傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

1.物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，傳感器板塊率先受益

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用端的快速發(fā)展最先體現(xiàn)在傳感器上。因為物物之所以能夠連接，是因為彼此之間能夠感知對方的存在，傳感器恰恰就是這樣的信息傳導(dǎo)結(jié)點。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，以傳感器作為主要支撐的感知層占整個產(chǎn)業(yè)比重大約21%。

根據(jù)中投顧問《2016-2020年中國傳感器行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》指出從全球傳感器區(qū)域布局狀況來看，目前，美國、日本等少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家占據(jù)了傳感器市場70%以上份額，發(fā)展中國家所占份額相對較少。其中，市場規(guī)模最大的3個國家分別是美國、日本和德國，分別占據(jù)了傳感器整體市場份額的29.0%、19.5%、11.3%。未來，隨著中國、印度、巴西等發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，對傳感器的需求也將大幅增加;但發(fā)達(dá)國家在傳感器領(lǐng)域具有技術(shù)和品牌等優(yōu)勢，這種優(yōu)勢在未來幾年內(nèi)仍將保持，因此，全球傳感器市場分布狀況并不會得到明顯的改變。

從市場規(guī)模層面來分析，近年來，全球傳感器市場一直保持快速增長，2009年和2010年增長速度達(dá)20%以上;2011年受全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響，傳感器市場增速比2010年下滑5%，市場規(guī)模為828億美元。隨著全球市場的逐步復(fù)蘇，2012年全球傳感器市場規(guī)模已達(dá)到952億美元，2013年約為1055億美元。隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)，市場對傳感器的需求將不斷增多，2015年市場規(guī)模約達(dá)1500億美元。

2011年中國傳感器市場規(guī)模為480億元，2012年達(dá)到513億元，2013年則超過640億元。2015年傳感器需求量可高達(dá)32億只，市場規(guī)模可達(dá)1213億元左右。

預(yù)計到2020年，國產(chǎn)化率能達(dá)到70%以上。未來5年，中國傳感器市場平均銷售增長率逾30%。作為全球物聯(lián)網(wǎng)市場的重要組成部分，未來中國在傳感器市場上的份額將會進(jìn)一步擴(kuò)大，相應(yīng)的，本土成長性較強(qiáng)的傳感器研發(fā)和制造企業(yè)發(fā)展空間也是巨大的。

國內(nèi)傳感器市場規(guī)模和增長情況

2.MEMS行業(yè)迎來新一輪發(fā)展浪潮

2.1MEMS技術(shù)簡介

MEMS全稱是微型電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro-ElectroMechanicalSystem)，是指可批量制作，將微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、甚至接口、通信和電源等集為一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料，通過微米技術(shù)在芯片上制造微型機(jī)械，并將其與對應(yīng)電路集成為一個整體?？梢岳斫鉃镸EMS是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種先進(jìn)的制造技術(shù)，目前被認(rèn)為最炙手可熱的半導(dǎo)體技術(shù)之一。

MEMS傳感器工作原理

相對于傳統(tǒng)的機(jī)械，MEMS器件尺寸更小，最大的不超過一個厘米，甚至僅僅為幾個微米。通常采用以硅為主的材料，電氣性能優(yōu)良，硅材料的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度與鋁類似，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。MEMS工藝可以大量利用集成電路生產(chǎn)中的成熟技術(shù)、工藝，進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn)，使性價比相對于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)大幅度提高。

MEMS傳感器品種繁多，分類方法也很多。按其工作原理，可分為物理型、化學(xué)型和生物型三類。每種MEMS傳感器又有多種細(xì)分方法，按檢測質(zhì)量的運動方式劃分，有角振動式和線振動式加速度計。按檢測質(zhì)量支承方式劃分，有扭擺式、懸臂梁式和彈簧支承方式。按信號檢測方式劃分，有電容式、電阻式和隧道電流式。按控制方式劃分有開環(huán)和閉環(huán)式。常見的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等。

