在電子和電氣設(shè)備中，傳感器用來獲取外界原始的物理信號，包括聲音、圖像、溫度、濕度、壓力和光信號等，并將這些物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，典型形式為電壓/電流。傳統(tǒng)的物理和化學傳感器只是獲取外界信號，并不具備計算和處理能力。隨著制造工藝技術(shù)、尺寸和成本需求的提高，基于微機電系統(tǒng)(MEMS)工藝的MEMS傳感器越來越流行。

在傳感器廣泛的應(yīng)用中，值得特別關(guān)注的就是智能手機，無論CMOS圖像傳感器(CIS)還是觸控/指紋識別芯片廠商都從中獲得了巨大的發(fā)展機會，其中的國產(chǎn)代表廠商包括豪威集團、格科微、匯頂科技。此外，一些基于科研和學術(shù)成果的智能傳感器初創(chuàng)公司也值得關(guān)注，他們在激光雷達、光電和人體感測方面的技術(shù)突破也獲得了風投的青睞。

MEMS傳感器

MEMS是微機電系統(tǒng)的縮寫，是按功能要求在芯片上把微電路和微機械集成于一體的系統(tǒng)。MEMS基于光刻、腐蝕等傳統(tǒng)半導體技術(shù)，融入超精密機械加工，并結(jié)合力學、化學、光學等學科知識和技術(shù)基礎(chǔ)，使得一個毫米或微米級的MEMS具備精確而完整的機械、化學、光學等特性結(jié)構(gòu)。MEMS器件主要可以分為MEMS傳感器和MEMS執(zhí)行器，其中傳感器是用于探測和檢測物理、化學、生物等現(xiàn)象和信號的器件，而執(zhí)行器則用于實現(xiàn)機械運動、力和扭矩等行為。

圖一：MEMS傳感器工作原理

MEMS傳感器是采用微電子和微機械技工技術(shù)工藝制造出來的微型傳感器，通過微傳感元件和傳輸單元把輸入的信號轉(zhuǎn)換并導出另一種可監(jiān)測信號。與傳統(tǒng)工藝制造的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化的特點。一般單個MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位。同時，微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時間短等優(yōu)點。

圖二：按應(yīng)用劃分的2019年中國MEMS市場結(jié)構(gòu)

據(jù)Yole統(tǒng)計及預測，2019年全球MEMS市場規(guī)模為115億美元，2020年因為全球新冠疫情而導致市場增速放緩，從2021年起市場將恢復增長，預計到2025年市場將達到近177億美元，2019-2025年的復合年增長率為7.4%。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，排名前五的MEMS傳感器細分領(lǐng)域為射頻、壓力、麥克風、加速計和陀螺儀，占比接近65%。根據(jù)Yole預測，2024年市場規(guī)模在10億美元以上的MEMS傳感器細分領(lǐng)域包括射頻、慣性組合、超聲指紋、壓力、麥克風和噴墨打印。

從應(yīng)用終端來看，在物聯(lián)網(wǎng)和手機5G換機的驅(qū)動下，全球消費級MEMS市場規(guī)模有望從2019年的68.7億美元增長至2025年的111.4億美元;在智能汽車滲透率提升的帶動下，汽車MEMS市場規(guī)模有望從2019年的21.8億美元增長至2025年的26億美元，期間的CAGR為3%。另外，工業(yè)、醫(yī)療、通信、[敏感詞]、航空領(lǐng)域的市場需求也在提升。

中國是過去5年MEMS市場規(guī)模增長最快的市場。根據(jù)賽迪智庫的統(tǒng)計，2019年中國市場規(guī)模約600億元，占全球市場比例約54%;國內(nèi)市場增速持續(xù)高于全球，預計2022年中國MEMS市場規(guī)模將超過1000億元人民幣。

圖三：中國是過去5年MEMS市場規(guī)模增長最快的市場

2019年，中國MEMS市場廠商前十名為博通、博世、意法半導體、德州儀器、QORVO、惠普、樓氏、恩智浦、歌爾和TDK，其中美國公司占比達到54%。中國企業(yè)歌爾擠入前十，瑞聲科技排名第22位。目前，國內(nèi)MEMS傳感器廠商整體規(guī)模不大。除歌爾與瑞聲年營收在1億美元以上，美新半導體、美泰科技、芯奧微等本土MEMS傳感器廠商年營收均在6000萬美元以下，整體規(guī)模較小。

