（1）MEMS陀螺儀的發(fā)展情況
①陀螺儀的發(fā)展歷史
最早的陀螺儀基于牛頓經(jīng)典力學(xué)原理，利用高速旋轉的陀螺轉子來(lái)測量計算運動(dòng)載體的旋轉角速率。
經(jīng)歷一百多年的漫長(cháng)發(fā)展，人們又研制出了多種基于不同測量原理具有不同測量精度的陀螺儀。按不同測量原理和發(fā)明先后，慣性技術(shù)發(fā)展通常分為四代，MEMS陀螺儀是第三代陀螺儀的代表。
第一代，基于牛頓經(jīng)典力學(xué)原理。
典型代表為靜電陀螺以及動(dòng)力調諧陀螺，其特點(diǎn)是種類(lèi)多、精度高、體積質(zhì)量大、系統組成結構復雜、性能受機械結構復雜性和極限精度制約、產(chǎn)品制造維護成本昂貴。
第二代，基于薩格奈克效應。
典型代表是激光陀螺和光纖陀螺，其特點(diǎn)是反應時(shí)間短、動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、環(huán)境適應性強、易維護、壽命長(cháng)。光學(xué)陀螺技術(shù)較為成熟，精度高，隨著(zhù)產(chǎn)品迭代，光學(xué)陀螺及其系統應用從戰術(shù)級應用逐步拓展到導航級應用，在陸、海、空、天等多個(gè)領(lǐng)域中得到批量應用，但由于其成本高、體積大，應用領(lǐng)域受到一定限制。
第三代，基于哥氏振動(dòng)效應和微納加工技術(shù)。
典型代表是半球諧振陀螺和MEMS陀螺。半球諧振陀螺是哥式振動(dòng)陀螺儀中的一種高精度陀螺儀，正逐步在空間、航空、航海等領(lǐng)域開(kāi)展應用，但受限于結構及制造技術(shù)，市場(chǎng)上可規?；a(chǎn)的企業(yè)較少。MEMS陀螺儀具有體積小、重量輕、環(huán)境適應性強、價(jià)格低、易于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，率先在汽車(chē)和消費電子領(lǐng)域得到了大量應用。隨著(zhù)性能的進(jìn)一步提高，MEMS陀螺儀應用也被拓展到了工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域，使得慣性系統應用領(lǐng)域大為擴展。
第四代，基于現代量子力學(xué)技術(shù)。
典型代表為核磁共振陀螺、原子干涉陀螺。其目標是實(shí)現高精度、高可靠、小型化和更廣泛應用領(lǐng)域的導航系統，目前仍處于早期研究階段。MEMS陀螺儀具有小型化、高集成、低成本的優(yōu)勢，解決了第一、二代陀螺儀體積質(zhì)量大、成本高的不足，并隨著(zhù)精度和穩定性的持續提升，在陀螺儀市場(chǎng)中占據了重要的位置。
②不同類(lèi)型陀螺儀的應用情況及發(fā)展趨勢
目前，市場(chǎng)上大量使用的陀螺儀主要包括激光陀螺儀、光纖陀螺儀和MEMS陀螺儀，上述陀螺儀技術(shù)發(fā)展處于相對成熟的狀態(tài)，應用領(lǐng)域相對廣泛。
激光陀螺儀和光纖陀螺儀分別屬于第一代光學(xué)陀螺儀和第二代光學(xué)陀螺儀，其中激光陀螺儀利用光程差的原理來(lái)測量角速度，兩束光波沿著(zhù)同一個(gè)圓周路徑反向而行，當光源與圓周均發(fā)生旋轉時(shí)，兩束光的行進(jìn)路程不同，產(chǎn)生了相位差，通過(guò)測量該相位差可以測出激光陀螺的角速度。
光纖陀螺儀使用與激光陀螺儀相同的基本原理，但由于光纖可以進(jìn)行繞制，因此光纖陀螺儀中激光回路的長(cháng)度比激光陀螺儀增加，使得檢測靈敏度和分辨率也提高，從而有效地克服了激光陀螺儀的閉鎖問(wèn)題。
隨著(zhù)微機械電子系統（MEMS）等學(xué)科的興起，基于哥氏振動(dòng)效應和微納加工技術(shù)的MEMS陀螺儀開(kāi)始出現，MEMS陀螺儀具備小型化、高集成、低成本的特點(diǎn)，因此，雖然其精度較激光陀螺儀與光纖陀螺儀低，但仍具有廣闊的應用場(chǎng)景。MEMS陀螺儀與激光陀螺儀、光纖陀螺儀（下稱(chēng)兩光陀螺）的具體差異比較情況如下：