MEMS傳感器主要種類

2.2MEMS市場及增長分析

2014年全球MEMS傳感器市場規(guī)模達(dá)到130億美元，平均以10%的平均增長率增長，2015年將達(dá)到143億美元，2020年預(yù)計將達(dá)到210億美元。其中，2014年消費類應(yīng)用規(guī)模達(dá)到59億美元，而成長最快的醫(yī)療市場應(yīng)用達(dá)到24.5億美元，汽車工業(yè)應(yīng)用達(dá)到28.6億美元，工業(yè)應(yīng)用達(dá)到11.3億美元，軍工及航空航天應(yīng)用達(dá)到4億美元。

消費類傳感器是其中應(yīng)用規(guī)模最大的領(lǐng)域，而增速最快的則是醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，預(yù)計2019年市場規(guī)模在72億美元左右，年復(fù)合增長率接近30%。對于興起的可穿戴設(shè)備和智能家居、智能城市等領(lǐng)域目前的比例依舊很小不足10%，而汽車方面由于高端汽車中MEMS傳感器逐漸增多，汽車領(lǐng)域也是未來的潛在增長點。而對于物聯(lián)網(wǎng)類的應(yīng)用目前依舊占比很小，還需要相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)和應(yīng)用的推廣并需要時間來驗證，才能帶來相關(guān)領(lǐng)域器件的爆發(fā)。IHS對MEMS市場成長預(yù)測認(rèn)為消費電子和移動電子產(chǎn)品依然維持著最快速率的增長，年復(fù)合增長率在14%左右，整體MEMS市場增長率在7.6%左右。

目前全世界MEMS公司的銷售額前30名廠商基本都分布在美國、德國、日本。智能手機(jī)以及平板電腦仍然是MEMS主要應(yīng)用領(lǐng)域。今后MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u擴(kuò)大，包括正在興起的可穿戴設(shè)備、可擁有百余個MEMS傳感器的汽車電子，和人們生活息息相關(guān)的智能家居和智能城市都是需要大力挖掘的市場。這其中包含了MEMS上游設(shè)計、中游制造、下游封裝等三大領(lǐng)域，從2015年MEMS產(chǎn)業(yè)的變革中我們可以看到六家增長速度超過20%的公司，Avago(41%)，InvenSense的(33%)，TSMC(29%)，Qorvo(+28%)和AAC(+22%)。其中臺積電是首次進(jìn)入前30名，也是MEMS產(chǎn)業(yè)的一個新變化。博世依然穩(wěn)居世界第一，并且比第二名的銷售額多了接近60%。，從2014年和2015年的對比中我們看到，2014年前30名的最低銷售額為6500萬美元，而2015年則是7400萬美元，增速達(dá)到14%。

據(jù)YoleDevelopment預(yù)測，全球MEMS市場規(guī)模將從2014年的111億美元增長到2020年的220億美元以上，年復(fù)合增長在12%以上，增速超過半導(dǎo)體市場。智能手機(jī)和平板電腦的巨大市場需求帶動MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，預(yù)計未來可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)市場將繼續(xù)驅(qū)動MEMS發(fā)展，尤其是生物醫(yī)療、工業(yè)與通訊領(lǐng)域的應(yīng)用增速更加可觀，生物醫(yī)療MEMS增長率可達(dá)23.8%。從傳感器類型上看，使用最廣泛的傳感器包括壓力傳感器、加速度計、麥克風(fēng)、慣性組合、投影系統(tǒng)、微流控芯片等。

YoleDevelopment2015-2021年MEMS市場預(yù)測

全球經(jīng)濟(jì)的下滑，導(dǎo)致了平板電腦和手機(jī)等消費電子的增速放緩，行業(yè)的競爭導(dǎo)致產(chǎn)品價格逐步下降。但MEMS傳感器如今已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中，中國的傳感器市場的彈性依然很強(qiáng)，滲透率持續(xù)提升，市場應(yīng)用廣泛，前景依舊很廣闊。

作為傳感器行業(yè)較為權(quán)威行業(yè)研究機(jī)構(gòu)YoleDevelopment認(rèn)為，目前傳感器行業(yè)已經(jīng)逐漸度過了黃金時代，隨著技術(shù)和工藝的成熟，傳感器特別是MEMS技術(shù)的傳感器產(chǎn)品價格不斷下降。隨著消費電子市場增速的放緩，未來傳感器行業(yè)的競爭將會加劇，企業(yè)的盈利能力也將受限。

