MEMS工作原理、种类、市场规模及驱动因素有哪些？

我国 MEMS 市场规模快速增长，设备端充分受益。

MEMS 传感器情况：MEMS 传感器即微机电系统，指尺寸在几毫米乃 至更小的高科技装置，集微传感器、微执行器、微机械结构、信号处理 和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或 系统，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。 MEMS 产品主要可以分为 MEMS 传感器和 MEMS执行器，其中 MEMS 传感器是用于探测和检测物理、化学、生物等现象和信号的器件，而执 行器是用于实现机械运动、力和扭矩等行为的器件。

MEMS 传感器的种类繁多，且相较传统传感器有优势。按其工作原理， MEMS 传感器可大致分为物理型、化学型和生物型三类。而在每一类 别中，又可分为多个小类。此外，与传统的传感器相比，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 现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传 统机械传感器所不能实现的功能。

我国 MEMS 市场规模快速增长。据尚普咨询，2022 年全球 MEMS 传 感器行业市场规模已达到 255 亿美元，同比+11%，预计 2025 年将达 到 341 亿美元。据观研天下，中国 MEMS（含传感器）市场规模有望 从 2018 年的 505 亿元增长至 2023 年的 1271 亿元，CAGR 为 20%， 市场增长潜力较大，上游设备厂商有望充分受益。

MEMS 传感器下游应用广泛。随着科技的进步，MEMS 传感器的发展 取得了长足的进步，MEMS 传感器的设计、制造和封装技术已经越来 越成熟，这使得更多的行业可以应用 MEMS 传感器。目前 MEMS 传感 器的应用已经渗透到各个行业，包括汽车、医疗、消费电子、通讯、工 业自动化、航空航天等。其中消费电子为目前最主要的应用领域， 2020 年消费电子应用占行业市场的 44%。

市场驱动因素一：消费电子。MEMS 传感器在消费电子领域的应用包 括运动/坠落检测、导航数据补偿、游戏/人机界面、电源管理、GPS 增 强/盲区消除、速度/距离计数等等，这些 MEMS 技术都在很大程度上提 高了用户体验。苹果于 2007 年首度将 MEMS 加速度计应用在 iPhone 中，开启手机产业的传感器革命。iPhone 6 Plus 就使用了加速度计、 陀螺仪、电子罗盘、气压计、指纹传感器、接近与环境光传感器、 MEMS 麦克风和 Image Sensor 等 MEMS 传感器。截至目前，Apple 已 拥有超 350 篇与传感器相关的发明，申请内容包括触控、影像、运动、 振动感测、数据运算、掉落感知及亮度感知等等。据 Yole，全球 MEMS 传感器在消费电子领域的市场规模有望从 2022 年的 760 亿美元 增长至 2028 年的 940 亿美元，CAGR 为 4%。

市场驱动因素二：智驾。为了实现自动驾驶汽车的各种复杂功能，精确 而又可靠的位置信息开始变得不可或缺，MEMS 传感器的作用日趋明 显。例如，汽车搭载 IMU 作为激光雷达的补充，用于测量位置、速度 等；基于 MEMS 的惯性传感器（如陀螺仪和加速度计）已作为分立元 件应用于车辆的碰撞检测、安全气囊弹出和电子稳定性控制。据中商产 业研究院，2017-2022 年我国自动驾驶市场规模由 681 亿元增至 2894 亿元，CAGR 为 34%，2024 年市场规模将达 3832 亿元；中国在售新 车 L2 及以上自动驾驶渗透率从 2022 年的 46%预计提升至 2023 年的 82%；其中L3和L4渗透率预计提升至20%和11%。自动驾驶为MEMS传感器带来新增长点。

市场驱动因素三：人形机器人。MEMS 传感器可监测人形机器人的实 时状态、位置信息以及运动轨迹，维持人形机器人完成走、跑、蹲等动 作的姿态平衡。据中商产业研究院，2024-2035 年中国人形机器人市场 规模从28亿元增长到3000亿元，CAGR高达53%，呈高速增长态势。 人形机器人的发展将为 MEMS 传感器贡献新的增长点。

市场驱动因素四：低空经济。无人机与 eVTOL 是低空经济的重要载体， 而惯性传感器（IMU）、气压传感器、地磁传感器等高性能 MEMS 传感 器是确保低空飞行航空器稳定性和精确度的重要零部件。以 IMU 为例， IMU 能够利用飞行器的姿态、加速度和角速度等信息来推测其位置和速 度，是对 GPS 定位的一种补充。据赛迪顾问，2022-2026 年中国 eVTOL 产业规模有望从 6 亿元增长至 95 亿元，CAGR 为 103%。据智 研咨询，2024 年中国民用无人机市场规模预计达 2076 亿元，2015- 2024 年 CAGR 为 33%。低空经济的发展将为以惯性传感器为代表的 MEMS 传感器打开一片沃土。