隨著科技的進步及產業(yè)鏈的完善，傳感器的多元化應用推動物聯(lián)網各垂直細分行業(yè)格局形成，例如工業(yè)、汽車電子、智慧農業(yè)、智能家居、機器人等等。據麥肯錫報告預測，到2025年，物聯(lián)網將每年為全球經濟帶來高達3.9萬億～11.1萬億美元的影響力。未來每一種傳感器或許都將帶動一個數以百億、千億的產業(yè)。
其中MEMS的全稱是微型電子機械系統(tǒng)(Micro Electromechanical System)，利用傳統(tǒng)的半導體工藝和材料，集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械機構、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。這種小體積、低成本、集成化、智能化傳感系統(tǒng)是未來傳感器的發(fā)展方向，也是物聯(lián)網的核心。
智能硬件的心臟前景到底有多大?
物聯(lián)網的系統(tǒng)架構一般由感知層、傳輸層和應用層組成。感知層主要由傳感器、微處理器和無線通信收發(fā)器等組成。傳感器處于整個物聯(lián)網的最底層，是數據采集的入口，物聯(lián)網的“心臟”，將迎來巨大的發(fā)展空間。
根據BCCResearch的數據，2015年全球傳感器市場規(guī)模為1019億美元，預計2016-2021年的復合增長率為11%，到2021年將達到1906億美元，傳感器的市場空間極為廣闊。近年來，國內傳感器市場持續(xù)快速增長，2015年中國傳感器市場規(guī)模為1200億元左右，中投顧問產業(yè)研究中心預測未來5年傳感器復合年增長率為9.5%，2020年傳感器市場規(guī)模將突破1800億元。
麥肯錫報告指出，到2025年，物聯(lián)網帶來的經濟效益將在2.7萬億到6.2萬億美元之間。其中傳感器作為數據采集的入口，物聯(lián)網的“心臟”，將迎來巨大的發(fā)展空間。市場研究公司IHS的數據顯示，在2015-2019年之間，智能硬件以14.4%的年復合成長率推動MEMS市場成長。
Yole預計2015-2021年全球MEMS市場的復合年增長率(CAGR)為8.9%，將從119億美元增長到200億美元。
美/日/德企主導傳感器市場
目前全球傳感器市場主要由美國、日本、德國的幾家龍頭公司主導。2013年美國、日本、德國占據近60%的市場份額。2014年，全球傳感器市場規(guī)模達1260億美元，同比增長20%左右。美國、日本、德國及中國合計占據全球傳感器市場份額的72%，其中中國占比約11%。
博世、意法半導體、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統(tǒng)的電子行業(yè)巨頭，都把傳感器作為未來業(yè)務的主要增長點。中國傳感器市場中70%左右的份額被這些意法半導體、飛思卡爾等外資企業(yè)占據。中國本土企業(yè)市場份額較小，具有代表性的企業(yè)有漢威電子、大立科技、華工科技等。
在全球消費類慣性傳感器(加速度計+陀螺儀)市場，意法半導體處于市場領導者的地位，2014年，占據41%的市場份額。旭化成微電子、應美盛、博世緊隨其后，這四家慣性傳感器廠商占據了75%的市場份額。
磁力計(3軸電子羅盤)與6軸電子羅盤(磁力計+加速度計)因為具備較強的定位功能而廣泛應用于以智能手機為代表的消費類產品。其中日本旭化成微電子長期穩(wěn)居龍頭位置，2014年在智能手機領域的電子羅盤的市場份額高達81%。
MEMS麥克風是MEMS最為成功的傳感器之一，在消費電子、汽車、醫(yī)療等領域廣泛的應用。目前幾乎每部智能手機至少使用一個MEMS麥克風，高端的智能手機甚至使用三個麥克風，分別用于語音采集、噪音消除、改善語音識別，而iPhone6S已經采用了4個MEMS麥克風。在物聯(lián)網的時代，大量的物聯(lián)網設備也將使用MEMS麥克風。
樓氏電子是MEMS麥克風領域的領導者，2013年銷售額為4.946億美元，占比高達59%。國內MEMS麥克風廠商瑞聲科技和歌爾股份緊隨其后，兩者占據20%的市場份額。
而MEMS壓力傳感器行業(yè)較為分散，全球大概有50多家供應商，并沒有處于絕對領導地位的廠商。國外主要的廠商包括Bosch、Denso、Sensata、GESensing、Freescale、MSI、ST、VTI、OMRON、TDK-EPC、MEMSCAP、Firstrate等;國內廠商主要有敏芯微電子、北京青鳥元芯等。
國內傳感器產業(yè)面臨四方面的挑戰(zhàn)：
1.創(chuàng)新能力弱：傳感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊應用的高端方面與國外差距巨大，中高檔傳感器產品幾乎100%從國外進口，90%芯片依賴國外。國內缺乏對新原理、新器件和新材料傳感器的研發(fā)和產業(yè)化能力。
