【导读】MEMS传感器已经在我们每天使用的各类设备上数以百万计地使用着。特别是可穿戴设备热潮掀起，更是将包括MEMS传感器在内的各类传感器功能创新发挥到极致。MEMS传感器正扮演着越来越重要的角色，为物联网时代产品提供丰富多样的感知能力。
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MEMS传感器已经在我们每天使用的各类设备上数以百万计地使用着。在智能手机上，MEMS传感器提供在声音性能、场景切换、手势识别、方向定位以及温 度、压力、湿度传感器等广泛的应用。在整个半导体生态体系中，MEMS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的核心作用，为新科 技产品提供更智能、更敏锐的感知能力。
在汽车上，MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆 的性能；医疗领域，通过MEMS传感器研成功制出微型胰岛素注射泵，并使心脏搭桥移植和人工细胞组织成为现实中可实际使用的治疗方式；在可穿戴应用 中，MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等；在城市建设领域，MEMS传感器可以协助监测基础设施建设的稳定性，营造充满活力的反馈系统。
MEMS传感器需求增势迅猛
全球MEMS产业联盟MEMSIndustryGroup(MIG)首席战略官StephenWhalley指出，作为智能感知时代的重要硬件基础，MEMS传感器产品需求近年增势迅猛，“消费类应用成为MEMS传感器市场的主要推动力。2014年MEMS传感器市场规模达到130亿美元，最大的消费类应用规模达到59亿美元，到2019年预计将超过100亿美元，年复合增长率约11.2%。而成长最快的是医疗市场，将从今年的24.5亿美元增长至2019年的72亿美元左右，年复合增长率近30%！”
MEMS和传感器的爆发为智能物联网铺平了道路。StephenWhalley如是说：“智能制造、智能电网、智能城市、智能生活，无一不需MEMS传感器、传感器融合、无线互连、更好的节能/能量获取等技术。我们已经来到真实世界与智能物联世界的边界，而强大的MEMS/传感器的供应链是促进这一切的关键。”
IHSMEMS及传感器业务总监JérémieBouchaud指出，在今后5到10年内，智能手机以及平板电脑仍然是MEMS主要应用领域。今后MEMS的应用领域将逐渐扩大，包括正在兴起的可穿戴设备、可拥有百余个MEMS传感器的汽车电子，和人们生活息息相关的智能家居和智能城市都是需要大力挖掘的市场。
“我们认为会有可穿戴设备的应用，但是它的比例还比较小，目前还不到10%，在这段时间内还是不会超过智能手机应用。在汽车应用方面会继续看到MEMS传感器的应用，因为高端的汽车中发现会有一百多个MEMS传感器，所以汽车是今后可以发展应用的领域。还有关于物联网，我认为要等待5到10年以后才会有很好的发展，目前完全取决于量的问题。5到10年以后，如果智能家居、智能城市有了很好的发展，物联网在MEMS传感器应用方面会有很好的发展，但是在这之前不会看到在物联网方面MEMS传感器的较大突破。”他表示。
在手持终端应用领域，Jérémie指出将会出现一些新兴传感器，包括指纹传感器，环境(湿度、气体、紫外线)传感器，健康(脉搏、血氧)传感器，热成像传感器等。此外MEMS麦克风、运动传感器包括加速计、磁力计、陀螺仪、压力传感器以及不同类别的运动传感器组合等市场均有较好的成长表现。
“在过去十年，运动传感器技术彻底改变了人类与电子设备的互动方式。通过研发和推广运动传感器到各种智能型消费性电子应用，意法半导体在这一技术革命中扮演了相当重要的角色。”意法半导体执行副总裁兼模拟器件、MEMS及传感器产品事业部总经理BenedettoVigna强调。据他介绍，目前意法半导体已销售近50亿颗MEMS传感器及35亿颗MEMS执行器，未来将引领传感器技术向智能化和独立化发展，并将会在消费电子、医疗保健、环境科学等诸多领域开创新局面。
近几年MEMS市场发展迅猛，逐渐出现了多元化发展的局面。例如单位出货量增长，但平均售价也迅速下跌；传统制造厂商与新兴无晶圆MEMS厂商的竞争；新兴MEMS制造工艺和技术；多起行业并购等等。对此意法半导体也提出了“3+1”的多元化策略即多元化的产品、客户、应用以及市场。
