自從2007年MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)，Micro-Electro-Mechanical System）麥克風(fēng)和加速度傳感器做到iPhone內(nèi)，這個(gè)低調(diào)的工業(yè)品開始逐漸被人所熟知，成就了蘋果、華為、三星、小米、OPPO等各種消費(fèi)電子品牌。

MEMS被業(yè)內(nèi)人士號(hào)稱“一輩子都做不完的產(chǎn)業(yè)”，迄今已經(jīng)經(jīng)歷了三次熱潮：1990年~2000年汽車安全掀起第一次熱潮；2000年~2010年智能手機(jī)引發(fā)第二次熱潮；2010年~2020年智能手表、TWS耳機(jī)、可穿戴設(shè)備主導(dǎo)第三次熱潮。

隨著AI的到來(lái)，即將引領(lǐng)MEMS引發(fā)2020年～2030年的“黃金十年”，通過(guò)在邊緣端集成AI算法，滲透到車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療、智能城市以及萬(wàn)物互聯(lián)等應(yīng)用，徹底改變世界。

最近一段時(shí)間內(nèi)，MEMS的火熱程度，堪稱一絕，幾乎每家巨頭都在談MEMS的融合和AI。這一次，國(guó)內(nèi)再也不能錯(cuò)過(guò)機(jī)會(huì)了。

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?全球市場(chǎng)，蓄勢(shì)待發(fā)?

隨著“清庫(kù)存”接近尾聲，MEMS漲勢(shì)明顯，尤其在未來(lái)幾年，很有“錢途”。 根據(jù)Yole最新報(bào)告，MEMS市場(chǎng)即將迎來(lái)大幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2029年收入將達(dá)到200億美元，高于2023年的146億美元。經(jīng)濟(jì)低迷后5%的預(yù)期增長(zhǎng)突顯了該行業(yè)的韌性及其適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的能力。包括對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車應(yīng)用和工業(yè)自動(dòng)化的需求不斷增長(zhǎng)在內(nèi)的多種因素正在推動(dòng)這一增長(zhǎng)。

? ? 盡管前景廣闊，但MEMS行業(yè)并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。除了少數(shù)玩家外，2023年對(duì)MEMS玩家來(lái)說(shuō)，都是艱難的，在消費(fèi)和汽車市場(chǎng)的下滑、供應(yīng)鏈中斷、地緣政治局勢(shì)緊張、研發(fā)需要大量資金支持等多重因素之下，多數(shù)玩家?guī)齑嫠匠掷m(xù)高位。

為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，一些公司采取供應(yīng)鏈多樣化、增加對(duì)本地制造能力的投資、與研究機(jī)構(gòu)合作等措施，隨著需求重回正軌，未來(lái)幾年行業(yè)可能會(huì)出現(xiàn)MEMS巨頭吞并中小企業(yè)的情況，重新洗牌。

MEMS技術(shù)在各種應(yīng)用中必不可少，消費(fèi)電子領(lǐng)域，慣性MEMS、麥克風(fēng)和壓力傳感器在智能手機(jī)、平板電腦和健身追蹤功能等需求下用量持續(xù)拉升；汽車領(lǐng)域，MEMS在自動(dòng)駕駛中應(yīng)用正在激增，改善車內(nèi)舒適度和人機(jī)界面。

?全世界，卷起來(lái)?

需要注意的是，雖然MEMS本身結(jié)構(gòu)偏向于機(jī)械，不過(guò)生產(chǎn)過(guò)程與集成電路相似，所以主要玩家都是芯片巨頭，尤其是首次將MEMS商用的ADI（亞德諾半導(dǎo)體）。

雖說(shuō)MEMS的技術(shù)門檻可不低，但是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)卻是很激烈，幾個(gè)主要參與者在創(chuàng)新和市場(chǎng)擴(kuò)張方面處于領(lǐng)先地位。博世（Bosch）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）和TDK等公司走在最前沿，不斷突破MEMS技術(shù)的邊界。這些公司正在大力投資研發(fā)，以保持其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

從Yole數(shù)據(jù)來(lái)看，2023年MEMS市場(chǎng)排名以依次為Rorbet BOSCH、Broadcom、TDK、Qorvo、HP、ST、TI、Skyworks、HoneyWell、CANON、TE、NXP、ADI、KNOWLES、MURATA、Infineon、EPSON、Qualcomm等。

我國(guó)發(fā)力MEMS并不晚，但由于歷史原因，整體力量分散、條塊分割、投入嚴(yán)重不足，2010年前后產(chǎn)業(yè)才顯現(xiàn)雛形，不過(guò)整體與國(guó)外有差距。

僅MEMS傳感器方面，超過(guò)90%國(guó)內(nèi)市場(chǎng)由國(guó)外廠商供應(yīng)。此外，MEMS本身涉及種類比較多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局上不足20%。

不過(guò)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成比較好的企業(yè)資源、創(chuàng)新資源和載體平臺(tái)，目前擁有至少37條MEMS產(chǎn)線。

從二級(jí)市場(chǎng)上來(lái)看，國(guó)產(chǎn)擁有研發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備材料、晶圓制造、封裝測(cè)試、集成應(yīng)用的完備產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)擁有豐富種類器件。

? 一級(jí)市場(chǎng)方面，國(guó)內(nèi)投資和兼并持續(xù)活躍，布局的領(lǐng)域越來(lái)越廣，覆蓋的業(yè)務(wù)也越來(lái)越全面。

?整體趨勢(shì)，AI與融合?

