MEMS行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析

MEMS行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析MEMS行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)1、MEMS行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從2020年全球MEMS行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，射頻、壓力、麥克風(fēng)、加速度、陀螺儀和慣性組合是目前應(yīng)用最為廣泛的器件。其中，行業(yè)產(chǎn)品涉及的壓力傳感器、加速度傳感器在MEMS行業(yè)占比達(dá)到14．3%和10．5%。2020年中國MEMS行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與全球類似，根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)射頻MEMS產(chǎn)品、壓力傳感器、麥克風(fēng)、慣性組合、加速度計(jì)占比較高。其中MEMS壓力傳感器是將壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的壓力測(cè)量器件，受益于其體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、工業(yè)控制、消費(fèi)電子和醫(yī)療保健領(lǐng)域。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，下游客戶對(duì)MEMS壓力傳感器和加速度傳感器的需求將不斷增加。行業(yè)產(chǎn)品涉及的壓力傳感器在MEMS行業(yè)占比達(dá)到19．2%，根據(jù)YoleDevelopment預(yù)測(cè)，2025年其全球市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)約20億美元。此外，隨著工業(yè)智能的快速發(fā)展和的實(shí)施，航空航天、軌道交通、冶金制造等工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ贛EMS溫度、濕度、加速度等傳感器的需求也將迅速增長(zhǎng)。2、MEMS行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)從MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)來看，過去MEMS主要用在家電和消費(fèi)領(lǐng)域，占比超過50%。如今，伴隨著MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的整體擴(kuò)大，汽車、工業(yè)、醫(yī)療的新興應(yīng)用領(lǐng)域也正在蓬勃發(fā)展，2022年，工業(yè)領(lǐng)域的MEMS應(yīng)用規(guī)模將由2018年的50．53億元增長(zhǎng)至114．87億元。按照產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，行業(yè)的MEMS傳感器產(chǎn)品主要應(yīng)用于航天、航空、兵器、軌道交通、工程機(jī)械、冶金、能源等行業(yè)。根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)顯示，2020年工業(yè)領(lǐng)域的MEMS市場(chǎng)規(guī)模為73．67億元，已經(jīng)發(fā)展成為MEMS行業(yè)的重要分支。3、MEMS行業(yè)的區(qū)域結(jié)構(gòu)在政策鼓勵(lì)下，中國MEMS產(chǎn)業(yè)迅速向全國地區(qū)滲透，已在長(zhǎng)三角和京津冀地區(qū)建立完整的產(chǎn)學(xué)研布局。從企業(yè)數(shù)量和分布來看，2020年我國MEMS制造企業(yè)大約有200家，大多屬于初創(chuàng)類中小型企業(yè)，主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，并逐漸形成以北京、上海、深圳等中心城市為主的區(qū)域空間布局。除以上重點(diǎn)區(qū)域外，泉州、鄭州、武漢、重慶也都在進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的模式，在地方政府支持和企業(yè)的帶動(dòng)下，國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)開始全面升溫。磁傳感器綜述傳感器是將現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字世界信號(hào)的裝置，是數(shù)字世界信號(hào)處理的起點(diǎn)。一個(gè)完整的傳感器由前端的敏感元件和后端的信號(hào)調(diào)理ASIC芯片構(gòu)成，由于敏感元件存在非線性或受溫度影響較大等特點(diǎn)，需要信號(hào)調(diào)理ASIC芯片對(duì)敏感元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。按照工作原理，傳感器主要可分為MEMS、磁、化學(xué)、溫度四大類。磁傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，對(duì)位置、速度、電流、通斷等變量進(jìn)行檢測(cè)的傳感器元件。按照技術(shù)類型，磁傳感器可以分為霍爾、AMR、GMR、TMR等類型。其中霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，通常由一塊薄的矩形p型半導(dǎo)體材料（如GaAs、InSb等）組成。AMR傳感器利用磁阻元件電阻隨磁場(chǎng)變化的原理，以檢測(cè)磁場(chǎng)方向的變化。GMR的原理基于電子自旋，利用一系列由不同磁性和非磁性材料組成的超薄層，創(chuàng)造出阻值隨磁場(chǎng)方向連續(xù)變化的傳感器件。TMR傳感器則利用隧道磁阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電阻隨磁場(chǎng)方向變化的傳感器件。目前汽車上應(yīng)用的磁傳感器大多為霍爾傳感器。磁傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局從全球磁傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，全球磁傳感器主要廠家包括Allegro、英飛凌、AKM等，以收入口徑計(jì)算，前三大廠家市場(chǎng)份額分別為16%/15%/10%。國內(nèi)玩家有納芯微、寧波時(shí)代電氣、比亞迪半導(dǎo)體等。AMR、GMR、TMR均基于磁阻原理，作為下一代磁傳感器技術(shù)，憑借性能優(yōu)勢(shì)，滲透率正日益提升，主要磁傳感器芯片廠商均有所布局。磁傳感器行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)磁傳感器在傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車中均有廣泛應(yīng)用，在傳統(tǒng)燃油車中，磁傳感器可以應(yīng)用于汽車傳動(dòng)軸，泵、閥開關(guān)檢測(cè)、油門踏板位置檢測(cè)、車輪速度檢測(cè)等；在新能源車中，磁電流傳感器可以用于新能源車主驅(qū)、OBC、DC/DC等組件的電流傳感中，磁位置傳感器還可以用于BMS液冷系統(tǒng)閥門的控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)算，在新能源汽車中單車需要約15-30個(gè)磁傳感器。