MEMS 的第四次浪潮，來了！

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

MEMS被業(yè)內人士號稱“一輩子都做不完的產業(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年智能手機引發(fā)第二次熱潮；2010年~2020年智能手表、TWS耳機、可穿戴設備主導第三次熱潮。

隨著AI的到來，即將引領MEMS引發(fā)2020年～2030年的“黃金十年”，通過在邊緣端集成AI算法，滲透到車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療、智能城市以及萬物互聯(lián)等應用，徹底改變世界。

最近一段時間內，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，國內再也不能錯過機會了。

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?全球市場，蓄勢待發(fā)?

隨著“清庫存”接近尾聲，MEMS漲勢明顯，尤其在未來幾年，很有“錢途”。 根據(jù)Yole最新報告，MEMS市場即將迎來大幅增長，預計到2029年收入將達到200億美元，高于2023年的146億美元。經(jīng)濟低迷后5%的預期增長突顯了該行業(yè)的韌性及其適應不斷變化的市場動態(tài)的能力。包括對消費電子產品、汽車應用和工業(yè)自動化的需求不斷增長在內的多種因素正在推動這一增長。

? ? 盡管前景廣闊，但MEMS行業(yè)并非沒有挑戰(zhàn)。除了少數(shù)玩家外，2023年對MEMS玩家來說，都是艱難的，在消費和汽車市場的下滑、供應鏈中斷、地緣政治局勢緊張、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。

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

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

?全世界，卷起來?

需要注意的是，雖然MEMS本身結構偏向于機械，不過生產過程與集成電路相似，所以主要玩家都是芯片巨頭，尤其是首次將MEMS商用的ADI（亞德諾半導體）。

雖說MEMS的技術門檻可不低，但是市場競爭卻是很激烈，幾個主要參與者在創(chuàng)新和市場擴張方面處于領先地位。博世（Bosch）、意法半導體（STMicroelectronics）和TDK等公司走在最前沿，不斷突破MEMS技術的邊界。這些公司正在大力投資研發(fā)，以保持其競爭優(yōu)勢并滿足不斷變化的市場需求。

從Yole數(shù)據(jù)來看，2023年MEMS市場排名以依次為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、投入嚴重不足，2010年前后產業(yè)才顯現(xiàn)雛形，不過整體與國外有差距。

僅MEMS傳感器方面，超過90%國內市場由國外廠商供應。此外，MEMS本身涉及種類比較多，產品結構布局上不足20%。

不過，國內已經(jīng)形成比較好的企業(yè)資源、創(chuàng)新資源和載體平臺，目前擁有至少37條MEMS產線。

從二級市場上來看，國產擁有研發(fā)設計、設備材料、晶圓制造、封裝測試、集成應用的完備產業(yè)鏈，同時擁有豐富種類器件。

? 一級市場方面，國內投資和兼并持續(xù)活躍，布局的領域越來越廣，覆蓋的業(yè)務也越來越全面。

?整體趨勢，AI與融合?

MEMS領域最值得關注的進步之一是開發(fā)更復雜、更小的傳感器，這對于新興應用至關重要。此外，MEMS與人工智能（AI）和機器學習（ML）的集成正在實現(xiàn)更智能和自適應的系統(tǒng)，從而提高各種設備的性能和效率。

具體來看，最近一段時間內巨頭具備標志性的動作包括：

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，亮點之一是尺寸，和上一代相比，BMA530和BMA580的尺寸降低了70%，可以說是最薄、最小的加速度傳感器，另一個亮點是AI，2021年博世具備AI功能的氣體傳感器；

博通：領跑RF MEMS，之前在蘋果的FBAR業(yè)務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80%之外，傳感器和AI的融合還將設備決策引入了應用邊緣，意法半導體新推出的ISPU在四個“P”方面提供了實質性的優(yōu)勢：功耗（power consumption）、封裝（packaging）、性能（performance）和價格（price）；

TDK：在2022年底推出了新傳感器ICM-45605-S，用于TWS耳機，該產品融合了GAF融合算法，檢測頭部轉動及角度輸出，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）帶來更長時間的體驗效果（Fusion on Chip）；

Qorvo：主要營收在于RF MEMS，特別是BAW SMR增速非常快，2019年Qorvo宣布收購高性能 RF MEMS 天線調諧應用技術供應商Cavendish Kinetics，射頻 MEMS 技術也可用于射頻前端 (RFFE) 中的傳導路徑，以降低插入損耗并提高隔離度；在移動基礎設施方面，也可以使用 RF MEMS 來執(zhí)行天線波束成形，而在壓力MEMS方面，Qorvo的Sensor Fusion主要面向消費領域，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，一是在過往基礎上優(yōu)化升級，二是布局產業(yè)新潮流，比如說完全本土研發(fā)的可穿戴市場的新產品；

Infineon：MEMS麥克風老大，占據(jù)將近43.5%的市場份額，英飛凌的XENSIV MEMS麥克風具有高信噪比和低失真的特性（即使在高聲壓級下），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（低頻滾降）和超低群時延。結合可選的功耗模式和小巧的封裝尺寸，XENSIV MEMS麥克風已成為集成有對話式AI的設備的理想選擇。

通過以上不難發(fā)現(xiàn)，AI+MEMS傳感器+DSP或AI+MEMS傳感器是主流趨勢，同時國際大廠多為IDM模式。

因此，國內一方面需要進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比。

此外，國內還需要在新材料（如PZT、氮化鋁、氧化釩）、新封裝（如3D晶圓級封裝）技術上，進一步進行突破，并不斷實現(xiàn)行業(yè)的最終目標——“感、知、聯(lián)一體化”。

審核編輯 黃宇