MEMS技術作為物聯網傳感器的一個技術熱點，在汽車電子、生物醫療、智慧家庭、工業物聯網、消費電子等領域都有著廣闊的市場前景。隨著萬物互聯時代的加快到來，MEMS傳感器將迎來新的浪潮。

MEMS傳感器有何特點？

MEMS（微機電系統，Micro-ElectroMechanical System），是指可批量制作的，將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統。

用MEMS工藝制造的傳感器具有微型化、集成化、成本低、效能高、可大批量生產等特點。同時，MEMS傳感器不僅能夠感知被測參數，將其轉換成方便度量的信號；而且能對所得到的信號進行分析、處理和識別、判斷，因此形象地被稱為智能傳感器。

1980年，第一個MEMS傳感器推出，重量、濕度、加速度計、壓力、麥克風等MEMS傳感器不斷出現，其種類繁多，一般分為MEMS物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器三大類。詳見下圖：

MEMS傳感器有啥優勢？

因為傳統的基于機電工藝制成的傳感器和執行器在體積、價格和產能上不能適應工業、消費電子等領域的需求，MEMS開始發展起來。

與傳統的傳感器相比，MEMS傳感器在尺寸、性能、智能化等方面都具有明顯的優勢。例如，在陀螺儀及麥克風方面，MEMS技術的應用為之技術升級帶來較大跨越。

比較1：陀螺儀

例如傳統的光纖陀螺儀，由上圖可見，體積雖然越來越小，但對于放入一些電子產品而言是不可能完成的。而且為了保證性能，這樣一個陀螺儀的產量之低和價格之高也是可想而知。

而我們現在智能手機上采用的陀螺儀則是MEMS陀螺儀，例如上圖。其體積小、功耗低、易于數字化和智能化，特別是成本低，易于批量生產，非常適合手機、汽車牽引控制系統、醫療器材這些需要大規模生產的設備。

比較2：麥克風

上圖為傳統的駐極體麥克風。

傳統麥克風的七八種機械配件可全部集成在一塊很小的MEMS傳感器芯片上。由上圖可見，MEMS麥克風置于手機中，體積非常小，重量也比較輕。

由于是芯片制造，一致性好、功耗低，更易于批量生產。MEMS傳感器的出現滿足特定產品小體積、高性能的要求。

MEMS全產業鏈


MEMS整個產業鏈比較復雜，涉及的廠商眾多。其產業鏈的上游負責MEMS器件設計、材料和生產設備供應，中游生產制造出MEMS器件，下游使用MEMS器件來制造終端電子產品。


我國的設計、制造、封裝測試廠商也早已開始積極布局，已形成完整的MEMS產業鏈。其設計產業主要分布在環渤海和長三角地區。制造線主要集中在北京、上海、無錫、杭州、蘇州、淄博等城市。


下邊，列舉我國的8家MEMS傳感器廠商。

1.歌爾股份

歌爾股份可以稱得上是全球 MEMS麥克風的龍頭企業。它在已有的MEMS麥克風、壓力傳感器產品線上，開發麥克風+氣壓、氣壓+溫濕度、麥克風+溫濕度等集成傳感器，從而實現成本更低、尺寸更小，一個器件實現兩種功能等。

同時，歌爾股份深入布局 MEMS壓力傳感器。其壓力傳感器主要用于測量大氣氣壓，可做室內導航、海拔高度、健康、無人機高度、天氣預測、運動檢測等。

2.美新半導體

美新半導體于2007年12月，在美國納斯達克成功上市，成為世界上第一家純MEMS產品上市公司；2013年美新則被私有化；2018年被華燦光電并購。

美新特別專注于傳感器類產品的研發和生產，所生產的傳感器可以測量加速度、振動、沖擊、運動和重力加速度等。

美新首次將傳感器、模擬信號以及數字信號處理三者整合在一塊芯片上，可以測量X、Y兩個獨立方向的加速度變化。并開發了獨一無二的MEMS傳感器組件和系統集成技術。

美新的主要產品有加速度傳感器、地磁傳感器和汽車類傳感器。其中，美新半導體在國內的地磁傳感器市場占30%左右，而加速度傳感器約占25%。

3.深迪半導體

中國首家設計并生產商用MEMS陀螺儀系列慣性傳感器的MEMS芯片公司。

深迪研發了擁有完全自主知識產權的先進的MEMS工藝和集成技術，專注于為消費電子及汽車電子市場設計和生產低成本、高性價比、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺儀芯片，并為客戶提供各種全面的應用解決方案和極其優質的服務。

