2019年中国MEMS传感器潜力市场（下）

物联网作为当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业的发展，实现经济结构战略性调整，从而引起社会生产和经济发展方式的深度变革。在整个物联网生态中，MEMS传感器正扮演着越来越重要的角色，在即将到来的智能物联网时代中将起到核心作用，为新科技产品提供更智能、更敏锐的感知能力。中国MEMS传感器产业的生态环境已经完善，目前MEMS产业的机遇和挑战并存，抓住机遇攻坚克难从而获得物联网时代的红利，是大家共同努力的方向，也是共同思考的问题。

国内MEMS传感器潜力市场

MEMS传感器作为获取信息的关键器件，对各种传感装置的微型化起着巨大的推动作用，由最早的工业、军用航空应用走向普通的民用和消费市场，已在太空卫星、运载火箭、航空航天设备、飞机、各种车辆、生特医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。未来随着MEMS传感器在自动驾驶、无人机/机器人、AR/VR、工业4.0、可穿戴设备、人工智能、5G等领域的不断发展，针对这些应用场景，赛迪顾问从物联网的几大细分市场的规模、增长潜力等维度，筛选出未来六大潜力市场，分别是智慧城市、工业互联网、智慧家庭、车联网、智慧农业、智慧医疗。

1.智慧城市。中国智慧城市的发展是城镇化发展与新技术革命共同碰撞的结果。从长期来看，中国城市巨大的存量治理和精细化发展需求意味着智慧城市行业仍存在巨大潜力。智慧城市的基本要求是城市当中物物相连，每一个需要识别和管理的物体上，都需要安装与之对应的传感器。因此，传感器的升级换代成为智慧城市能否快速发展的关键。智慧城市将成为传感器行业的又一个千亿元级市场，在智能电网、智能交通、智能安防等城市生活各个领域，相关智慧城市的实质性建设与试点规划工作已经在逐步展开。

2014年中国智慧城市市场规模仅为0.76万亿元，到了2016年市场规模突破1万亿元，截止到2018年，中国智慧城市市场规模增长至7.9万亿元，预计2019年市场规模将达到10.5万亿元。2016—2021 年年复合增长率约为60%，预计2021年市场规模将达到18.7万亿元。

2.工业互联网。工业物联网结合传感器、通信网络、大数据、云计算等技术手段， 在各层次之间交互传递信息，赋能工业互联网发展，优化工业生产管理，提高工业生产效率，实现智能化生产。当前，新一轮科技变革和产业变革给中国制造业带来了巨大的发展机遇，随着政府持续的政策推动，信息化、智能化的工业发展趋势将会引导中国从制造大国向制造强国转变。

在这个过程当中，工业互联网等基础设施将提供重要支撑作用，大大促进中国制造业的整体生产效率，优化生产过程，扩大竞争优势。随着国家对产业升级、创新、经济新动能的进一步推动，工业互联网作为智能制造的基础平台，将会在整个制造业发展过程中起到越来越关键的作用。

中国2016年市场规模为4145.3亿元，2018年市场规模为5358.9亿元，2016—2021年年复合增长率达到14%，预计2021年市场将达到近8000亿元的规模。

3.智慧家庭。智慧家庭也称为智慧住宅，国外称之为“Smart Home”是以住宅为载体，在居住环境中安装智能家居系統并融合自动控制技术、计算机技术、物联网技术，通过综合布线、网络通信、安全防范、自动控制技术和音视频等技术将家居生活有关的设备智能的联系起来并集中管理，提供更具有便捷性、舒适性、安全性、节能性的家庭生活环境。在智能家庭市场，越来越多的智能家居在设计中开始采用传感器，以实现先进的传感和控制其中传感器网络，通过嵌入式系统对信息进行处理和随机自组织无线通信网络，综合优化了分布式信息处理技术、传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式计算技术等，以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。

2018年中国智慧家庭市场规模达到3580.1亿元，预计2020年市场规模将突破万亿元，2016—2021年年复合增长率将达到44%以上。

4.车联网。智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与 X（车、路、人、云端等） 智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能” 行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。在车联网中，车用传感器技术是车联网集成的关键技术。当前，传感器已经涉及汽车的方方面面，比如车速的监控、温湿度、刹车、燃料监控等。未来，随着智能化的程度越来越高，汽车所使用的传感器数量与种类也将会更多，如超声波、图像、毫米波雷达、激光雷达、夜视仪、3D感知等。