綜上來(lái)看，由于不同技術(shù)路線(xiàn)的陀螺儀可實(shí)現類(lèi)似的功能，因此MEMS陀螺儀和兩光陀螺在部分無(wú)人系統、高端工業(yè)、高可靠等應用領(lǐng)域有所重合。隨著(zhù)高性能MEMS陀螺儀的精度不斷提升，并依托成本的優(yōu)勢，可逐步應用于中低精度兩光陀螺的應用領(lǐng)域。同時(shí)，由于高性能MEMS陀螺儀具有小體積、高集成、抗高過(guò)載的優(yōu)勢，可以解決光纖陀螺和激光陀螺由于體積較大、抗沖擊能力弱的問(wèn)題，滿(mǎn)足高可靠、無(wú)人系統等領(lǐng)域智能化升級的要求，進(jìn)一步拓展高性能MEMS陀螺儀的增量市場(chǎng)。
根據Yole發(fā)布的High-EndInertialSensing2022，高性能MEMS陀螺儀在工業(yè)級應用領(lǐng)域使用較為廣泛，占據了該應用領(lǐng)域86%的市場(chǎng)份額，具體應用場(chǎng)景包括資源勘探、測量測繪、光電吊艙等；在戰術(shù)級和導航級應用領(lǐng)域，兩光陀螺應用比較廣泛，分別占據了該應用領(lǐng)域78%和92%的市場(chǎng)份額，具體應用場(chǎng)景包括無(wú)人系統、衛星姿態(tài)控制系統、動(dòng)中通等；在戰略級應用領(lǐng)域，激光陀螺儀的適用性較強，占據了該應用領(lǐng)域72%的市場(chǎng)份額，具體應用場(chǎng)景為航天航海等領(lǐng)域。
（2）MEMS加速度計
MEMS加速度計是一種能夠測量物體線(xiàn)加速度的器件，通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。加速度計的理論基礎是牛頓第二定律，傳感器在加速過(guò)程中，可通過(guò)對質(zhì)量塊所受慣性力的測量計算出加速度值。如果初速度已知，就可以通過(guò)加速度對時(shí)間積分得到線(xiàn)速度，再次通過(guò)線(xiàn)速度對時(shí)間積分可計算出直線(xiàn)位移。
按工作原理劃分，MEMS加速度計可以分為以下類(lèi)型：電容式、壓電式、熱感式、諧振式等。其中，電容式MEMS加速度計是目前應用最多的類(lèi)型。電容式MEMS加速度計具有檢測精度高、受溫度影響小、功耗低、寬動(dòng)態(tài)范圍、以及可以測量靜態(tài)加速度等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于消費電子、汽車(chē)、工業(yè)、高可靠等各個(gè)領(lǐng)域。公司MEMS加速度計即為電容式。
（3）MEMS慣性系統
從技術(shù)層次來(lái)看，慣性技術(shù)領(lǐng)域可以分為慣性器件與慣性系統兩個(gè)層級，慣性器件主要包括測量角速率的陀螺儀和測量線(xiàn)加速度的加速度計；慣性系統是以慣性器件為核心，利用集成技術(shù)實(shí)現的慣性測量、慣性導航以及慣性穩控系統，其中慣性導航應用領(lǐng)域最為廣泛。
目前，MEMS慣性系統已由發(fā)展初期的消費、汽車(chē)領(lǐng)域擴展到工業(yè)、航空航天等高端應用領(lǐng)域。
①慣性導航
慣性導航系統的核心器件是陀螺儀和加速度計。通常情況下，每套慣性系統包含三軸陀螺儀和三軸加速度計，分別測量三個(gè)自由度的角速率和線(xiàn)加速度；通過(guò)對角速率和線(xiàn)加速度按時(shí)間積分以及疊加運算，可以動(dòng)態(tài)確定自身位置變化，從而確定自身移動(dòng)軌跡以實(shí)現導航功能。慣性導航的工作原理如下圖所示：