我國國內(nèi)供給能力不足，特別是高端產(chǎn)品幾乎全靠進口補給，80%的芯片依賴國外;剩余的份額也只集中在幾家上市公司手中，如歌爾聲學、水晶光電、漢威電子、士蘭微和金龍機電等5家公司占領(lǐng)國內(nèi)MEMS市場的40%以上;國內(nèi)MEMS企業(yè)中70%的是中小企業(yè)，產(chǎn)品主要集中在中低端?？傮w而言，我國MEMS傳感器企業(yè)目前的現(xiàn)狀為中低端產(chǎn)品競爭激烈，而在高端產(chǎn)品競爭中沒有競爭力。

由于MEMS產(chǎn)業(yè)是新時代科技發(fā)展的基礎(chǔ)，而且政策扶持力度較大，中國的MEMS行業(yè)投融資案例不管是從數(shù)量，還是從金額角度來看，都逐年增加。從金額來看，2019年投資金額是2018年的2倍左右，雖然一級市場投資整體遇冷，但MEMS產(chǎn)業(yè)的投資熱度有增無減。

從細分領(lǐng)域來看，MEMS+AI、射頻MEMS、光電MEMS、生物MEMS這四個領(lǐng)域的投資案例數(shù)量和金額都是最多的。投資數(shù)量和金額的大幅上升，表明資本市場對于MEMS產(chǎn)業(yè)的關(guān)注度正在上升。從地域分布來看，北京、廣東、上海、浙江和江蘇的投資案例數(shù)量居首。

國產(chǎn)傳感器芯片廠商基本信息統(tǒng)計

Aspencore《電子工程專輯》分析師團隊對中國本土的傳感器芯片廠商進行了[敏感詞]手調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)匯編整理，從眾多公司中挑選40家，分別從核心技術(shù)、代表產(chǎn)品、應(yīng)用方案和目標市場等多個維度進行了分析。

這是China Fabless系列調(diào)研分析報告的一部分，感興趣的朋友可以查閱其它類別的調(diào)研報告，或直接與我們聯(lián)系。已經(jīng)發(fā)布的調(diào)研報告包括：

1.中國IC設(shè)計行業(yè)30家上市公司綜合實力排名   2.30家國產(chǎn)MCU廠商綜合實力對比   3.30家國產(chǎn)電源管理芯片和功率半導體廠商調(diào)研分析報告   4.30家國產(chǎn)AI芯片廠商調(diào)研報告   5.50家中國IC設(shè)計初創(chuàng)公司調(diào)查統(tǒng)計   6. 20家國產(chǎn)模擬/混合信號芯片廠商調(diào)研報告   7.30家國產(chǎn)數(shù)字芯片(CPU/FPGA/存儲)廠商調(diào)研報告  

在即將到來的中國IC領(lǐng)袖峰會上，我們將從每個類別中挑選Top 10組成中國IC設(shè)計100家(China Fabless 100)排行榜。在這40家傳感器芯片廠商中，有13家初創(chuàng)公司已經(jīng)在《50家中國IC設(shè)計初創(chuàng)公司調(diào)查統(tǒng)計匯編》中收錄，包括：琪埔維半導體、銳思智芯、海納微、佰為深科技、鈦深科技、中科融合、洛微科技、一徑科技、矽典微、聚芯微電子、通用微科技(GMEMS)、鈦方科技、中科銀河芯。因此，本報告僅對剩余的27家公司進行統(tǒng)計和分析。

表一：40家國產(chǎn)傳感器芯片廠商基本信息一覽表

在這40家傳感器芯片廠商中，有3家圖像傳感器(CIS)公司;7家觸控/指紋識別/觸覺傳感器公司;2家射頻MEMS公司;19家MEMS傳感器公司;4家光學/激光雷達公司;以及其它智能傳感器公司。

從地域分布來看，除了北京、深圳和上海居多外，蘇州和無錫也匯聚了眾多MEMS傳感器廠商。蘇州工業(yè)園區(qū)已成為國內(nèi)納米產(chǎn)業(yè)和人才集聚度[敏感詞]的區(qū)域，躋身全球八大納米產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。中國半導體行業(yè)協(xié)會MEMS分會還在蘇州舉辦“中國MEMS制造大會”，匯聚全球MEMS制造產(chǎn)業(yè)資源，加強MEMS設(shè)計、研發(fā)、加工制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動，促進以MEMS制造為主線的產(chǎn)業(yè)資源垂直整合，加速突破我國MEMS制造領(lǐng)域發(fā)展瓶頸。