2018 年中国车联网市场规模为486亿元，伴随着车联网技术向着智能化、网联化方向演进，中国车辆网市场规模将进一步增长，预计2020年中国车联网市场规模将接近1000亿元，2016—2021年年复合增长率为21%。

5.智慧农业。相比传统农业，智慧农业更加具有规模化、精细化、环境友好化，更低的人力成本、更低的劳动强度、更低的中间投入，更高的农业技术，更直观的统筹管理、更广阔的市场合作。中国作为农业大国，人均耕地面积的减少让我国粮食供需关系趋于紧张，使我国粮食安全和社会稳定受到了严重的威胁，因此，发展智慧农业，提高粮食生产质量，推进耕地高效合理的利用对我国农业发展具有重大意义。其中传感器所收集的空气温度、湿度、土壤水分等参数接近或超出了作物最佳生长值时，基于物联网技术的智能平台通过手机短信等方式及时提醒种植者，种植者可以根据提醒及时采取相应行动，保障作物生长环境的最优。通过传感器所传输的数据，可以随时随地掌握作物的信息，对农作物进行远程管理，同时请专家或通过专家系统对作物的病虫害、长势等进行科学诊断与决策。通过实时的数据监测，给农作物适宜的生长环境和营养，农作物一方面长得快，长得好，同时还不容易得病，这样能带来更好的经济效益。

2018年中国智慧农业市场规模突破1300亿元，预计2021年市场规模将突接2000亿元，2016—2021年年复合增长率为12%。

6.智慧医疗。互联网医疗行业诸多领域发生边际改善，行业迎来良好发展机遇。 智慧医疗作为新兴的专有医疗名词，是指利用最先进物联网技术，打造健康档案区域医疗信息平台，实现患者与医务人员、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化。智慧医疗主要由三部分组成，分别为智慧医院系统、区域卫生系统以及家庭健康系统。近年来，中国的智慧医疗市场需求不断增加，市场规模迅速扩大，成为仅次于美国和日本的世界第三大智慧医疗市场。远程医疗、智能医疗，甚至结合大数据、云服务的医疗进阶应用，多半无法避免使用到大量的医疗感测元器件，透过医疗感测元器件的整合，可以做到以智能终端测量测者的生理检康状态，建构更具智慧的医疗服务。智慧医疗平台必将大量使用各种物理、化学、生物传感器，为传感器企业提供了市场机会，关键是需要建立医学专业人员与信息技术专业人员的协同创新机制，互相弥补专业知识欠缺，寻找、研究、解决人体生理参数采集中的交叉性问题。逐步研发提供高精度、高可靠的智能化传感器产品或多参数检测的系统集成产品，例如可穿戴设备、医用家庭智能终端产品和服务型机器人等。

2018年中国智慧医疗市场规模658.7亿元，预计2021年智慧医疗市场规模将突破1100亿元，2016—2021年年复合增长率为16%。

MEMS传感器潜力产品

MEMS技术有非常广阔的应用前景，特别是进入物联网时代，由于MEMS市场的应用种类繁多，产品生产技术的多样化，为中小企业带来了机遇。结合未来六大物联网潜力市场，赛迪顾问针对不同传感器产品的市场规模和增长潜力等维度，筛选出未来六大潜力产品，分别是压力、惯性（组合）、射频、MEMS麦克风、非制冷红外成像和探测器、气体传感器。

1.压力传感器。压力传感器是在六大潜力市场中应用最多的，也是历史最为悠久的传感器。它在汽车中的应用最为广泛，如TPMS、发动机机油压力、刹车系统空气压力、发动机进气歧管压力、胎压监测等，消费电子如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器。工业电子如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