慣性導航不借助外源信息，也不向外發(fā)送任何信號，因而不用借助其他設備，可免受外界干擾影響。除獨立使用外，慣性導航還可以與衛星導航結合使用，形成組合導航系統，具備以下主要優(yōu)勢：一方面，在開(kāi)放的外界環(huán)境中使用衛星定位導航確定絕對位置，可利用慣性導航提高位置更新速率；另一方面，在高架橋、山間隧道等衛星信號較弱甚至消失的場(chǎng)合，設備可自動(dòng)切換至慣性導航來(lái)提供定位信息以繼續導航。
②慣性測量
慣性測量系統是利用陀螺儀、加速度計等慣性敏感元件和電子計算機測量載體相對于地面運動(dòng)的角速率和加速度，以確定載體的位置和地球重力場(chǎng)參數的組合系統。
目前已被應用于石油測斜、城市測繪、地質(zhì)監測、尋北儀表等領(lǐng)域。例如，陀螺尋北儀通常采用陀螺儀和加速度計的組合方案，利用陀螺儀測量地球旋轉角速率的水平分量以獲得載體的北向信息，利用加速度計測量陀螺的姿態(tài)角，對陀螺信號進(jìn)行補償。通過(guò)多位置法消除陀螺儀和加速度計的零偏影響，經(jīng)過(guò)計算得到陀螺儀轉軸與正北方向的夾角，系統原理如下所示：
③慣性穩控
慣性穩控是通過(guò)連續監測系統姿態(tài)與位置變化，利用伺服機構動(dòng)態(tài)調整系統姿態(tài)，使被穩定對象與設定目標保持相對穩定的裝置。慣性穩控利用陀螺儀敏感框架的角速率信號，利用控制算法進(jìn)行伺服結構的控制，保持在外部干擾情況下平臺的穩定，提高平臺設備工作的性能。
慣性穩控因其隔離載體干擾的能力，在各類(lèi)運動(dòng)平臺得到了廣泛的應用。常見(jiàn)的慣性穩控包括動(dòng)中通天線(xiàn)，光電吊艙，攝像平臺等。隨著(zhù)MEMS陀螺儀性能的不斷提高，MEMS陀螺儀在慣性穩控系統中得到了越來(lái)越多的應用。系統原理如下所示：
（4）MEMS慣性傳感器市場(chǎng)
①全球市場(chǎng)
根據Yole發(fā)布的StatusofMEMSIndustry2022，2021年世界MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規模約35.09億美元，具體情況如下：
其中，2021年MEMS陀螺儀和MEMS加速度計市場(chǎng)規模達到15.93億美元，占全球MEMS行業(yè)總市場(chǎng)規模的45.40%。
②國內市場(chǎng)
根據頭豹研究院公司發(fā)布的《2022年中國MEMS傳感器行業(yè)概覽》，2021年中國MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規模約136.00億元，具體情況如下：
（5）高性能MEMS慣性傳感器行業(yè)狀況、技術(shù)水平及市場(chǎng)競爭情況
高性能MEMS慣性傳感器行業(yè)不同于其他MEMS慣性傳感器主要應用于消費電子領(lǐng)域，高性能MEMS慣性傳感器主要適用于高端工業(yè)、無(wú)人系統、高可靠等應用領(lǐng)域。
目前高性能慣性傳感器主要通過(guò)三種技術(shù)實(shí)現，分別是激光慣性技術(shù)、光纖慣性技術(shù)和MEMS慣性技術(shù)。
激光慣性技術(shù)和光纖慣性技術(shù)主要基于薩格奈克效應發(fā)揮作用，分別于20世紀90年代和21世紀初進(jìn)入技術(shù)成熟期，技術(shù)特點(diǎn)是精度較高但體積和重量較大，生產(chǎn)成本高；MEMS慣性技術(shù)基于哥氏振動(dòng)效應發(fā)揮作用，目前技術(shù)正逐漸進(jìn)入成熟期，國際MEMS慣性技術(shù)代表性公司為Honeywell、ADI等，國內MEMS慣性技術(shù)代表性公司為芯動(dòng)聯(lián)科等，上述公司均掌握先進(jìn)的MEMS慣性傳感器技術(shù)體系，產(chǎn)品性能均為國際先進(jìn)。
