方证券研究所
2020年中国本土MEMS传感器企业TOP10产品 图源：赛迪顾问
国内厂商已具备主流 MEMS 器件生产能力。从国内 MEMS 产品晶圆需求结构来看，麦克风、压 力、打印头、加速度、射频器件已经有了相当的占比，6 寸片和 8 寸片需求合计分别占比 31%、 19%、11%、6%、7%。从头部厂商产品类别来看，歌尔股份已覆盖了 MEMS 麦克风、MEMS 压 力传感器（气压/防水/血压/差压等）、MEMS 气流传感器，组合传感器产品也逐步丰富，瑞声科技、睿创微纳等公司也具备部分主流器件生产能力。
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