MEMS行業(yè)面臨挑戰(zhàn)

同時，YoleDevelopment在其2016年MEMS產(chǎn)業(yè)報告中特別指出，中國從單純的傳感器市場和加工基地逐步走向研發(fā)和生產(chǎn)并舉的局面，中國平穩(wěn)增長的傳感器市場將促使本地傳感器制造企業(yè)成長為國際市場上具備相當(dāng)競爭力的成員。

2.3中國MEMS市場分析

近年來，國內(nèi)傳感器市場持續(xù)快速增長，年均增長速度超過20%，2011年傳感器市場規(guī)模為480億元，2012年達(dá)到513億元，2013年則超過640億元。我國傳感器的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長三角地區(qū)，并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。

在我國各類傳感器產(chǎn)品中，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器和水平傳感器市場已表現(xiàn)出成熟市場特征，近年來一直保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，其中流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器三者累計占據(jù)了各類傳感器市場一半以上的份額，其各自所占份額分別為21%、19%和14%。

目前，我國的傳感器產(chǎn)業(yè)在國家政策的支持下，已經(jīng)形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系，共有10大類42小類6000多種傳感器產(chǎn)品，中低檔產(chǎn)品基本滿足市場需求，產(chǎn)品品種滿足率在60%-70%左右。但從行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，老產(chǎn)品比例占60%以上，新產(chǎn)品明顯不足，其中高新技術(shù)類產(chǎn)品更少;同時，數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。

從國內(nèi)傳感器排名和MEMS申請量來看，國外品牌廠商和國內(nèi)高校是技術(shù)儲備的主力，國內(nèi)廠商仍然在技術(shù)方面落后較多，但同時也可以看出我國技術(shù)轉(zhuǎn)換的空間較大。

近年來國家從政策、資金和產(chǎn)業(yè)環(huán)境等多方面給予MEMS產(chǎn)業(yè)強(qiáng)力度的扶持。2014年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》明確提出要大力發(fā)展微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等特色專用工藝生產(chǎn)線，增強(qiáng)芯片制造綜合能力，以工藝能力提升帶動設(shè)計水平提升，以生產(chǎn)線建設(shè)帶動關(guān)鍵設(shè)備和材料配套發(fā)展。2015年在《中國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)圖中，六大領(lǐng)域都明確了傳感器的重要意義和戰(zhàn)略地位，MEMS產(chǎn)業(yè)作為其中具有戰(zhàn)略地位的一環(huán)，地位凸顯。

我國的傳感器產(chǎn)業(yè)在國家政策的支持下，已經(jīng)形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系，中低檔產(chǎn)品基本滿足市場需求，產(chǎn)品品種滿足率在60%-70%左右。但從行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，老產(chǎn)品比例占60%以上，新產(chǎn)品明顯不足，其中高新技術(shù)類產(chǎn)品更少;同時，數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。目前國內(nèi)外傳感器行業(yè)差距較大，國內(nèi)傳感器市場仍以外資企業(yè)為主，占比達(dá)67%。國內(nèi)有近2000家企事業(yè)從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用，其中從事MEMS研制生產(chǎn)的有近百家家，但規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域都較小，工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和專用設(shè)備是我國傳感器應(yīng)用集中的4大領(lǐng)域。

我國傳感器行業(yè)整體缺乏更具競爭力產(chǎn)品，特別是在敏感元件核心技術(shù)及生產(chǎn)工藝方面差距較大，目前傳感器進(jìn)口約占60%，傳感器芯片進(jìn)口占比近80%，物聯(lián)網(wǎng)使用的MEMS傳感器幾乎全部依賴進(jìn)口。研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化率低于10%，國產(chǎn)化替代空間巨大?？偟膩砜?，中國已經(jīng)成為MEMS的新戰(zhàn)場，傳統(tǒng)MEMS及傳感器供應(yīng)商包括光傳感器、運動傳感器等供應(yīng)商均已轉(zhuǎn)戰(zhàn)中國。