2018年中国MEMS压力传感器市场规模为116.6亿元， 2016—2021年年复合增长率为12%，预计2021年市场规模将突破150亿元。

2.惯性（组合）传感器。MEMS惯性（组合）传感器又称惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU），通常包含速度传感器（即加速计）、角速度传感器（即陀螺仪）、磁感应传感器（即磁力计），这三类传感器的组合就形成了三轴、六轴和九轴惯性组合传感器。MEMS惯性组合传感器应用范围非常广泛，从军事防御、机器人、船舶、飞机和无人机、结构监测、可重复使用航天运载器和微型卫星，到监测建筑物状态、监测风力发电厂、太阳能发电厂、高压线路、水坝、管道等，再到智能手机、工业自动化、自动/无人驾驶汽车、智能家居等。

消费类市场仍是惯性MEMS器件最大的细分市场，但是价格压力巨大，竞争也是非常激烈，但随着智能汽车产业的发展，其在汽车领域的应用市场将会很快超越消费电子。2018年中国MEMS惯性传感器市场规模为78.5亿元，2016—2021年年复合增长率为15%，预计2020年市场规模将突破110亿元。

3.射频（RF）MEMS器件。射频RF（Radio Frequency）MEMS器件主要有：基于开关基本结构单元的移相器、可调滤波器、可变波束天线等，应用于相控阵雷达系统、平面阵列扫描天线等;硅基/熔融石英基的高性能滤波器，应用于军用雷达/卫星通信、电子对抗等;超小型化的声波滤波器（SAW、 FBAR），大量应用于手机、无线人机交互设备、导航、微纳卫星等;微纳电感、电容结构组成的天线阵列，用于雷达、电子对抗等;微纳传输线/波导结构（如微同轴结构）组成的高性能T/R组件等。

其中，滤波器是构建射频微波子系统最重要、用量最大的器件之一，也是研究最广泛、成熟度最高的器件。民用市场的射频微波滤波器主要以声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave，简称SAW）和体声波滤波器（Bulk AcousticWave，简称BAW） 以及近年来的薄膜腔声谐振滤波器（film bulk acousticresonator，简称FBAR）为主。随着智能手机支持频段数量增多，加上5G的推动，RF MEMS的应用前景广阔。2018年中国RF MEMS市场规模为42.9亿元，预计2016—2021年年复合增长率为18%。

4.MEMS麦克风。MEMS麦克风长期以来一直备受关注，是增长速度最快的MEMS器件之一。2017年智能语音交互市场的火热带动了麦克风市场的爆发，其中MEMS麦克风受益最为明显，2017年全球MEMS麦克风前三大厂家分别为楼氏电子（美）、歌尔股份（中）和瑞声科技（中）。

MEMS麦克风除了应用在手机、电脑等领域外，耳机组、汽车电子、医疗数位设录影机也是其重要应用市场。随着人工智能技术的快速崛起，可穿戴智能设备、无人驾驶、智能家居等物联网领域将成为MEMS麦克风的新兴市场。2018年中国MEMS麦克风市场规模为31.3亿元，预计2016—2021年年复合增长率为13%。

5.非制冷红外热成像和探测器。红外探测器和成像仪，包括热释电感测器、热电堆和微测辐射热计，其在军事和商用领域具有非常广泛的应用。军事领域应用包括武器热观瞄（TWS）、便携式视觉增强、車载视觉增强（DVE）、远程武器站（RWS）、无人机（UAV）、无人驾驶地面车辆、观察指挥车、火控和制导等;热像测温领域用于预防性检测，例如对电力输电线路、发电设备、机械设备等通过红外热像仪检测异常发热区域，可以预防重大停机以及事故的发生。在建筑方面，用于检测房屋的隔热效果、墙壁外立面、空鼓、渗水和霉变等。其他的领域还包括产品研发、电子制造、医学测温和制程控制等;商用视觉增强领域的主要应用包括消防营救、安防监控、车载、船载的红外视觉增强等。主要是利用红外成像无需外界光源、较强的穿透烟雾的能力、作用距离远、成像对比度强等优势，对人眼视觉进行有效的补充。

过去的十年中，非制冷红外热成像市场主要受到国防应用的驱动，然后才是商业应用。目前，非制冷红外热成像和探测器市场的增长主要来自于热成像、监视、个人视觉系统（PVS）和安全市场，未来将在智慧城市、智慧建筑、智慧医疗、自动驾驶等多领域应用。2018年中国非制冷红外热成像和探测器市场规模为91.6亿元，预计 2016—2021 年年复合增长率在14%，2021年市場规模将接近150亿元。