目前，高性能MEMS陀螺儀的精度水平可以達到中低精度的激光陀螺儀和光纖陀螺儀，隨著(zhù)MEMS慣性技術(shù)的愈發(fā)成熟，MEMS慣性傳感器在保持原有低成本、小體積、可批量生產(chǎn)的特點(diǎn)下，精度水平不斷提高，目前可在諸多戰術(shù)級應用場(chǎng)景替代激光陀螺和光纖陀螺，并逐漸滲透導航級應用場(chǎng)景。高性能MEMS加速度計接近石英加速計水平，可達到導航級水平。MEMS慣性技術(shù)作為慣性傳感器領(lǐng)域的主流技術(shù)之一，將在自動(dòng)駕駛和高端工業(yè)等領(lǐng)域覆蓋更多新的應用場(chǎng)景，市場(chǎng)空間較為廣闊。
①高性能MEMS慣性傳感器行業(yè)狀況、市場(chǎng)競爭情況
根據Yole統計的數據，2021年，全世界高性能MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規模約71,000萬(wàn)美元（含MEMS慣性傳感器系統），約452,270萬(wàn)元人民幣，世界MEMS慣性產(chǎn)品銷(xiāo)售額集中在Honeywell、ADI、NorthropGrumman/Litef等行業(yè)巨頭手中，市場(chǎng)份額前三的公司合計占有50%以上的份額。
②高性能MEMS慣性傳感器行業(yè)技術(shù)水平情況
A.高性能MEMS陀螺儀
MEMS陀螺儀的性能及技術(shù)水平是高性能MEMS慣性傳感器行業(yè)技術(shù)水平的集中體現，技術(shù)水平先進(jìn)的國內外企業(yè)在MEMS結構設計、MEMS工藝、ASIC設計方面均具備較強實(shí)力。
目前，行業(yè)內企業(yè)為實(shí)現MEMS陀螺儀的高靈敏度、強抗干擾和高精度，MEMS芯片設計結構從傳統雙質(zhì)量塊方案向四質(zhì)量塊結構、多環(huán)結構等新型對稱(chēng)結構發(fā)展。MEMS工藝方面，加工工藝由傳統的硅-玻璃工藝過(guò)渡到全硅工藝，此外，為降低材料不匹配引起的測量偏差，行業(yè)內公司采用晶圓級高真空技術(shù)、薄膜吸氣技術(shù)等，實(shí)現高Q值，實(shí)現機械增益的大幅提升。電路設計方面多采用數?；旌?/span>ASIC電路以滿(mǎn)足體積小、功耗低的要求。綜合上述技術(shù)，行業(yè)內企業(yè)逐步實(shí)現正交誤差補償，模態(tài)匹配，標度因數自補償，標度因數自校準，耦合消除等目標。發(fā)行人選取行業(yè)內代表性公司在研或高精度的MEMS陀螺儀產(chǎn)品，說(shuō)明行業(yè)技術(shù)水平情況。
B.高性能MEMS加速度計
行業(yè)內技術(shù)水平先進(jìn)的國際巨頭傳感器公司在加速度計MEMS結構設計、MEMS工藝、電路設計方面均具備較強實(shí)力。目前為實(shí)現加速度計高靈敏度、環(huán)境適應性好，高精度的特點(diǎn)，加速度計從傳統單質(zhì)量塊技術(shù)方案向多質(zhì)量塊陣列式結構技術(shù)方案演進(jìn)，檢測機理從AM向FM演進(jìn)，同時(shí)由于諧振式加速度計具有高精度潛能、準數字輸出等特點(diǎn)，諧振式技術(shù)方案愈發(fā)為客戶(hù)采納。MEMS工藝方面，加速度計工藝方案由傳統的硅-玻璃工藝過(guò)渡到全硅工藝，降低材料不匹配和走線(xiàn)引起的寄生和熱失配，并采用高深寬比的體硅深槽刻蝕等技術(shù)，實(shí)現機械增益的大幅提升。電路與算法方面，加速度計實(shí)現上由分立器件向數?；旌?/span>ASIC過(guò)渡，滿(mǎn)足SWaP-C要求，并在算法上著(zhù)力發(fā)展誤差在線(xiàn)補償和抑制等技術(shù)。
（6）MEMS慣性傳感器應用領(lǐng)域
目前MEMS慣性傳感器已被廣泛應用于工業(yè)與通信、高可靠、汽車(chē)電子、醫療健康、消費電子等多個(gè)領(lǐng)域。MEMS慣性傳感器應用領(lǐng)域如下圖所示：
隨著(zhù)MEMS慣性技術(shù)的持續進(jìn)步，高性能MEMS慣性傳感器應用逐漸拓展到無(wú)人系統、自動(dòng)駕駛、高端工業(yè)、高可靠等領(lǐng)域，而中低性能MEMS慣性傳感器主要應用于消費電子和汽車(chē)等領(lǐng)域。