2.關鍵技術尚未突破：設計技術、封裝技術、裝備技術等方面都存在較大差距。國內尚無一套有自主知識產權的傳感器設計軟件，國產傳感器可靠性比國外同類產品低1-2個數量級，傳感器封裝尚未形成系列、標準和統(tǒng)一接口。傳感器工藝裝備研發(fā)與生產被國外壟斷。
3.產業(yè)結構不合理：品種、規(guī)格、系列不全，技術指標不高，國內傳感器產品往往形不成系列。產品在測量精度、溫度特性、響應時間、穩(wěn)定性、可靠性等指標與國外也有相當大的差距。
4.企業(yè)能力弱：我國傳感器企業(yè)95%以上屬小型企業(yè)，規(guī)模小、研發(fā)能力弱、規(guī)模效益差。從目前市場份額和市場競爭力指數來看，外資企業(yè)仍占據較大的優(yōu)勢。
目前我國傳感器企業(yè)正努力追趕國外企業(yè)，并出現區(qū)域的傳感器企業(yè)集群，企業(yè)主要集中在長三角地區(qū)，并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。
長三角區(qū)域：以上海、無錫、南京為中心。逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產體系及產業(yè)配套。珠三角區(qū)域：以深圳中心城市為主。由附近中小城市的外資企業(yè)組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產業(yè)體系。東北地區(qū)：以沈陽、長春、哈爾濱為主。主要生產MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。京津區(qū)域：主要以高校為主。從事新型傳感器的研發(fā)，在某些領域填補國內空白。北京已建立微米/納米國家重點實驗室。中部地區(qū)：以鄭州、武漢、太原為主。產學研緊密結合的模式，在PTC/NTC熱敏電阻、感應式數字液位傳感器和氣體傳感器等產業(yè)方面發(fā)展態(tài)勢良好。
未來傳感器的重要應用方向
從傳感器種類來看，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器占據最大的市場份額，分別占21%、19%、14%。從應用領域來看，工業(yè)、汽車電子、通信電子、消費電子四部分是傳感器最大的市場。國內工業(yè)和汽車電子產品領域的傳感器占比約42%左右，而發(fā)展最快的是汽車電子和通信電子應用市場。
智能汽車和無人駕駛是驅動MEMS傳感器發(fā)展的重要動力。在智能汽車時代，將會使用大量的MEMS運動傳感器實現主動安全技術：語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風將迎來發(fā)展新機遇。自動駕駛技術的興起，進一步推動了MEMS傳感器進入汽車。汽車行業(yè)占據整個MEMS市場份額超過30%，2015年全球汽車MEMS行業(yè)營收為37.3億美元。根據Yole的預測，未來六年，全球汽車MEMS市場預計將以4.2%的復合年增長率穩(wěn)步增長。
此外，MEMS傳感器也是智能工廠的“心臟”，從這個層面上講，它是工業(yè)機器人變得“神通廣大”的利器。它讓產品生產流程持續(xù)運行，并讓工作人員遠離生產線和設備，保證人身安全和健康。根據Yole的預測，未來六年，MEMS在工業(yè)市場預計將以7.3%的復合年增長率快速增長。
MEMS產業(yè)鏈全解析
MEMS整個產業(yè)鏈復雜，涉及的廠商眾多;中國的設計、制造、封裝測試廠商都在積極布局MEMS，已形成完整MEMS的產業(yè)鏈。
MEMS器件市場主要被歐美廠商占據，營收前三十名的只有兩個中國廠商，生產MEMS麥克風的瑞聲科技、歌爾股份排在20和26位，營收分別為1.4億和0.84億美元。但瑞聲科技和歌爾股份是MEMS麥克風的主要供應商，在全球MEMS麥克風市場具有重要地位，已進入蘋果供應鏈。因此，在某些細分市場，國內廠商具有發(fā)展空間。國內的美新半導體、深迪半導體、敏芯微電子、蘇州明皜也在積極的發(fā)展MEMS傳感器，有望享受萬物互聯(lián)時代的MEMS傳感器盛宴。
2014年，全球MEMS代工市場規(guī)模為6.86億美元，在2015-2020年間以3.7%復合增長率增長，預計到2020年可以達到8.6億美元。全球MEMS代工市場的增長主要由Fabless商業(yè)模式的廠商驅動的，比如樓氏電子、英美盛、歌爾股份等。
MEMS智能傳感器將在可穿戴設備、游戲機、機器人等領域有廣闊的發(fā)展空間，在醫(yī)療、家電、農業(yè)、建筑物狀態(tài)監(jiān)控等領域都會有廣泛的應用。到2021年全球MEMS市場將達到200億美元，MEMS已進入到高速發(fā)展時期，智能硬件和智能汽車將推動MEMS傳感器快速發(fā)展，在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健等領域也將廣泛應用。
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轉型的最終目的 -提質降本增效
