01. 什么是MEMS

MEMS，(Micro-Electro Mechanical Systems)，也稱為微電子機械系統(tǒng)、微電機系統(tǒng)、微機械等，是在微電子技術(半導體制造技術)基礎上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術制作的高科技電子機械器件。MEMS 可分為若干個獨立的功能單元，包括微結構元器件、微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)等。簡單來說，MEMS就是將傳統(tǒng)傳感器的機械部件微型化后，通過三維堆疊技術，例如三維硅穿孔 TSV等技術把器件固定在硅晶元(wafer)上，最后根據(jù)不同的應用場合采用特殊定制的封裝形式，最終切割組裝而成的硅基傳感器。受益于普通傳感器無法企及的 IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來的成本優(yōu)勢， MEMS同時又具備普通傳感器無法具備的微型化和高集成度。

02.MEMS 的基本構成

03.MEMS的優(yōu)勢

1、微型化： MEMS器件體積小，一般單個 MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位，重量輕、耗能低。同時微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優(yōu)點。 MEMS更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?/p>

2、硅基加工工藝，可兼容傳統(tǒng) IC生產(chǎn)工藝：硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢，同時可以很大程度上兼容硅基加工工藝。

3、批量生產(chǎn)：以單個 5mm*5mm尺寸的 MEMS傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000個 MEMS芯片，批量生產(chǎn)可大大降低單個 MEMS的生產(chǎn)成本。

4、集成化：一般來說，單顆 MEMS往往在封裝機械傳感器的同時，還會集成ASIC芯片，控制 MEMS芯片以及轉(zhuǎn)換模擬量為數(shù)字量輸出。同時不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統(tǒng)。

5、多學科交叉： MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術發(fā)展的許多尖端成果。

04.MEMS 傳感器市場規(guī)模預測

中國是最大電子生產(chǎn)和消費大國，這是我們的主場優(yōu)勢。由于終端消費市場的巨大市場需求，以及增長潛力無限的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)市場的驅(qū)動，MEMS傳感器的市場增量將相當可觀。預計，未來汽車應用領域和消費電子領域的MEMS 產(chǎn)品需求量仍將占據(jù)MEMS 市場主導地位，因此在當前國內(nèi)MEMS 生產(chǎn)商在技術方面較國外供應商并不具備優(yōu)勢的情況下，可以與國內(nèi)主要科研機構開展校企合作，依托企業(yè)現(xiàn)有的技術以及生產(chǎn)工藝水平，在MEMS市場上選擇MEMS 壓力傳感器(未來5 年內(nèi)產(chǎn)值的預計復合增長率：8.2% )，MEMS 麥克風(未來5 年內(nèi)產(chǎn)值的預計復合增長率：11% )與MEMS 慣性傳感器(未來5 年內(nèi)產(chǎn)值的預計CAGR：8%)作為主要產(chǎn)品入手，謀求擴大市場份額。

05.國內(nèi)外MEMS產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)簡介

1)歌爾聲學股份有限公司

歌爾是全球MEMS麥克風龍頭企業(yè)，已進入蘋果供應鏈。歌爾的壓力傳感器主要用于測量大氣氣壓，可用于室內(nèi)導航、海拔高度、健康、無人機高度、天氣預測、運動檢測等。憑借電聲器件良好的銷售渠道，氣壓傳感器已進入智能硬件領域的部分客戶。在MEMS方面，歌爾在向集成化方向發(fā)展，在已有的MEMS麥克風、壓力傳感器產(chǎn)品線上，開發(fā)麥克風+氣壓、氣壓 +溫濕度、麥克風 +溫濕度等集成傳感器，從而使成本更低、尺寸更小，一個器件實現(xiàn)兩種功能。通過外延并購，布局智能家居的入口。2014年公司收購世界頂級音響品牌丹拿并隨后成立歌爾丹拿音響有限公司，以高端智能音箱開發(fā)和生產(chǎn)作為核心目標之一。公司的電聲器件早已供貨于智能音箱廠商，智能音箱和電聲器件都將受益于智能家居的發(fā)展。

2)瑞士盛思銳

盛思銳是一家瑞士著名的高科技公司，是一個世界領先的傳感器制造商，專門制造濕度傳感器、差壓傳感器和流量傳感器的解決方案，產(chǎn)品創(chuàng)新、卓越、高性能。公司制造的傳感器被應用于數(shù)以百萬計的企業(yè)，包括醫(yī)療領域、過程自動化、汽車、暖通空調(diào)(HVAC)和消費電子品行業(yè)，它已成為很多世界知名OEM廠商的長期合作伙伴。

3)蘇州慧聞-已量產(chǎn)MEMS氣體傳感器

蘇州慧聞納米科技有限公司成立于2014年6月，是一家專注于先進智能氣體傳感器研發(fā)生產(chǎn)并提供氣體檢測整體解決方案的高科技公司。公司開發(fā)的多通道氣體傳感陣列芯片及系統(tǒng)具有功耗低、體積小、靈敏度高、選擇性好、智能化、可集成等諸多優(yōu)點。目前公司已開發(fā)出針對多種有毒有害氣體(如甲醛、酒精、氨氣、一氧化碳、氮氧化物、硫化氫、甲烷、TVOC等)的MEMS傳感器芯片及相應的檢測模塊。目前產(chǎn)品已應用于工業(yè)、汽車、消費電子等領域。