6.气体传感器。气体传感器广泛应用于工业、生活的各个领域，如石油、化工、钢铁、冶金、矿山、环保、市政、医疗、食品等诸多领域。近年来，随着互联网与物联网的高速发展，气体传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应用突飞猛进，大幅扩展了应用空间，需求量也发生数量级的改变。目前应用的气体传感器中，以半导体、电化学、催化燃烧、红外四大门类为主，其工作原理各异，功能特性各有优势。

随着国内环保需求日益迫切，气体传感器市场潜力巨大，除此之外在其他领域，例如工业、家居、医疗、楼宇等气体传感器也创造了更多机会。气体传感器很可能是下一个集成在智能手机或可穿戴设备的最佳选择。消费应用正在推动新的气体传感器发展，以减少成本、功耗和尺寸，尤其是采用MEMS技术的解决方案。

2018年中国MEMS气体传感器市场规模为13.1亿元，预计2016—2021年年复合增长率在12%，2021年市场规模将突破21亿元。

MEMS领域国内外进展

目前，国内MEMS产业在营收规模、产品结构、制造工艺、新品研制和解决方案供应能力等方面与国外有差距明显，产品在本身技术实力和生产工艺还有很大的提升空间。

国外企业巨头林立国内企业规模较小

目前国内MEMS传感器厂商整体规模不大，产品种类单一，相比于国际大厂方案集成能力较弱。除歌尔与瑞声年营收在1亿美元以上，如美新半导体、美泰科技、芯奥微等本土MEMS传感器厂商年营收均在6000万美元以下，整体规模较小。同时，本土厂商经营产品种类较为单一，产品线多数为一条， 多为元器件供应商，解决方案供应能力较差。相比之下，国际巨头博世、霍尼韦尔、应美盛等产品线均在3条以上且具备一体化解决方案供给能力。

国外积极推出新品国内新品进展相对缓慢

运动领域，如美国的Qualtre主导的基于BAW原理的MEMS惯性传感器，其具有更坚固、尺寸更小、更精确等特点。Vesper与General MEMS Corporation两家美国公司主导的压电式麦克风相较于传统电容式麦克风 性能提高在一倍以上，同时具有防污、防尘、防水等特点。在扬声器领域，MEMS扬声器相比于传统动圈式扬声器更小、更薄、声音更清晰、能效更高，而且具有更好的兼容性，能够满足现代电子制造和器件的各种要求，目前美国的Vesper和奥地利的USound已经实现量产。在生物传感器领域，MEMS技术与传统气体、压力、光学、流量等生物传感器的结合，能够实现产品的性能提升、成本降低、尺寸缩小与耐用性上升，目前该领域龙头如强生公司都在积极布局该领域。而国内总体上在新品的研制和推广上面进展相对缓慢。

制造代工环节国外技术成熟国内经验相对不足

国内MEMS代工厂部分企业硬件条件虽与国际水平相近，但开发能力远不及海外代工厂;中国MEMS代工企业还未积累起足够的工艺技术储备和大规模市场验证反馈的经验，加工工艺的一致性、可重复性都不能满足设计需要，产品的良率和可靠性也无法达到规模生产要求。因此国内商业化阶段的设计公司更愿意同TSMC、X-Fab、Silex等海外成熟代工厂合作。代工环节薄弱导致好的设计无法迅速产品化并推向市场，极大地制约了中国MEMS产业的发展，产业中游迫切需要有工艺经验和高端技术的厂商。

国外产品功能强大且智能国内产品功能待提升

目前国际大厂已经能够实现系统级九轴惯性传感器封装，并且在逐步向“九+”方向演进，如九轴惯性传感器与气体、温湿度传感器集成产品，相比之下，国内产品目前多数仅为六轴产品，且封装尺寸较国际产品还存在不小差距。在环境传感器方面，MEMS技术帮助传统传感器实现多类别、多功能集成，能够有效降低成本、缩小体积、扩大应用场景，如博世推出的气体、气压、温度、湿度的一体化集成传感器，体积仅为3×3×0.93mm3。博世、意法半导体、应美盛已经能够实现片上MCU、DSP与传感器产品的系统集成，实现可编程型的智能传感器，而国内厂商目前多处于单一传感器产品阶段，智能化水平较低。