總體來(lái)看，半導體行業(yè)在基本層面上，可以根據功能分為感知、傳輸、計算和存儲等部分。在大多數情況下，公眾主要關(guān)注最新的邏輯計算單元CPU/GPU，或存儲芯片、通信芯片、AI芯片等，但對于其他邊緣芯片（如MEMS傳感器）情況怎樣呢？
并非所有傳感器都是 MEMS，也并非所有 MEMS 都是傳感器，但 MEMS 傳感器無(wú)處不在，從智能手機到汽車(chē)，從智能工廠(chǎng)到醫療設備。
據相關(guān)數據顯示 ，近四分之三的半導體傳感器銷(xiāo)售額來(lái)自利用MEMS技術(shù)制造的產(chǎn)品。MEMS器件現在已經(jīng)占據全球傳感器總出貨量的54%。
歌爾股份占 2%，是唯一一家擁有重要市場(chǎng)份額的中國公司。博通 (11%)、博世 (8%)、意法半導體 (4%) 是中國市場(chǎng)上一些較大的參與者。不過(guò)，整個(gè)行業(yè)相當分散，54% 是其他公司，這些公司規模太小，甚至無(wú)法占據 1% 的市場(chǎng)份額。
那么，中國在其中取得了怎樣的進(jìn)展，美國的制裁是否起到了作用？
中國MEMS市場(chǎng)分散，博世、博通、意法半導體等國外巨頭占據中國市場(chǎng)主要份額，超54%市場(chǎng)份額由體量小于1%的小公司占有
MEMS 涉及機械和機電設備的小型化，尺寸從微米到毫米不等。MEMS 器件是使用微細加工技術(shù)創(chuàng )建的，例如半導體行業(yè)中采用的技術(shù)，MEMS和CMOS等半導體技術(shù)已成為智能傳感器主要制造技術(shù)。
這些MEMS設備包含微小的運動(dòng)部件，可以感測、測量和控制加速度、壓力、溫度和光等事物，從而形成慣性MEMS、光學(xué)MEMS、生物MEMS、壓力傳感器、氣體傳感器、麥克風(fēng)、MEMS射頻器件等眾多種類(lèi)。
中國是全球最大的 MEMS 市場(chǎng)，2022 年市場(chǎng)規模高達 144 億美元，到 2025 年可能超過(guò) 246 億美元。如今，大多數 MEMS產(chǎn)品進(jìn)入消費電子和汽車(chē)電子行業(yè)，幾乎占銷(xiāo)售額的 77%。
但存在一個(gè)問(wèn)題：外國公司主導著(zhù)中國市場(chǎng)，因為大多數中國MEMS企業(yè)的規模都非常小。60%以上的MEMS產(chǎn)品是進(jìn)口的，如果只計算中高端MEMS產(chǎn)品，這個(gè)數字就在80%以上。
歌爾股份占 2%，是唯一一家擁有重要市場(chǎng)份額的中國公司。博通 (11%)、博世 (8%)、意法半導體 (4%) 是中國市場(chǎng)上一些較大的參與者。不過(guò)，整個(gè)行業(yè)相當分散，54% 是其他公司，這些公司規模太小，甚至無(wú)法占據 1% 的市場(chǎng)份額。
博通在中國MEMS市場(chǎng)的占有份額，來(lái)自于手機中濾波器和前端模塊的價(jià)值所推動(dòng)，隨著(zhù)4G、5G通信的復雜性（要求手機支持多個(gè)頻段）引發(fā)了射頻濾波器的需求飆升，MEMS是5G射頻濾波器主要制造技術(shù)，目前中國廠(chǎng)商尚無(wú)同類(lèi)大規模量產(chǎn)產(chǎn)品。2021年博通MEMS營(yíng)收超過(guò)14億美元。
博世通過(guò)覆蓋消費和汽車(chē)兩大MEMS市場(chǎng)來(lái)確保營(yíng)收的穩定增長(cháng)，成為目前全球最大的MEMS企業(yè)，2009-2021年，博世MEMS領(lǐng)域的營(yíng)收從4億美元增長(cháng)至超過(guò)17億美元。博世在多傳感器融合的進(jìn)程中一直保持著(zhù)領(lǐng)先步伐，從多傳感器融合到加持AI算法的邊緣智能傳感器，未來(lái)更多的融合傳感器會(huì )不斷涌現出來(lái)，確保博世在智能傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
意法半導體（ST）具有其極具競爭力的成本結構和之前在通信和消費領(lǐng)域8英寸晶圓上下的賭注，公司持續降低價(jià)格并從中國手機市場(chǎng)贏(yíng)得一些訂單，意法半導體在9軸慣性器件上面有很大成本優(yōu)勢，應用商無(wú)需支付全套磁力計組件的費用。意法半導體繼續投資于MEMS技術(shù)(執行器、光學(xué)MEMS、生物
MEMS)，因為這些新器件比現有技術(shù)具有更低的成本、新的功能和更好的性能。