高性能MEMS慣性傳感器的典型應用領(lǐng)域如下：
①無(wú)人系統
無(wú)人系統是指具有一定自治能力和自主性的無(wú)人控制系統，它是人工智能、機器人技術(shù)以及實(shí)時(shí)控制決策系統的結合產(chǎn)物。通過(guò)利用慣性器件及捷聯(lián)慣性導航技術(shù)，可以為無(wú)人系統提供精確的速度、位置和姿態(tài)等信息，從而實(shí)現其精確的導航定位和姿態(tài)控制。無(wú)人系統能廣泛替代人類(lèi)于各種環(huán)境下獨立完成布置的任務(wù)，而不需要或者只需要極少操控人員的控制，大大擴充了人類(lèi)的行為能力。無(wú)人系統包含無(wú)人機、無(wú)人車(chē)、無(wú)人船、無(wú)人潛航器以及機器人等多種無(wú)人平臺，其中尤以無(wú)人機的應用最為廣泛。根據DroneIndustryInsight數據，2020年全球無(wú)人機市場(chǎng)規模為209億美元，預計到2026年全球無(wú)人機市場(chǎng)規模將達413億美元，2020-2026年復合增長(cháng)率為12.02%。
2020年新冠疫情爆發(fā)，無(wú)人機作為智能無(wú)人化工作的代表，具有高效無(wú)休、零接觸的工作特點(diǎn)，成為阻斷疫情傳播的防控利器，在安防巡檢、消殺作業(yè)、物流配送、宣傳喊話(huà)、照明測溫、農業(yè)植保等方面發(fā)揮了重要的作用。Frost&Sullivan估計，2020年中國民用無(wú)人機行業(yè)整體市場(chǎng)規模達599億元，發(fā)展潛力巨大。
②自動(dòng)駕駛
現代汽車(chē)系統已經(jīng)搭載了多種MEMS慣性傳感器，如陀螺儀、加速度計、磁力計和慣性測量單元，以增強汽車(chē)的可靠性，提高駕駛的安全性。最早應用于汽車(chē)的是MEMS加速度計，用于監測汽車(chē)運行狀態(tài)，判斷突然減速過(guò)程中是否啟用安全氣囊，MEMS加速度計還被用于胎壓監測（TPMS）中監測車(chē)輛運動(dòng)狀態(tài)以?xún)?yōu)化TPMS傳感器的電池壽命，MEMS陀螺儀也被大量用于車(chē)身穩定系統以增強行車(chē)安全性。如今，MEMS慣性測量單元正逐步被用于自動(dòng)駕駛并輔助GPS導航，在衛星信號較弱甚至丟失的情況下，根據慣性測量單元實(shí)時(shí)測量的加速度和角速率信息，繼續利用慣性導航以推算出最新的位置，在短時(shí)間內仍可得到較高精度的位置信息，利用航跡推算實(shí)現短時(shí)導航，大大提高了用戶(hù)體驗。根據iimedia估計，2025年全球無(wú)人駕駛汽車(chē)市場(chǎng)規模將突破1,200億美元，2021-2025年復合增長(cháng)率為46.78%，增長(cháng)潛力巨大。
根據中商產(chǎn)業(yè)研究院數據，2017-2021年我國無(wú)人駕駛市場(chǎng)規模由681億元增至2,358億元，年均復合增長(cháng)率為36.4%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預測，2022年我國無(wú)人駕駛市場(chǎng)規?？蛇_2,894億元。發(fā)行人在研項目MEMS慣性導航系統應用于自動(dòng)駕駛，預計2023年項目結項后，發(fā)行人在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的占有率有望逐步提高。
③測量測繪