4.瑞聲科技

瑞聲科技的產品和解決方案包括聲學、無線射頻、振動馬達、微攝像頭，在微聲學領域贏得了良好的聲譽和穩定的客戶群。現今，瑞聲服務于接近 30家世界知名品牌包括Nokia，Motorola，SonyEricsson，RIM等等，成為全球最佳微型聲學元器件供應商之一。

5.敏芯微電子

敏芯微電子是全球為數不多且國內唯一掌握硅麥克風的MEMS和ASIC晶圓技術并批量生產的廠家，已經成功完成MEMS晶圓廠、封裝廠及測試和編帶的本土產業鏈整合，且被多家手機品牌廠家采用并大批量穩定供貨。

敏芯微電子與傳統聲學公司最大的不同，其不僅具有MEMS晶圓技術先進性，還整合了國內優勢的半導體產業鏈，利用半導體專業分工精細化的優勢，生產已經具備半導體自動化生產屬性的硅麥克風這種聲學器件，使傳統價格較為昂貴的硅麥克風產品性價比更高，更容易被客戶接受。

6.明皜傳感

明皜傳感主要從事MEMS傳感器的研發、設計和生產，并提供相關技術服務。它為消費電子、汽車電子、工業自動化以及航空等領域提供所需的產品和集成方案。

明皜傳感的主要產品有慣性傳感器、聲學傳感器、傳感器模塊。

7.康森斯克

康森斯克彌補了在電容MEMS領域的空白，實現了低成本、低功耗、高品質和易于集成的傳感器。其電容絕壓傳感器采用熔融接合的硅-硅工藝，兩層硅內部為真空腔體并由上下兩個電極連接。獨有的TSV（硅通孔）技術能將電荷從電極上端轉移到硅主體。TSV技術使康森斯克脫離傳統的傳感器行列，并因其高穩定性和高可靠性應用于眾多領域。

8.蘇州慧聞

蘇州慧聞納米科技是一家專注于先進智能氣體傳感器研發生產并提供氣體檢測整體解決方案的高科技公司。公司開發的多通道氣體傳感陣列芯片及系統具有功耗低、體積小、靈敏度高、選擇性好、智能化、可集成等諸多優點。

目前蘇州慧聞已開發出針對多種有毒有害氣體(如甲醛、酒精、氨氣、一氧化碳、氮氧化物、硫化氫、甲烷、TVOC等)的MEMS傳感器芯片及相應的檢測模塊。且該產品已實現量產，應用于工業、汽車、消費電子等領域。

MEMS傳感器發展趨勢

此前，智能手機、可穿戴設備等智能硬件快速更新，功能越多而體積越小。這就對器件的尺寸要求極高，推動MEMS傳感器向集成化、小型化、智能化、低功耗方向發展。隨著應用的不斷深入，MEMS的發展也有了新的趨勢。

近日，意法半導體傳感產品部總監Simone Ferri看好汽車MEMS傳感器將在半導體市場成為下一波浪潮，他表示，預估今年MEMS業務成長8%，有消費類、工業與汽車三大應用，其中有50%以上是消費類應用，其余則為工業與汽車。

因為智能手機、移動網絡、社群媒體等造就了MEMS的第一波浪潮，接下來則進入“工業4.0”及自動駕駛的時代，將帶來MEMS下一波浪潮。

就三大應用而言，Simone Ferri最看好汽車MEMS傳感器市場，預計汽車應用會有爆發性成長，例如ADAS、車鑰匙、車用水平調整等，都是傳感需求擴大的實例。

我國MEMS傳感器走向何方？

目前，我國MEMS產業仍然處于起步階段，在精度和敏感度等性能指標上與國外存在較大差距，應用范圍也多局限于傳統領域。中高檔傳感器產品幾乎100%從國外進口，90%的芯片仍然依賴國外。

由于我國MEMS產業起步較晚，我國的MEMS傳感器產品多處于技術相對成熟、市場格局相對穩定的傳統MEMS應用領域，而新興領域的MEMS產品在測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性、可靠性等方面與國外差距較大，尚未形成具有市場競爭力、較為完善的產品系列，產品結構略顯單薄。

結語：

當前，我國對MEMS傳感器行業的政策支持力度非常大，加之市場的內在需求，MEMS傳感器將進入新一輪的快速增長周期。