“通过不断的技术创新以及多元化发展，辅以稳健可靠的批量生产供应链和强大的合作关系，MEMS器件及传感器厂商将推动物联网市场的增长。在亚太等地区市场上，地区经济特点必须加以考虑，这样才能研发适合的产品，提供适合的支持模式。”BenedettoVigna指出，“意法半导体将继续引领MEMS工业发展，因为我们拥有先进的技术产品组合，覆盖物联网应用所需的全部关键要素，例如MEMS传感器和执行器，以及嵌入式处理器、电源器件和接口芯片等等。”
他所理解的物联网发展的关键要素，一是技术创新和产品多元化。这就要求按照新的应用需求改进现有技术并开发新技术，拥有广泛的产品组合。二是正确的供应链和销售模式。这需要通过一站式采购方案提供无缝服务，通过经销网络扩大市场覆盖率。三是合作伙伴与生态系统，需要开发新的设计能力，提高研发实力，缩短产品上市时间。
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中国MEMS市场机遇与竞争齐飞
中国作为全球最大的电子产品生产基地，消耗了全球四分之一的MEMS器件，吸引了全球的目光。同时中国MEMS传感器产业的生态环境正逐渐完善，目前正在快速的发展壮大中。
“苹果和三星在智能手机中的创新应用，引领了MEMS技术的潮流。现在中国本土的手机OEM厂商如小米、华为、OPPO、VIVO、魅族等等，也越来越多地采用更多的MEMS传感器芯片。”王曦表示，“中国的MEMS产业生态系统也正逐步完善，从研发、开发、设计、代工、封测到应用，产业链已基本形成，上海、苏州、无锡都形成了研发中心。”
中国作为MEMS的新战场，已经在智能手机和平板电脑两个MEMS的主要应用领域有很强的市场能力，Jérémie分别从需求侧和供应侧分析了中国MEMS市场(主要是智能手机应用)的现状。
从需求侧，中国手机OEM的激增极大地刺激了MEMS传感器市场。以下几个图表清楚地表现出这一市场的火爆。
另外，随着新兴国家市场也逐渐转向品牌产品，中国的白牌(山寨)手机市场不断下滑，顶级OEM厂商如华为、联想、酷派等以及大多数地方小品牌将他们的低端智能手机外包给华勤、闻泰、龙旗等IDH方案商。这部分手机市场也占了一定的份额并呈增长趋势。“在大部分低端手机市场，如压力计、陀螺仪等中高端功能渗透率较低。而一些‘必备’的传感器如分立加速度计，以及便宜又易于设计诸如‘ALS+Prox+IRemitter’的组合传感器具有较大市场需求。”值得一提的是，他指出中国的所有智能手机OEM都在等待能够检测PM10,PM2.5的颗粒物传感器，然而目前还没有能够适合集成在手机中的可行的技术。
从供应侧看。中国智能手机OEM整体迅速脱颖而出，成为第三大MEMS采购力，仅次于苹果和三星。“因此那些不重视中国市场的传感器供应商将会遇到麻烦。例如光传感器供应商Capella。”Jérémie指出，“该公司将其资源全部集中在传统客户三星和HTC，错过了中国OEM爆发的时机，在2010至2012年以50~100%速度高速成长期过后，2013年就下跌20%。”
因此总结来看，中国已经成为MEMS的新战场，各老牌MEMS及传感器供应商包括光传感器、运动传感器等供应商均已转战该市场，而新玩家、新技术包括MEMS自动对焦、投影触控显示的微型投影仪、手机用气体传感器等也将可借此作为踏脚石进入MEMS市场。与此同时不利的因素包括，中国市场加速了产品价格的下跌、谣言散播等不正当的竞争。
未来中国MEMS及传感器需求可能实现自给自足吗？Jérémie认为，就目前来看，中国大部分MEMS及传感器仍依赖进口，在2013年全球Top50MEMS供应商中中国厂商仅有三家，AAC、Goertek和美新，而中国市场也不是这些中国顶级MEMS供应商的主要市场。他表示：“目前中国本土兴起了许多芯片设计初创企业，但是出货量仍然很低，例如Senodia、QST、Miramems(动作传感器)、Memsensing(麦克风)、Goodix(指纹识别)等。代工业也正在兴起，比如中芯国际和华虹宏力，在2013年中国MEMS纯代工业务市场份额仅为2%。”
他总结说：“然而如果从封装开始做起则较容易取得成功，例如MEMS麦克风供应商AAC、Goertek、Gettop等通过收购英飞凌的MEMS和ASIC芯片然后自己封装。第二阶段则是开发自己的MEMS芯片，例如AAC正在与Memstech进行MEMS技术的开发，Goertek也已经有自己的MEMS芯片技术。接下来他们就可以将这些麦克风领域的经验扩展到其他MEMS及传感器领域，并拓展国内市场。”