隨著(zhù)衛星導航定位系統平臺、現代測繪基準體系基礎設施、航空航天遙感影像快速獲取平臺、先進(jìn)野外測繪技術(shù)裝備、地理信息數據處理技術(shù)裝備以及地理信息數據交換傳輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò )等測繪裝備體系完成構建，測繪行業(yè)進(jìn)入信息化測繪階段。高精度MEMS慣性測量單元是信息化測繪體系的重要支撐。信息化測繪的數據采集方式包括傳統測量、航空攝影測量、衛星遙感以及激光雷達測量等。除傳統方式外，其他現代化測繪方式需要基于高精度慣性測量單元的飛行控制系統或光學(xué)穩定系統支撐，以便于載具在動(dòng)態(tài)過(guò)程中采集到清晰的圖像。根據中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )數據，2021年我國地理信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達到7,524億元，總產(chǎn)值較上年增長(cháng)9.20%。預計未來(lái)高精度MEMS慣性測量單元將在信息化測繪體系中占據重要地位。
④通信–動(dòng)中通
動(dòng)中通是指通過(guò)天線(xiàn)基座對天線(xiàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整，使平臺保持和通訊衛星相對穩定的狀態(tài)，從而保證通訊質(zhì)量。動(dòng)中通共分四類(lèi)：車(chē)載、船載、機載和全自動(dòng)便攜站等產(chǎn)品，主要應用于應急通信、移動(dòng)辦公、電視臺現場(chǎng)直播、航空寬帶、商船通信、游艇、漁船等領(lǐng)域。慣性傳感器是動(dòng)中通的核心部件，在運動(dòng)過(guò)程中根據慣性測量信息自動(dòng)控制天線(xiàn)的方位、仰角和極化角，確保天線(xiàn)的波束中心始終精確指向衛星，使系統在靜態(tài)、高速、高動(dòng)態(tài)下均可穩定運行，具有高機動(dòng)性和高靈活性，具有一定的市場(chǎng)規模。
⑤工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
各類(lèi)傳感器是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知器官，高精度的傳感器才能保證系統長(cháng)期穩定工作并提供高質(zhì)量的數據。MEMS慣性傳感器已在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中被廣泛應用，例如風(fēng)力發(fā)電塔姿態(tài)監測、光伏發(fā)電太陽(yáng)跟蹤系統、電網(wǎng)塔架安全監測、水電大壩監測、機器振動(dòng)監測、礦井礦山監測、工程機械監測等。隨著(zhù)工業(yè)領(lǐng)域對數字化需求的增長(cháng)，物聯(lián)網(wǎng)一方面設備數量增速較快，另一方面物聯(lián)網(wǎng)設備對可靠性的要求也進(jìn)一步提升。根據statista的數據，在2021年，全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）市場(chǎng)規模超過(guò)了2,630億美元。預計未來(lái)幾年市場(chǎng)規模將大幅增長(cháng)，到2028年將達到約1.11萬(wàn)億美元，2021-2028年復合增長(cháng)率將達到22.83%，市場(chǎng)前景廣闊。
⑥資源勘探慣性技術(shù)
在資源勘探中，主要用于測量井身軌跡和鉆頭的實(shí)際位置，從而保證井深達到預定位置。隨著(zhù)石油資源日益枯竭，勘探和開(kāi)發(fā)情況愈加復雜，因此就需要精度更高、性能更加可靠的石油測斜儀器。而慣性技術(shù)的應用，使得這種需求得以滿(mǎn)足，通過(guò)采用高精度、高分辨率的慣性及磁傳感器來(lái)精確測量鉆井過(guò)程中井斜角、方位角及工具面角等工程參數，從而實(shí)現井身軌跡與鉆頭位置的實(shí)時(shí)監測。根據中華人民共和國自然資源部發(fā)布的《全國石油天然氣資源勘查開(kāi)采情況通報（2020年度）》，2020年油氣勘查投資達到710.24億元，開(kāi)采投資為2,249.48億元。國家統計局數據顯示，2021年原油產(chǎn)量同比增長(cháng)約2.11%；天然氣產(chǎn)量同比增幅約7.84%。因此，在國內油氣消費持續穩定增長(cháng)以及油氣勘查開(kāi)采投資持續增加的背景下，石油鉆采專(zhuān)用設備作為石油勘探開(kāi)發(fā)的重要設備，其市場(chǎng)需求將有望保持穩定增長(cháng)。