MEMS領(lǐng)域最值得關(guān)注的進(jìn)步之一是開發(fā)更復(fù)雜、更小的傳感器，這對(duì)于新興應(yīng)用至關(guān)重要。此外，MEMS與人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的集成正在實(shí)現(xiàn)更智能和自適應(yīng)的系統(tǒng)，從而提高各種設(shè)備的性能和效率。

具體來(lái)看，最近一段時(shí)間內(nèi)巨頭具備標(biāo)志性的動(dòng)作包括：

博世：CES 2024上，Bosch Sensortec推出兩款穿戴用新型加速度傳感器BMA530和 BMA580，亮點(diǎn)之一是尺寸，和上一代相比，BMA530和BMA580的尺寸降低了70%，可以說(shuō)是最薄、最小的加速度傳感器，另一個(gè)亮點(diǎn)是AI，2021年博世具備AI功能的氣體傳感器；

博通：領(lǐng)跑RF MEMS，之前在蘋果的FBAR業(yè)務(wù)中失去了很大一部分份額，但收入一直非常穩(wěn)定，是最近一陣子的隱形贏家；

ST：2022年推出具備AI功能的第三代MEMS 傳感器，同時(shí)首提“傳感器+DSP+AI”的智能傳感器處理單元（ISPU）新概念，除了縮小SiP器件尺寸并將功耗降低高達(dá)80%之外，傳感器和AI的融合還將設(shè)備決策引入了應(yīng)用邊緣，意法半導(dǎo)體新推出的ISPU在四個(gè)“P”方面提供了實(shí)質(zhì)性的優(yōu)勢(shì)：功耗（power consumption）、封裝（packaging）、性能（performance）和價(jià)格（price）；

TDK：在2022年底推出了新傳感器ICM-45605-S，用于TWS耳機(jī)，該產(chǎn)品融合了GAF融合算法，檢測(cè)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)及角度輸出，可以直接輸出原始數(shù)據(jù)及融合后的四元數(shù)，誤差小于0.3deg/Min，超低的功耗為空間音頻（Spatial Audio）帶來(lái)更長(zhǎng)時(shí)間的體驗(yàn)效果（Fusion on Chip）；

Qorvo：主要營(yíng)收在于RF MEMS，特別是BAW SMR增速非常快，2019年Qorvo宣布收購(gòu)高性能 RF MEMS 天線調(diào)諧應(yīng)用技術(shù)供應(yīng)商Cavendish Kinetics，射頻 MEMS 技術(shù)也可用于射頻前端 (RFFE) 中的傳導(dǎo)路徑，以降低插入損耗并提高隔離度；在移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施方面，也可以使用 RF MEMS 來(lái)執(zhí)行天線波束成形，而在壓力MEMS方面，Qorvo的Sensor Fusion主要面向消費(fèi)領(lǐng)域，目前正在持續(xù)發(fā)展中；

ADI：從1987年開始布局MEMS傳感器，1991年發(fā)布世界上第一款成功開發(fā)、制造并商用的MEMS加速度計(jì)ADXL50，2002年又發(fā)布了第一款集成式MEMS陀螺儀ADXRS150，目前主要在兩條方向上發(fā)展，一是在過(guò)往基礎(chǔ)上優(yōu)化升級(jí)，二是布局產(chǎn)業(yè)新潮流，比如說(shuō)完全本土研發(fā)的可穿戴市場(chǎng)的新產(chǎn)品；

Infineon：MEMS麥克風(fēng)老大，占據(jù)將近43.5%的市場(chǎng)份額，英飛凌的XENSIV MEMS麥克風(fēng)具有高信噪比和低失真的特性（即使在高聲壓級(jí)下），以及部件與部件之間的相位和靈敏度一致性，平坦的頻率響應(yīng)（低頻滾降）和超低群時(shí)延。結(jié)合可選的功耗模式和小巧的封裝尺寸，XENSIV MEMS麥克風(fēng)已成為集成有對(duì)話式AI的設(shè)備的理想選擇。

通過(guò)以上不難發(fā)現(xiàn)，AI+MEMS傳感器+DSP或AI+MEMS傳感器是主流趨勢(shì)，同時(shí)國(guó)際大廠多為IDM模式。

因此，國(guó)內(nèi)一方面需要進(jìn)一步加緊在多能力融合方向努力，另一方面需要提升制造能力，追求更好的小型化和性價(jià)比。

此外，國(guó)內(nèi)還需要在新材料（如PZT、氮化鋁、氧化釩）、新封裝（如3D晶圓級(jí)封裝）技術(shù)上，進(jìn)一步進(jìn)行突破，并不斷實(shí)現(xiàn)行業(yè)的最終目標(biāo)——“感、知、聯(lián)一體化”。

審核編輯 黃宇