MEMS产品类型与市场结构
思瀚产业研究院 芯动联科    2023-06-27

MEMS 产品主要分为 MEMS 传感器和 MEMS 执行器。

①MEMS 传感器和 MEMS 执行器的比较

MEMS 传感器是用来检测物理、化学或生物现象的器件；而 MEMS 执行器是用来产生机械运动、力和转矩的器件，两者用途存在较大差异，因而技术路线和难点不同。

由于客户应用 MEMS 产品的环境具有多样性，需要检测的外界信号种类较多，从而导致 MEMS 传感器种类众多，需求差异大，不同类型的 MEMS 传感器的工艺差异大，需开发合适的工艺方案；另外 MEMS 传感器往往需要匹配复杂的 ASIC 芯片，所以 MEMS 传感器的开发往往需要从系统的角度考虑。

而 MEMS执行器通常只是完成单一的动作，结构较为简单，但对于材料制备，以及加工工艺的一致性要求较高，如 MEMS 射频滤波器等；另外，MEMS 执行器无需或只需要简单的驱动电路即可，系统相对简单。

②不同类型 MEMS 传感器的比较

由于 MEMS 传感器测量的外部信号不同，不同类型的 MEMS 传感器技术差异较大。MEMS 惯性传感器主要检测物体的运动，需要将传感器安装在载体上用于检测载体的运动，因此 MEMS 多为密闭式封装。而压力/光学/声学传感器需要通过直接接触被测量，所以多为开放式封装，同时需要结合使用环境设计有利于检测信号的传感器敏感单元表面结构。

MEMS 惯性传感器相对于压力传感器、声学传感器等其他类型的传感器应用领域较广，在高可靠领域及其他工业、消费领域均具备丰富的应用场景，不同应用场景对于性能、成本、功耗、体积的要求差异较大。相对于在工业及消费领域应用较广的声学传感器、环境传感器等，高性能 MEMS 惯性传感器多应用于高可靠领域，复杂环境下对于产品性能要求高，因此对产品可靠性提出了更严格的需求，存在较高的技术门槛。

MEMS 压力传感器主要是压阻式和电容式，使用广泛，成本低；部分高端压力传感器采用谐振式原理，精度高，售价高，多用于仪表校验等对精度要求高的领域。MEMS 声学传感器和光学传感器主要应用于消费类电子，例如智能手机中的 MEMS 麦克风和接近传感器，产品具有体积小、成本低、功耗低的特点，对产品绝对性能要求相对不高，行业内厂商竞争相对激烈。

③MEMS 传感器的工作原理

MEMS 传感器是采用微电子和微机械技术工艺制造出来的微型传感器，种类繁多，是使用最广泛的 MEMS 产品。MEMS 传感器通过微传感元件和传输单元，可将输入的信号转换，并导出另一种可监测信号。

与传统工艺制造的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。MEMS 惯性传感器属于 MEMS 传感器的重要分支，主要包括陀螺仪、加速度计等，并可通过组合形成惯性组合传感器 IMU。

④MEMS 传感器行业的产品结构

按照 Yole Developpement 统计的 MEMS 产品市场规模数据，2021 年不同类型 MEMS 产品的市场份额如下所示：

资料来源：Yole Intelligence，Status of MEMS Industry 2022

MEMS 惯性传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计、惯性传感组合，2021年上述四类产品市场规模合计 35.09 亿美元，占比 25.81%，是 MEMS 行业中的主要产品类型。