⑦高速鐵路
MEMS慣性傳感器可以檢測和測量各種形式的機械運動(dòng)，包括加速、傾斜、振動(dòng)、沖擊和旋轉等，其在高速鐵路中的典型應用實(shí)例包括：轉向架安全性和舒適度的監測和診斷系統、改善乘客舒適性的高速列車(chē)傾斜控制系統、列車(chē)的位置監控、運輸過(guò)程中的振動(dòng)監測、鐵路軌道安全和維護的監測系統、列車(chē)定位導航等。國家鐵路局發(fā)布的《2021年鐵道統計公報》顯示，2021年全國鐵路營(yíng)業(yè)里程達到15萬(wàn)公里，其中高速鐵路達到4萬(wàn)公里，增長(cháng)5.26%。全國鐵路客車(chē)擁有量為7.8萬(wàn)輛，其中，動(dòng)車(chē)組3.32萬(wàn)輛，增長(cháng)6.00%。隨著(zhù)中國新基建的持續實(shí)施以及中國高鐵走向世界，高速鐵路還會(huì )保持快速發(fā)展態(tài)勢。
⑧高可靠MEMS慣導系統以其小型化、高集成、低成本的優(yōu)勢，逐步適用于體積和重量受限的微小衛星等系統。
微小衛星具有成本較低、發(fā)射靈活、適宜冗余組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，衛星互聯(lián)網(wǎng)的興起大大促進(jìn)了微小衛星的快速發(fā)展。目前，低軌道衛星空間軌位和頻譜資源日益緊張，各國紛紛部署星座計劃。在國家政策支持下，我國近年來(lái)多個(gè)近地軌道衛星星座計劃相繼啟動(dòng)，各星座計劃部署情況合計超過(guò)1,200顆。
根據賽迪顧問(wèn)的統計，2019年全球衛星產(chǎn)業(yè)規模為2,860億美元，我國衛星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規模約700億元，中國在軌衛星的數量位于世界前列。我國商業(yè)航天市場(chǎng)的逐步開(kāi)放，將帶動(dòng)通信小衛星研制、衛星通信系統終端設備與軟件應用市場(chǎng)發(fā)展，在全球高度關(guān)注衛星互聯(lián)網(wǎng)布局的背景下我國衛星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規模預計將保持較高速度的增長(cháng)。MEMS慣性傳感器具有小型化、高集成、低成本的優(yōu)勢，隨著(zhù)其精度的提升，MEMS慣性傳感器逐步適用于對精度要求較高的高可靠領(lǐng)域。我國高可靠領(lǐng)域市場(chǎng)應用場(chǎng)景廣泛，市場(chǎng)需求蓬勃增長(cháng)，具備廣闊的市場(chǎng)空間。
（7）MEMS產(chǎn)品在不同下游應用領(lǐng)域的市場(chǎng)空間、競爭格局及核心技術(shù)壁壘
國外市場(chǎng)方面，根據Yole報告的統計，預計未來(lái)全球高可靠領(lǐng)域MEMS產(chǎn)品的市場(chǎng)空間較大。