另外，本報告所收錄的傳感器廠商大都是中小規(guī)模企業(yè)，其中有7家已經(jīng)上市或正在科創(chuàng)板申請受理中。在MEMS廠商中，我們沒有包括歌爾聲學、瑞聲科技、水晶光電、漢威電子、士蘭微和金龍機電等側(cè)重加工和制造的企業(yè)。

27家國產(chǎn)傳感器芯片廠商詳細信息

下面我們將從核心技術(shù)、主要產(chǎn)品、目標市場和競爭優(yōu)勢等方面對這27家公司逐一展示。

豪威集團

核心技術(shù)：CMOS圖像傳感器技術(shù)、Pure Cel和Pure Cel Plus技術(shù)、高動態(tài)范圍圖像(HDR)技術(shù)、Camera Cube Chip技術(shù)

主要產(chǎn)品：CMOS 圖像傳感器、微型影像模組封裝(CameraCubeChip)、硅基液晶投影顯示(LCOS)、動態(tài)視覺傳感器，以及針對特定應(yīng)用的ASIC芯片等。

應(yīng)用方案：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、安全監(jiān)控設(shè)備、數(shù)碼相機、汽車和醫(yī)療成像等應(yīng)用。

目標市場：手機、汽車、安防、醫(yī)療等領(lǐng)域。

匯頂科技

核心技術(shù)：屏下光學指紋識別技術(shù)(IN-DISPLAY FINGERPRINT SENSOR)、屏幕觸控技術(shù)、智能觸覺、人體心率傳感器技術(shù)

主要產(chǎn)品：指紋識別產(chǎn)品、人機交互產(chǎn)品、心率傳感器、音頻解碼和放大器、BLE藍牙芯片、智能觸覺驅(qū)動器

應(yīng)用方案：活體指紋識別方案、IFS指紋識別與觸控一體化方案、蓋板指紋識別方案、Coating指紋識別方案、入耳檢測方案、語音和音頻方案

目標市場：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、家居觸控、汽車等。

兆易創(chuàng)新

核心技術(shù)：多點觸控芯片技術(shù)、按壓式指紋識別傳感器、屏下光學指紋識別技術(shù)、超聲波識別技術(shù)

主要產(chǎn)品：生物識別傳感器SoC芯片;電容、超聲、光學模式指紋識別芯片;嵌入式生物識別傳感;自、互容觸控屏控制芯片

應(yīng)用方案：屏下光學指紋識別方案、超聲波方案

目標市場：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、智能家居等。

西人馬

核心技術(shù)：MEMS智能傳感器芯片產(chǎn)線和MEMS器件加工平臺

主要產(chǎn)品：MEMS、ASIC 和微流控醫(yī)療芯片;壓力芯片系列、紅外熱電堆芯片、電荷放大器芯片、激光二極管芯片;加速度傳感器、壓力傳感器、滑油傳感器

應(yīng)用方案：機械故障診斷系統(tǒng)、智能風電系統(tǒng)、智慧電力系統(tǒng)等。

目標市場：民用航空、能源、醫(yī)療、交通及工業(yè)設(shè)備的控制與監(jiān)測。

敏芯微

核心技術(shù)：MEMS / ASIC芯片、MEMS壓力傳感

主要產(chǎn)品：MEMS硅麥克風、壓力傳感器和加速度傳感器

目標市場：可穿戴設(shè)備、手機/平板、汽車電子、藍牙耳機等。

納芯微

核心技術(shù)：MEMS、高壓隔離、混合信號鏈處理和傳感器校準

主要產(chǎn)品：溫度傳感器、智能壓力傳感器、傳感器信號調(diào)理芯片、功率驅(qū)動和接口類芯片

應(yīng)用方案：汽車應(yīng)用的傳感器信號調(diào)理方案;工業(yè)應(yīng)用的傳感器信號調(diào)理方案;白色家電的傳感器信號調(diào)理方案;針對消費電子設(shè)備的MEMS傳感器方案

目標市場：消費電子、智能家居、工業(yè)控制、汽車電子等。

格科微

核心技術(shù)：基于錫焊COB的高性能第三代CIS封裝技術(shù)

主要產(chǎn)品：CMOS圖像傳感器、DDI顯示芯片

應(yīng)用方案：智能手機的主攝像頭、前置攝像頭和多攝副攝;移動顯示驅(qū)動、穿戴設(shè)備顯示驅(qū)動、工控顯示驅(qū)動;行車記錄儀、車內(nèi)攝像頭、360度環(huán)視、倒車后視和駕駛員疲勞檢測等汽車應(yīng)用方案;筆記本/USC/智慧屏電視的攝像頭方案。

