MEMS行业发展历程及产业链分析
思瀚产业研究院 芯动联科    2023-06-27

① MEMS 技术概述

MEMS 即微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System），是利用大规模集成电路制造技术和微加工技术，把微传感器、微执行器、微结构、信号处理与控制电路、电源以及通信接口等集成在一片或者多片芯片上的微型器件或系统。

MEMS 器件种类众多，主要分为 MEMS 传感器和 MEMS 执行器。MEMS传感器可以感知和测量物体的特定状态和变化，并按一定规律将被测量的状态和变化转变为电信号或者其它可用信号，MEMS 执行器则将控制信号转变为微小机械运动或机械操作。

经过 40 多年的发展，MEMS 从实验室走向实用化，已广泛应用于消费电子、汽车、工业与通信、医疗健康、高可靠等各个领域。基于 MEMS 技术的系统设备大大增强了人们与物理世界交互的能力，极大地改变了人们的生活方式。

② MEMS 行业发展历程

MEMS 技术被誉为 21 世纪具有革命性的高新技术之一，其诞生和发展是需求牵引和技术推动的综合结果，亦是微电子技术和微机械技术的巧妙结合。MEMS 起源可追溯至 20 世纪 50 年代。硅的压阻效应被发现后，学者们开始了对硅传感器的研究。20 世纪 70 年代末至 90 年代，安全气囊、制动压力、轮胎压力检测系统等汽车行业应用需求增长推动了 MEMS 行业发展的第一次浪潮，压力传感器和加速度计取得快速发展。1979 年 Roylance 和 Angell 研制出压阻式微加速度计，1983 年 Honeywell 用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片研制出压力传感器。

20 世纪 90 年代末至 21 世纪初，信息技术的兴起和微光学器件的需求推动了 MEMS 行业发展的第二次浪潮，MEMS 惯性传感器与 MEMS 执行器取得共同发展。MEMS 惯性传感器方面，1991 年，电容式微加速度计开始被研制，1998年美国 Draper 实验室研制出了较早的 MEMS 陀螺仪。MEMS 执行器方面，1994年德州仪器以光学 MEMS 微镜为基础推岀投影仪，21 世纪初 MEMS 喷墨打印头出现。

2010 年至今，产品应用场景的日益丰富推动了 MEMS 行业发展的第三次浪潮，如高性能的 MEMS 陀螺仪在工业仪器、航空、机器人等多方面得到应用。MEMS 商业化将 MEMS 技术从最早的汽车应用领域向航空、工业和消费电子等领域不断扩展。

③ MEMS 行业的产业链

MEMS 产业链一般可分为四个环节：芯片设计、晶圆制造、封装测试以及系统应用。MEMS 行业主要有 Fabless 和 IDM 两种经营模式。采用 Fabless 模式的 MEMS 企业主要负责 MEMS 产品的设计与销售，将生产、封装、测试等环节外包。采用 IDM 模式的国际企业，如博世、意法半导体、亚德诺半导体、霍尼韦尔等，经营范围覆盖了芯片设计、晶圆制造和封装测试等各环节。

MEMS 产业链如下所示：