Intralink統計過(guò)至少有70家中國MEMS公司，從設計，到IDM，再到制造。產(chǎn)品范圍包括音頻、MEMS 反射鏡、微流體、光學(xué)、射頻 MEMS、氣體傳感器、壓力傳感器等。這些公司大多位于上海、江蘇和浙江，其中江蘇省蘇州市是主要生產(chǎn)基地。
據賽迪顧問(wèn)報告顯示，中國MEMS空間布局初步形成，從總體分布來(lái)看，企業(yè)主要集中在長(cháng)三角地區，數量占比超過(guò)50%，其中江蘇省占比接近30%。從各省分布來(lái)看，江蘇、廣東、上海、北京和浙江擁有的重點(diǎn)MEMS企業(yè)數量排名前五，重點(diǎn)企業(yè)數量遠超出其他省份。
MEMS 投資每年都在增長(cháng)，從 2017 年的 43 項不同投資增加到 2022 年的 144 項投資。投資集中在消費電子 MEMS、汽車(chē) MEMS、生物醫療 MEMS 和工業(yè) MEMS。生物醫學(xué) MEMS 公司的投資最多，但消費電子產(chǎn)品帶來(lái)的資金最多。
▲來(lái)源：賽迪顧問(wèn)
那么，為什么 MEMS 進(jìn)口量會(huì )增長(cháng)，以及它如何推動(dòng)國內技術(shù)和生產(chǎn)呢？首先，讓我們考慮市場(chǎng)驅動(dòng)因素，其次，政府政策。
中國MEMS市場(chǎng)驅動(dòng)因素和政策，為什么越來(lái)越多企業(yè)進(jìn)入MEMS領(lǐng)域？
過(guò)去，隨著(zhù)中國消費電子組裝行業(yè)的增長(cháng)，對高端進(jìn)口傳感器的需求不斷增加，近幾年，即使消費電子行業(yè)趨于平緩，但汽車(chē)、儲能等新行業(yè)的介入有助于繼續保持對 MEMS 傳感器需求的增長(cháng)。
大數據與物聯(lián)網(wǎng)相結合意味著(zhù)越來(lái)越多的傳感器被用來(lái)收集數據進(jìn)行處理。這些傳感器可應用于智能城市和工廠(chǎng)，并在電動(dòng)汽車(chē)中普及。
在電動(dòng)汽車(chē)中，一些最常見(jiàn)的傳感器是慣性傳感器，如加速度計和陀螺儀；光學(xué) MEMS，例如用于無(wú)人駕駛解決方案的鏡子、用于安全氣囊展開(kāi)或內部電池的壓力傳感器；和熱傳感器來(lái)監控 BMS 等子系統。現在每輛汽車(chē)都使用了 100 多個(gè)MEMS 傳感器，而且這個(gè)數字還會(huì )增加。
自動(dòng)化和安全，已經(jīng)成為越來(lái)越廣泛的需求，無(wú)論是在車(chē)輛、工廠(chǎng)還是城市中，都需要這些傳感器。
我國十四五規劃、2021年基礎電子元器件發(fā)展規劃、2021年物聯(lián)網(wǎng)基礎設施三年行動(dòng)計劃均提到MEMS，甚至要求有針對性地支持溫度、氣體、運動(dòng)、光電、速度和生化傳感器。私營(yíng)企業(yè)已經(jīng)注意到這一點(diǎn)，這就是為什么我們看到越來(lái)越多的公司進(jìn)入該領(lǐng)域，而地方政府也增加了他們自己的支持舉措。
美國的制裁對中國MEMS產(chǎn)業(yè)影響有限，或成為中國半導體的突破點(diǎn)
雖然大多數美國制裁專(zhuān)注于高性能半導體制造設備和計算芯片，但傳感器已成為政治目標，而今年 2 月的中國氣球事件可能意味著(zhù)該行業(yè)受到更嚴格的審查。
自 2018 年以來(lái)，至少有 6 家特定于 MEMS 的公司受到美國某種形式的制裁。包括傳感器在內，可能超過(guò) 16 家公司。直接稱(chēng)自己為MEMS企業(yè)的中國公司包括，美泰電子、諾思微系統、沉陽(yáng)儀器科學(xué)研究院、北京燕京電子和杭州?？滴D像傳感器等。另外有一家在氣球事件后被制裁的公司是專(zhuān)注于傳感器的東莞凌空，這家公司專(zhuān)門(mén)從事遙感傳感器。
盡管有這些制裁措施，但大多數中國 MEMS 公司都沒(méi)有受到任何限制。主要原因在于MEMS器件所需的半導體制造設備制程主要處于微米級，并不涉及到先進(jìn)制程。目前，先進(jìn)國家并沒(méi)有禁止中國對于MEMS制造設備的獲取，中國大陸半導體設備也能滿(mǎn)足本土MEMS制造需要。
市場(chǎng)由外國公司主導，但我們看不出中國公司無(wú)法與大公司競爭的技術(shù)原因。不過(guò)，目前大多數中國MEMS公司都缺乏規模產(chǎn)能來(lái)在全球范圍內競爭。