國內市場(chǎng)方面，基于MEMS的慣性測量單元可大幅降低設備成本，并能在各種惡劣環(huán)境中穩定工作滿(mǎn)足可靠性要求，取代原本成本高昂、體積較大的其他慣性器件。根據公開(kāi)資料，預計慣性傳感器在此領(lǐng)域的市場(chǎng)空間較大。MEMS產(chǎn)品用于高可靠領(lǐng)域的核心壁壘為需要根據產(chǎn)品最終應用領(lǐng)域設計、生產(chǎn)出對應性能的產(chǎn)品；例如平臺穩定需要超低噪聲和高帶寬處理技術(shù)做支撐；復雜環(huán)境導航需要抗高過(guò)載和溫度補償技術(shù)做支撐等。因此，行業(yè)內公司能否全面掌握上述技術(shù)以滿(mǎn)足客戶(hù)不同的要求成為其MEMS產(chǎn)品進(jìn)入此領(lǐng)域的核心壁壘；此外，MEMS產(chǎn)品用于此領(lǐng)域的另一個(gè)核心壁壘主要為是否可在保證MEMS慣性傳感器高性能的同時(shí)，從系統級角度保證產(chǎn)品工程化、可測性及環(huán)境適應性。此外，MEMS產(chǎn)品在高端工業(yè)領(lǐng)域應用較廣，市場(chǎng)較大。
根據Yole發(fā)布的StatusofMEMSIndustry2022，2021年全球高端工業(yè)領(lǐng)域中MEMS產(chǎn)品的市場(chǎng)規模為22.34億美元，預計到2027年全球高端工業(yè)領(lǐng)域中MEMS產(chǎn)品的市場(chǎng)規模將達33.40億美元，2021-2027年復合增長(cháng)率為7.00%。
國際競爭格局方面，MEMS產(chǎn)品主要用于高端工業(yè)領(lǐng)域的資源勘探、壓力傳感等多個(gè)領(lǐng)域，應用場(chǎng)景相對分散，世界知名機構的產(chǎn)品在高端工業(yè)領(lǐng)域具有相對優(yōu)勢。國內方面，發(fā)行人是少數可以滿(mǎn)足高端工業(yè)客戶(hù)對于MEMS慣性傳感器精度要求的廠(chǎng)商，競爭力較強。
MEMS產(chǎn)品用于高端工業(yè)領(lǐng)域的核心壁壘在于產(chǎn)品在復雜、多變的環(huán)境中持續保持高精度感知和傳遞外部環(huán)境變化，其中，MEMS產(chǎn)品長(cháng)時(shí)間在高溫及高振動(dòng)的外部環(huán)節中保持有效工作成為衡量行業(yè)內公司技術(shù)先進(jìn)性的重要依據，已成為MEMS產(chǎn)品進(jìn)入高端工業(yè)領(lǐng)域的核心壁壘。同時(shí)，MEMS產(chǎn)品在無(wú)人系統領(lǐng)域也有廣泛的應用場(chǎng)景及廣闊的市場(chǎng)空間。根據Yole發(fā)布的StatusofMEMSIndustry2022和High-EndInertialSensing2022，2021年全球無(wú)人系統領(lǐng)域中MEMS產(chǎn)品的市場(chǎng)規模為40.26億美元，預計到2027年全球無(wú)人系統領(lǐng)域中MEMS產(chǎn)品的市場(chǎng)規模將達64.21億美元，2021-2027年復合增長(cháng)率為8.09%。
MEMS產(chǎn)品主要用于無(wú)人系統領(lǐng)域的無(wú)人機、無(wú)人駕駛車(chē)輛等領(lǐng)域，其中，無(wú)人駕駛市場(chǎng)份額在上述市場(chǎng)規模正逐漸占據愈發(fā)重要的地位，行業(yè)內的廠(chǎng)商正積極布局此類(lèi)市場(chǎng)以獲取更強的市場(chǎng)競爭地位。行業(yè)格局方面，從全球來(lái)看，得益于相關(guān)研究起步較早，以及半導體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成熟，無(wú)人系統市場(chǎng)中的MEMS產(chǎn)品市場(chǎng)份額基本被國際知名企業(yè)瓜分。我國以深迪半導體、矽?？萍?、芯動(dòng)聯(lián)科為代表的國內廠(chǎng)商相繼推出無(wú)人系統領(lǐng)域產(chǎn)品，但在中高端產(chǎn)品線(xiàn)上差距明顯。
MEMS產(chǎn)品用于無(wú)人系統領(lǐng)域的核心壁壘主要為MEMS傳感器與其他無(wú)人系統技術(shù)的有機融合，即在保證無(wú)人系統高性能、低成本的前提下，減少對通信損耗、提高響應速度，最終達到降低成本、提升整體效率的目的。