目標市場：手機、智能穿戴、移動支付、平板、筆記本、攝像機以及汽車電子等產(chǎn)品領(lǐng)域。

思特威

核心技術(shù)：夜視全彩技術(shù)、SFCPixel專利技術(shù)、Stack BSI的全局曝光技術(shù)、聚焦視頻成像HDR技術(shù)、QCell TM + LFS 技術(shù)、AI Sensor 技術(shù)、Smart AECTM 技術(shù)、近紅外增強

主要產(chǎn)品：AI 系列、AT 系列、GS 系列、IoT 系列、CS 系列圖像傳感器

應(yīng)用方案：安防監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域視覺成像、機器視覺應(yīng)用方案、智能交通系統(tǒng)應(yīng)用、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測DMS應(yīng)用方案、高幀率CMOS圖像傳感器+3D識別

目標市場：安防監(jiān)控、車載影像、機器視覺及消費類電子產(chǎn)品;人工智能、手機影像、車載電子等新興應(yīng)用領(lǐng)域。

諾思微系統(tǒng)

核心技術(shù)：薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術(shù)、采用硅襯底的微機電系統(tǒng)(MEMS)制造技術(shù)

主要產(chǎn)品：FBAR射頻濾波器、射頻前端MEMS濾波芯片

應(yīng)用方案：無線射頻濾波器、雙工器和多工器解決方案、BAW射頻方案

目標市場：無線通訊、手機終端和基站。

希美微納

核心技術(shù)：RF MEMS開關(guān)及基于RF MEMS的濾波器、智能天線、移相器的層次化和一體化設(shè)計技術(shù)

主要產(chǎn)品：RF MEMS開關(guān)、移相器、衰減器

目標市場：無線通訊。

深迪半導體

核心技術(shù)：六軸慣性測量單元(IMU)、MEMS陀螺儀

主要產(chǎn)品：六軸慣性測量單元(IMU)系列產(chǎn)品

目標市場：智能手機、智能家居等IOT應(yīng)用領(lǐng)域。

水木智芯

核心技術(shù)：MEMS陀螺儀和加速度計

主要產(chǎn)品：MEMS陀螺儀、MEMS加速度計

目標市場：消費電子市場。

明皜傳感

核心技術(shù)：3D CMOS-MEMS工藝技術(shù)、

主要產(chǎn)品：加速度傳感器、智能記步芯片、硅麥克風、陀螺儀、壓力傳感器和磁傳感器

應(yīng)用方案：手持設(shè)備應(yīng)用方案、運動感測、智能家居、汽車電子、工業(yè)自動化、智慧醫(yī)療

目標市場：消費電子、汽車電子、工業(yè)自動化以及航空等領(lǐng)域。

愛芯微

核心技術(shù)：智能指紋傳感器、人臉識別以及靜脈識別

主要產(chǎn)品：指紋傳感器芯片、驅(qū)動芯片

應(yīng)用方案：人臉識別和靜脈識別等方案

目標市場：智能門鎖等物聯(lián)網(wǎng)市場。

邁瑞微

核心技術(shù)：第四代指紋傳感技術(shù)

主要產(chǎn)品：指紋傳感器芯片和信息安全芯片

應(yīng)用方案：智能門鎖

目標市場：安防市場

格納微

核心技術(shù)：微慣導室內(nèi)定位技術(shù)、微慣性導航系統(tǒng)和多傳感器融合

主要產(chǎn)品：高精度MEMS-IMU、微慣導人員定位模塊

應(yīng)用方案：消防/應(yīng)急搜救定位系統(tǒng)、“微慣導+UWB”機器人/AGV定位系統(tǒng)、車間/廠房人員和設(shè)備精確定位系統(tǒng)、工地/港口/電力人員定位系統(tǒng)、激光SLAM機器人定位導航系統(tǒng)

目標市場：消防、無人機、自動駕駛、室內(nèi)定位等。

芯奧微

核心技術(shù)：MEMS封裝技術(shù)

主要產(chǎn)品：硅基麥克風、MEMS壓力傳感器，MEMS加速度儀，MEMS光開關(guān)，MEMS氣閥，MEMS微流體芯片，MEMS麥克風，以及MEMS陀螺儀等MEMS器件。

應(yīng)用方案：手機、電腦、電子書、媒體播放器

目標市場：消費類電子、醫(yī)療、工業(yè)控制及汽車電子等領(lǐng)域。

美新半導體

核心技術(shù)：單一芯片電容式加速度計技術(shù)、AMR傳感器技術(shù)