政府對這一領(lǐng)域的興趣可能會(huì )有所幫助，但我們似乎看到了來(lái)自蘇州、深圳、上海等城市的地方政策，而不是中央政府的直接幫助，因為與半導體行業(yè)的其他部分相比，該領(lǐng)域的障礙較少。
Intralink預計在未來(lái)幾年，我們將看到中國的大型企業(yè)，如歌爾股份、賽微電子 和 蘇州納米城（MEMSRight） 逐漸發(fā)展壯大，甚至進(jìn)入國外市場(chǎng)。
但在可預見(jiàn)的未來(lái)，外國公司將繼續占據主導地位。汽車(chē)、生物醫療和工業(yè)領(lǐng)域在中國都顯示出強勁的增長(cháng)潛力，這對 MEMS 產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是利好，
警惕！進(jìn)口MEMS芯片壓縮國產(chǎn)MEMS設計企業(yè)的生存空間
據相關(guān)報告顯示，一種主流MEMS智能傳感器芯片研發(fā)投入在10億人民幣左右，需要數十人的科研團隊6～8年的積累，數千萬(wàn)只（甚至上億只）以上產(chǎn)品批量生產(chǎn)規模才可能盈利。
而且傳感器芯片研究失敗風(fēng)險較高，一般中小型的中國本土企業(yè)難以承受如此高的代價(jià)和風(fēng)險，即使研發(fā)成功，也常常難以形成盈利規模的出貨量。
據《中國傳感器發(fā)展藍皮書(shū)》披露，中國傳感器芯片進(jìn)口率高達90%以上，中國做傳感器的企業(yè)很多，但大多數采用購買(mǎi)國外廠(chǎng)商的MEMS Die芯片+自主封裝的形式貼牌生產(chǎn)傳感器，做傳感器芯片設計的企業(yè)寥寥無(wú)幾。
得益于規模優(yōu)勢，國外MEMS芯片巨頭能通過(guò)適當降低MEMS芯片（及ASIC芯片）價(jià)格的方式，獲取市場(chǎng)份額。反之，國產(chǎn)微小MEMS芯片設計企業(yè)，因規模、設計成本等因素，則難以跟進(jìn)這一策略，從而壓縮國產(chǎn)初創(chuàng )MEMS設計公司的市場(chǎng)空間。
以MEMS聲學(xué)傳感器為例，2020年度，全球MEMS聲學(xué)傳感器市場(chǎng)份額分別為歌爾微（32%）、樓氏電子（31%）、瑞聲科技（12%）、鈺太科技（4.1%）、敏芯股份（3.1%）。而2020年度全球MEMS聲學(xué)傳感器芯片市場(chǎng)份額則為英飛凌（44.2%）、樓氏電子（38.3%）、敏芯股份（6.8%）、歐姆龍（3.5%）、NJRC（2.6%）。
雖然歌爾微、瑞聲科技擁有龐大的MEMS聲學(xué)傳感器出貨量，但在MEMS聲學(xué)傳感器芯片上，英飛凌、樓氏電子兩大巨頭牢牢占據TOP2，中國廠(chǎng)商敏芯股份以6.8%位列第三，是唯一主要MEMS聲學(xué)傳感器芯片供應商，但遠落后于英飛凌和樓氏。
其他傳感器芯片領(lǐng)域情況，與MEMS聲學(xué)傳感器領(lǐng)域大同小異，中國傳感器市場(chǎng)產(chǎn)值小，而中國傳感器芯片市場(chǎng)更是可以忽略，90%中高端傳感器芯片靠進(jìn)口并非聳人聽(tīng)聞。
結語(yǔ)
2011年，美國行業(yè)認為MEMS工藝已經(jīng)成熟，可以廣泛推廣應用，確立并形成了傳感器產(chǎn)業(yè)圍繞MEMS工藝技術(shù)和應用兩大方向創(chuàng )新與突破。
過(guò)去10年間，受益于手機和TWS無(wú)線(xiàn)耳機等消費電子，MEMS市場(chǎng)快速壯大，智能傳感器市場(chǎng)迎來(lái)高速發(fā)展。我國涌現一批優(yōu)秀的傳感器企業(yè)，并在這幾年國產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了上市浪潮。
當前，我國擁有最大的MEMS市場(chǎng)，由國外巨頭主導，并且短期內這一局面仍將維持。
我國物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車(chē)需求旺盛，產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化具備關(guān)鍵MEMS芯片生產(chǎn)所需的材料、工藝和設備，幾乎不存在生產(chǎn)設備制裁因素，在全球產(chǎn)業(yè)鏈重塑的背景下，國產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈有望成為中國半導體突破口，誕生優(yōu)秀的龍頭公司。
