MEMS傳感器歐美日廠商唱主角

微型機電系統(tǒng)（MEMS）是多學科交叉的前沿性領域，涉及電子、機械、光學、物理學、化學、生物醫(yī)學、材料、能源等工程學科，它是微電子和微機械的巧妙結(jié)合。中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副理事長郭源生在接受《中國電子報》記者采訪時表示，經(jīng)過十多年的創(chuàng)新與發(fā)展，特別是用于MEMS技術的工藝、裝備水平的提高，對MEMS技術全面提升發(fā)揮了重要作用，使其日趨成熟并得到廣泛應用，成為世界各國科技領域重點關注的創(chuàng)新成就和重大標志性技術之一。尤其是在以硅基材料為主體的敏感元器件與傳感器中，該項技術工藝已日趨成熟并被廣泛應用，且占據(jù)主導地位?！芭c傳統(tǒng)傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、產(chǎn)品設計結(jié)構靈活；精度高、穩(wěn)定性和一致性好，利于規(guī)?；a(chǎn)；集成度高、成本低、功耗低，符合物聯(lián)網(wǎng)指標要求等特征。特別是隨著5G技術的推廣應用，對感知系統(tǒng)技術產(chǎn)品的規(guī)?；褂煤蜌w一化、智能化要求更加迫切，與MEMS傳感器特征高度契合。因此，該產(chǎn)業(yè)市場前景非常廣闊，成為企業(yè)、社會資金投資的主流技術和熱點領域之一。”郭源生說。

過去十多年來，技術改進推動MEMS傳感器性能不斷提升，促使MEMS從傳統(tǒng)領域向新興領域發(fā)展，市場規(guī)模也取得快速增長。麥姆斯咨詢的調(diào)研數(shù)據(jù)表明，2018年全球MEMS市場規(guī)模達到116億美元。該公司CEO王懿告訴《中國電子報》記者，1980年到2000年的20年期間，MEMS主要應用在汽車電子領域，而在消費電子領域涉及較少。此后，隨著消費類市場中的智能手機、平板電腦和可穿戴設備市場的興起，消費電子應用已經(jīng)成為MEMS市場發(fā)展的主要驅(qū)動力，該市場呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，2018年占據(jù)MEMS傳感器60%以上的市場份額。除了消費電子和汽車電子兩大應用領域，MEMS傳感器還在生物醫(yī)療、工業(yè)控制、航空航天、軍事國防等領域發(fā)揮著重要作用。

王懿還表示，綜觀全球MEMS傳感器市場，美國、歐洲和日本一直處于主導地位，在MEMS供應鏈中扮演關鍵角色。賽迪顧問給出的數(shù)字顯示，2018年全球MEMS領域企業(yè)營收排名中，博通、博世、意法半導體和德州儀器排名前四位，四家公司2018年MEMS業(yè)務營收分別為102.7億元、95.5億元、52.8億元和41.6億元。

我國與國際先進水平差距明顯

與全球相比，近些年中國MEMS市場增速一直高于全球市場增長水平，但是與集成電路類似，龐大的市場主要依靠進口，高端MEMS產(chǎn)品的國產(chǎn)化率不足10%。

賽迪顧問今年5月發(fā)布的《2019年中國MEMS傳感器潛力市場暨細分領域本土優(yōu)秀企業(yè)》白皮書顯示，中國已經(jīng)成為全球MEMS市場發(fā)展最快的地區(qū)，但在營業(yè)規(guī)模、技術水平、產(chǎn)品結(jié)構方面，與國外相比有明顯差距。

王懿告訴《中國電子報》記者，中國MEMS傳感器廠商多為新興的無晶圓廠（Fabless）初創(chuàng)公司，技術上以跟隨國外領先廠商為主，自身技術及產(chǎn)品性能還較弱。

漢威科技集團股份有限公司董事長任紅軍表達了同樣的觀點，他認為國內(nèi)MEMS傳感器無論從技術還是產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，相比較之下還有很大差距。賽迪顧問物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心分析師趙振越告訴記者，發(fā)達國家主要強在MEMS芯片和微機電制造領域，特別是在使用壽命和精度上優(yōu)勢明顯。

“當今中國MEMS產(chǎn)業(yè)面臨的最大問題是：缺乏開放、專業(yè)的MEMS規(guī)?；S，無法解決眾多MEMS設計公司的制造工藝問題。雖然傳統(tǒng)的IC代工廠也開展了MEMS代工業(yè)務，但主要以壓力傳感器、MEMS麥克風、加速度計等成熟的低端產(chǎn)品為主，且產(chǎn)值較少，制造工藝水平與國際領先代工廠的差距明顯?！蓖踯舱f。

不過，任紅軍表示，近幾年國內(nèi)科研院所、企業(yè)也在加大追趕步伐和力度，并取得較快進展。國內(nèi)企業(yè)在MEMS品種上基本都有涉及。

5G/人工智能給MEMS提供巨大市場

未來，5G、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等新應用場景將需要大量的傳感器，并且對傳感器的功耗、可靠性、智能化程度以及成本都提出了更高要求，而MEMS傳感器無疑是“最佳選擇”。任紅軍表示，未來，MEMS傳感器前景廣闊，將廣泛普及應用于生產(chǎn)、生活各領域，技術上也會朝向多功能、集成化、智能化方向發(fā)展。

王懿指出，MEMS傳感器將在5G時代大展宏圖。他說，5G的革命將使連接變得前所未有的容易，這為數(shù)據(jù)的快速流動創(chuàng)造了機遇——海量傳感器數(shù)據(jù)將在這條5G高速公路上快速穿行。為了使這些數(shù)據(jù)更有意義和價值，必須進行數(shù)據(jù)處理及融合，以便于智能設備的分析與應用。一個即將興起的趨勢便是邊緣計算，它將MEMS傳感器和人工智能融合，實現(xiàn)從簡單的數(shù)據(jù)收集走向環(huán)境態(tài)勢感知、應用意圖預測。

趙振越用具體的數(shù)字說明5G時代MEMS的重要性，他說，MEMS的環(huán)行器和濾波器在5G的基站建設方面將會有海量的應用，只一個基站對射頻MEMS的需求就超過300億個；5G終端應用方面，以5G手機為例，濾波器從40個增加至70個，頻帶從15個增加至30個，接收機發(fā)射機濾波器從30個增加至75個，射頻開關從10個增加至30個，所以5G是對射頻MEMS的一個重大的需求機遇。

趙振越還給出了MEMS在人工智能領域的應用前景，他說，人工智能硬件領域只有兩種：芯片和傳感器。

芯片相當于大腦，傳感器則相當于感官，都是人工智能與萬物建立聯(lián)系的必備條件。人工智能時代數(shù)據(jù)是關鍵，MEMS傳感器一方面感知外界，一方面不斷采集大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的精確度和高效的處理，是實現(xiàn)其潛在價值、推動降低成本，并為客戶帶來核心價值的關鍵。未來，人工智能需要大量的結(jié)合多傳感器融合技術，高精度、低功耗、高安全性或內(nèi)嵌人工智能算法的MEMS傳感器，并且在很大程度上綜合其他領域的發(fā)展，最直接的價值或?qū)碜杂谧詣玉{駛領域。（作者：諸玲珍）