主要產(chǎn)品：熱式加速度計、AMR地磁傳感器、電容式加速度計、微功耗Hall開關(guān)等產(chǎn)品。

應(yīng)用方案：智能手機、筆電/平板、智能手表/手環(huán)、汽車、摩托車、無人機、TWS耳機、電動工具/玩具、智能門鎖。

目標市場：汽車、工業(yè)、可穿戴、智能家居和消費電子。

美泰科技

核心技術(shù)：6英寸MEMS工藝線

主要產(chǎn)品：MEMS慣性器件與系統(tǒng)、MEMS傳感器、汽車傳感器、壓力傳感器、射頻(RF)MEMS器件等。

目標市場：航空航天、高鐵、汽車、自動駕駛、通信、地震監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能家電等領(lǐng)域。

華景傳感

核心技術(shù)：高效壓電薄膜和先進硅半導體微型機電系統(tǒng)(MEMS)微加工技術(shù)

主要產(chǎn)品：硅麥克風、超聲波傳感器、加速度傳感器

目標市場：物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)感測、消費電子等。

龍微科技

核心技術(shù)：MEMS專用仿真設(shè)計

主要產(chǎn)品：MEMS壓力、溫度、濕度傳感器

目標市場：汽車電子、醫(yī)療電子、高端裝備制造等領(lǐng)域。

飛恩微電子

核心技術(shù)：工藝應(yīng)力模型封裝技術(shù)、高效批量標定測試算法、

主要產(chǎn)品：各種汽車壓力和壓差傳感器、工控充油芯體、燃氣表溫度壓力傳感器、水壓傳感器等MEMS傳感器及系統(tǒng)產(chǎn)品。

目標市場：汽車、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居及工業(yè)控制行業(yè)。

微元時代

核心技術(shù)：SOG MEMS敏感結(jié)構(gòu)加工工藝技術(shù)

主要產(chǎn)品：硅基MEMS加速度計MUA100、MUG系列陀螺儀、硅基MEMS慣性測量單元MUS600

目標市場：無人駕駛、無人機、電子羅盤、地質(zhì)勘探等。

感芯微系統(tǒng)

核心技術(shù)：擴散硅壓力傳感器等傳感器芯片及其封裝技術(shù)

主要產(chǎn)品：汽車壓力傳感器和醫(yī)療壓力傳感器

目標市場：汽車和醫(yī)療等行業(yè)。

雙橋傳感

核心技術(shù)：MEMS壓阻壓力傳感技術(shù)

主要產(chǎn)品：MEMS壓力傳感器

目標市場：爆破領(lǐng)域、汽車應(yīng)用、發(fā)動機測試、高端裝備等。

知微傳感

核心技術(shù)：MEMS微振鏡技術(shù)

主要產(chǎn)品：MEMS微振鏡芯片、MEMS固態(tài)激光雷達

應(yīng)用方案：Dkam系列3D相機解決方案

目標市場：三維掃描、工業(yè)檢測、物流分揀、尺寸測量、三維人臉識別、機器視覺等領(lǐng)域。

阜時科技

核心技術(shù)：3D結(jié)構(gòu)光人臉感測技術(shù)、LCD屏下指紋感測技術(shù)、AI與機器視覺

主要產(chǎn)品：視覺類傳感器芯片、LCD屏下指紋芯片

應(yīng)用方案：手機屏下光學指紋、人臉識別智能鎖、智能門禁、刷臉支付、空間建模等。

目標市場：手機、智能門鎖、金融支付、工業(yè)控制、智能家居、智慧城市。

結(jié)語

雖然國產(chǎn)傳感器和MEMS芯片廠商眾多，但大都在中低端市場競爭。除了針對智能手機市場的圖像傳感器和指紋識別這兩大類傳感器廠商相對集中外，其它面向工業(yè)控制和監(jiān)測、車輛交通和能源領(lǐng)域的傳感器廠商都比較分散，綜合實力和市場定位都不是特別凸顯。而在汽車電子和新興的物聯(lián)網(wǎng)市場領(lǐng)域，以智能傳感器和激光雷達技術(shù)為核心的初創(chuàng)公司在風投資本和地方政府的扶持下，將迎來更大發(fā)展空間。

注：本文轉(zhuǎn)載自顧正書“ 電子工程專輯”，支持保護知識產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)載請注明原出處及作者，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。