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2019年全球及中国MEMS传感器行业发展规模预测、发展优势及下游应用分析[图]

2020年01月13日 13:46:55字号:T|T

    传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成。传感器用途广泛、品类繁多,传感器按其工作方式,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器;根据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

    一、行业发展规模预测

    近年来中国传感器市场规模保持较快增长,2018年达到1472亿元,同比增长13.2%,近5年均保持两位数的增长率。预测未来五年年均复合增长率约为12.66%,2021年将突破2000亿元。

    2015-2023年我国传感器市场规模预测

数据来源:公开资料整理

    传感器的未来趋势将是基于MEMS(微型电子机械系统,MicroElectromechanicalSystem)的智能传感器。MEMS是一种把微型机械元件与电子电路集成在同一颗芯片上的半导体技术,尺寸在1微米到100微米量级。

    当前MEMS产业正处于第三轮商业化浪潮中

数据来源:公开资料整理

    智研咨询发布的《2020-2026年中国MEMS传感器行业市场营销战略及投资价值分析报告》数据显示:MEMS继承了集成电路的先进制造工艺,相比传统产品,具有微型化、成本低、效能高、可大批量生产等优势,产能高,良品率高。微米量级的特征尺寸使MEMS传感器可以轻松胜任某些传统机械传感器所不能实现的功能,是微型传感器的主力军,正加速应用于大众生活及工业生产的各个方面。

    受益于消费电子、汽车电子、医疗电子、光通信、工业控制等多个市场的高速成长,MEMS行业发展势头迅猛,全球和中国市场呈现稳步增长,中国已成为全球MEMS市场发展最快的地区,2018年中国MEMS整体规模达到504.3亿元,预计到2021年将达到851.1亿元。

    2016-2021年全球MEMS传感器市场规模及预测

数据来源:公开资料整理

    2016-2021年中国MEMS传感器市场规模及预测

数据来源:公开资料整理

    2018年MEMS传感器制造企业大约有200家,多为初创型企业,主要集中在长三角地区,企业数量占比超50%,其中江苏省占比接近30%,这主要得益于长三角具有良好的集成电路产业基础,硅基MEMS研发及代工生产线资源较多,产业链完整,涵盖设计、代工和封测的重点企业,产业区域格局也逐渐形成以北京、上海、深圳和西安等中心城市为主的区域空间布局。

    我国传感器产业布局

数据来源:公开资料整理

    从产品结构上,不管是全球范围或是国内市场,压力传感器均占据最大市场份额,分别达到21%和23.3%,主要是受益于工业与消费等领域的广泛应用,其次为惯性传感器、麦克风MEMS等产品领域。

    2018年全球MEMS各产品市场占比

数据来源:公开资料整理

    2018年中国MEMS各产品市场占比

数据来源:公开资料整理

    二、发展优势

    MEMS具有较为明显的优势,是未来构筑物联网感知层传感器的主要选择之一。

    1.微型化:MEMS器件体积小,单个尺寸以毫米甚至微米作为计量单位,重量轻,耗能低。MEMS更高的表面体积比(表面积比体积)可以提高表面传感器的敏感程度。

    2.批量生产:以单个5mm5mm尺寸的MEMS传感器为例,用硅微加工工艺在一片8英寸的硅片晶元上可同时切割出大约1000个MEMS芯片,批量生产可大大降低单个MEMS的生产成本。

    3.集成化:一般来说,单颗MEMS往往在封装机械传感器的同时,还会集成ASIC芯片,控制MEMS芯片以及转换模拟量为数字量输出。

    三、MEMS传感器下游应用领域

    MEMS下游应用领域广阔。MEMS传感器作为获取信息的关键器件,对各种传感装臵的微型化起着巨大的推动作用,已在太空卫星、运载火箭、航空航天设备、飞机、各种车辆、生物医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。

    1.通信领域

    MEMS中融合了微型执行器、微型机械以及控制电路、通信接口、信号处理等功能,MEMS技术在电子通信中,不仅可以提升电子通信效率,同时也是创新电子通信产业的关键。MEMS技术在通信领域中应用前景广泛,在通信线路中的MEMS器件,包括了微电容器、微电感器、微谐振器、微滤波器、微开关等典型器件。

    2.医疗保健领域

    被称为高价值领域的医疗保健成为MEMS的新一轮应用高潮,随着人们对身体健康的更加重视,智能化、便携式的各种医疗设备已经进入人们的视野,而用于远距离监护和高精度治疗的各种设备也相继投入使用。伴随人口老龄化的发展趋势,MEMS医疗保健应用市场将得到进一步增长。

    3.汽车电子领域

    压力传感器、加速计、陀螺仪和流量传感器等四类产品几乎占了整个汽车MEMS市场销售额的99%。今后,汽车MEMS传感器将围绕智能化水平、成本降低、性能及稳定性、能耗降低及无源化等方面发展。

    4.消费电子领域

    随着消费电子类产品的创新发展,消费电子逐渐成为MEMS最大的应用市场,成为MEMS传感器新的应用高潮。MEMS器件在消费电子领域的应用主要包括运动监测、倾斜度测量、人机界面、导航等方面。其中,加速度计和陀螺仪是应用最广泛的产品。

    5.军事领域

    军事是MEMS技术最早的应用领域之一,对推动MEMS技术的进步和发展起到了重大作用。当前,世界各国都非常重视MEMS技术在军用设备中的应用研究,因为MEMS技术被认为是未来军事装备的关键技术和支撑技术,是保持军队技术优势、维护国家安全的重要战略。

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