未來隨著汽車功能復(fù)雜度的提升和安全要求的提升，預(yù)期汽車磁傳感器應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。從技術(shù)路線來看，TMR傳感器的性能提升十分顯著，利用磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)，與霍爾元件、AMR、GMR相比，優(yōu)勢(shì)突出：1）溫度性能好，前端模塊電鍍了納米厚度的氧化層，而不是半導(dǎo)體；2）電流功耗小，從霍爾的5-20mA減少到μA級(jí)別；3）敏感性很強(qiáng)，規(guī)模上量后成本更低，霍爾元件需要用釹鐵硼等強(qiáng)力磁鐵。TMR傳感器將憑借突出的產(chǎn)品性能，在高要求應(yīng)用場(chǎng)景替代霍爾傳感器：替代霍爾傳感器：1）角度角度、轉(zhuǎn)速、位臵類傳感器：包括BLDC轉(zhuǎn)子位臵、方向盤轉(zhuǎn)角、輪速、節(jié)氣門位臵、曲軸/凸輪軸角度等功能安全等級(jí)要求非常高的應(yīng)用場(chǎng)合；2）液位傳感器：TMR取代干簧管，干簧管容易破裂、一致性差、成本較高，TMR靈敏度高、成本低、克服破碎問題。傳感器的上游為各種原材料，包括芯片、電路、電源、不同類型的元件等；中游為各種類型的傳感器，包括電容式氣壓傳感器、紅外氣體傳感器、圖像傳感器等；下游應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)電子、通信電子等。近年來，國家在政策層面給予傳感器行業(yè)一系列支持，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平的提升及在重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。2021年1月，工信部發(fā)布《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023）》提出，重點(diǎn)發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件，溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器，為傳感器帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。目前，中國傳感器在傳感器、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子及醫(yī)療電子中應(yīng)用較為廣泛。數(shù)據(jù)顯示，傳感器在傳感器領(lǐng)域中占比最高，達(dá)24．2%；其次傳感器在工業(yè)制造領(lǐng)域的占比為21．1%，排第二；傳感器在網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子領(lǐng)域的占比分別為21%、14．7%、7．2%。傳感器市場(chǎng)規(guī)模的穩(wěn)步增長(zhǎng)為智能傳感器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，中國智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模從2017年的792．8億元上升至2019年的928．3億元，同期國內(nèi)廠商智能傳感器產(chǎn)值從94．9億元上升至250．7億元，國產(chǎn)化增速顯著高于市場(chǎng)整體增速，預(yù)計(jì)到2022年中國智能傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1179．1億元。MEMS即微機(jī)電系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)，微機(jī)電系統(tǒng)具有微型化、重量低、功耗低、成本低、功能多等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可通過微納加工工藝進(jìn)行批量制造、封裝和測(cè)試，因此量產(chǎn)性與一致性都優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)。MEMS技術(shù)滿足了消費(fèi)電子市場(chǎng)對(duì)小體積、高性能傳感器的需求，正逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳感器。數(shù)據(jù)顯示，中國MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由2016年的363億元增長(zhǎng)至2020年的705億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為6．9%。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2022年中國MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1008億元。MEMS傳感器憑借著微型化、成本低和功能多等優(yōu)勢(shì)，在消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)、醫(yī)療和通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。2020年下游應(yīng)用領(lǐng)域中，消費(fèi)電子占比達(dá)59．6%，其次是汽車電子占比18．9%，工業(yè)占比10．9%。企查查數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國傳感器相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由6964家增至8611家，復(fù)合增長(zhǎng)率為11%。2020年受新冠肺炎疫情影響，我國傳感器相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量降至5205家，2021年進(jìn)一步降低至2333家。截止2022年7月，傳感器行業(yè)相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量?jī)H為328家。目前，我國傳感器企業(yè)區(qū)域分布較為集中，主要分布在華東地區(qū)，占比超5成，約占全國企業(yè)總數(shù)的56．9%。其次，中南地區(qū)的傳感器企業(yè)占總傳感器企業(yè)數(shù)量的23．1%；華北地區(qū)、西北地區(qū)的傳感器企業(yè)數(shù)量占比分別為8．4%、4．4%。中國傳感器行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀目前中國傳感器行業(yè)技術(shù)水平在全球范圍內(nèi)處于中上水平。在加速傳感器、陀螺儀、指南針、氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等傳感器領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)均有自主研發(fā)能力。在高端傳感器領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)目前在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。在生物傳感器、化學(xué)傳感器、納米傳感器等領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)目前處于起步階段?？偟膩碚f，中國傳感器行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀較好，有較大的發(fā)展?jié)摿?。磁傳感器芯片產(chǎn)業(yè)鏈從產(chǎn)業(yè)鏈來看，磁傳感器芯片競(jìng)爭(zhēng)格局十分集中，全球5家芯片供應(yīng)商Allegro、TDK、Melexis、Infineon、NXP幾乎壟斷市場(chǎng)；相比較而言，全球汽車磁傳感器供應(yīng)商相對(duì)分散，Bosch、Delphi、Conti、Denso等眾多Tier1均有相應(yīng)產(chǎn)品系列，與具體應(yīng)用的汽車電子系統(tǒng)為OEM統(tǒng)一配套。從市場(chǎng)規(guī)模來看，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年全球磁傳感器市場(chǎng)規(guī)模約26億美元，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4455億美元，20212027年CAGR為9%。從下游應(yīng)用需求來看，位置傳感器和速度傳感器是磁傳感器主要兩大應(yīng)用領(lǐng)域，2021年需求占比分別為38．2%、20．0%，兩大下游領(lǐng)域市場(chǎng)空間分別為9．76億美元、5．12億美元。從技術(shù)份額占比來看，霍爾傳感器因其技術(shù)成熟，且可以用CMOS工藝制造，是目前市場(chǎng)主流磁傳感器技術(shù)方案。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，按出貨量口徑，預(yù)計(jì)2027年Hall傳感器在全球占比達(dá)到69%，AMR/GMR/TMR占比分別為13%/5%/13%。智能傳感器國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升我國國內(nèi)廠商智能傳感器總產(chǎn)值占比從2016年的13%快速提升到2020年的31%，顯著高于行業(yè)增速，未來隨著國內(nèi)廠商技術(shù)持續(xù)迭代、產(chǎn)品線進(jìn)一步豐富、市場(chǎng)認(rèn)知度持續(xù)提升，智能傳感器市場(chǎng)國產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提高。傳感器行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局伴隨著我國信息化的高速發(fā)展，近年來我國的傳感器行業(yè)發(fā)展飛快。從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，我國傳感器行業(yè)TOP5占據(jù)了國內(nèi)傳感器市場(chǎng)40%以上的份額，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸成熟。其中，華工科技傳感器產(chǎn)品主要應(yīng)用于智慧出行、智慧家庭、智慧醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域，是全球有影響力的傳感器系統(tǒng)解決方案提供商，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；大立科技是國內(nèi)少數(shù)能夠獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)紅外熱成像相關(guān)核心芯片，機(jī)芯組件到整機(jī)系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈完整的高新技術(shù)企業(yè)，旗下傳感器業(yè)務(wù)占比高達(dá)90%以上，主要生產(chǎn)紅外溫度成像傳感器；歌爾股份目前精密零組件收入規(guī)模較大，歌爾傳感器涵蓋壓力傳感器、交互類傳感器和流體傳感器等，廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)類電子產(chǎn)品，處于行業(yè)領(lǐng)先地位，競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。熱敏電阻及傳感器產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對(duì)促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)揮重要作用。同時(shí)，受到國際形勢(shì)的影響，國家日益重視傳感器行業(yè)的發(fā)展，其健康發(fā)展符合國家的發(fā)展戰(zhàn)略。近年來，國家在政策層面給予傳感器行業(yè)一系列支持，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平的提升及在重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。2021年1月，工信部發(fā)布《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023）》提出，重點(diǎn)發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件，溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器，為傳感器帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。隨著以人工智能、5G通信、大數(shù)據(jù)等為代表的智能化時(shí)代到來，傳感器作為重要的元件，具有廣泛的應(yīng)用，受到了世界各國的普遍重視，并快速發(fā)展。在熱敏電阻領(lǐng)域，過去幾年，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，全球市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。在傳感器領(lǐng)域，其作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的硬件基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍日益廣泛，在智能家居、汽車電子、智慧醫(yī)療、智慧工業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)各細(xì)分領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展將釋放大量傳感器制造需求，這也將推動(dòng)傳感器各細(xì)分行業(yè)的穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、高端制造業(yè)發(fā)展以及智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣，傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)出新的技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)。隨著微電子元器件和芯片工藝技術(shù)進(jìn)步，以前需要復(fù)雜系統(tǒng)和