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MEMS傳感市場,美/日/德企占主導地位

随着科技的進步及産業鍊的完善,傳感器的多元化應用推動物聯網各垂直細分行業格局形成,例如工業、汽車電子、智慧農業、智能家居、機器人等等。據麥肯錫報告預測,到2025年,物聯網将每年為全球經濟帶來高達3.9萬億~11.1萬億美元的影響力。未來每一種傳感器或許都将帶動一個數以百億、千億的産業。

其中MEMS的全稱是微型電子機械系統(Micro Electromechanical System),利用傳統的半導體工藝和材料,集微傳感器、微執行器、微機械機構、信号處理和控制電路、高性能電子內建器件、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。這種小體積、低成本、內建化、智能化傳感系統是未來傳感器的發展方向,也是物聯網的核心。

智能硬體的心髒前景到底有多大?

物聯網的系統架構一般由感覺層、傳輸層和應用層組成。感覺層主要由傳感器、微處理器和無線通信收發器等組成。傳感器處于整個物聯網的最底層,是資料采集的入口,物聯網的“心髒”,将迎來巨大的發展空間。

根據BCCResearch的資料,2015年全球傳感器市場規模為1019億美元,預計2016-2021年的複合增長率為11%,到2021年将達到1906億美元,傳感器的市場空間極為廣闊。近年來,國内傳感器市場持續快速增長,2015年中國傳感器市場規模為1200億元左右,中投顧問産業研究中心預測未來5年傳感器複合年增長率為9.5%,2020年傳感器市場規模将突破1800億元。

麥肯錫報告指出,到2025年,物聯網帶來的經濟效益将在2.7萬億到6.2萬億美元之間。其中傳感器作為資料采集的入口,物聯網的“心髒”,将迎來巨大的發展空間。市場研究公司IHS的資料顯示,在2015-2019年之間,智能硬體以14.4%的年複合成長率推動MEMS市場成長。

MEMS傳感市場,美/日/德企占主導地位

Yole預計2015-2021年全球MEMS市場的複合年增長率(CAGR)為8.9%,将從119億美元增長到200億美元。

美/日/德企主導傳感器市場

目前全球傳感器市場主要由美國、日本、德國的幾家龍頭公司主導。2013年美國、日本、德國占據近60%的市場佔有率。2014年,全球傳感器市場規模達1260億美元,同比增長20%左右。美國、日本、德國及中國合計占據全球傳感器市場佔有率的72%,其中中國占比約11%。

博世、意法半導體、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統的電子行業巨頭,都把傳感器作為未來業務的主要增長點。中國傳感器市場中70%左右的份額被這些意法半導體、飛思卡爾等外資企業占據。中國本土企業市場佔有率較小,具有代表性的企業有漢威電子、大立科技、華工科技等。

在全球消費類慣性傳感器(加速度計+陀螺儀)市場,意法半導體處于市場上司者的地位,2014年,占據41%的市場佔有率。旭化成微電子、應美盛、博世緊随其後,這四家慣性傳感器廠商占據了75%的市場佔有率。

磁力計(3軸電子羅盤)與6軸電子羅盤(磁力計+加速度計)因為具備較強的定位功能而廣泛應用于以智能手機為代表的消費類産品。其中日本旭化成微電子長期穩居龍頭位置,2014年在智能手機領域的電子羅盤的市場佔有率高達81%。

MEMS麥克風是MEMS最為成功的傳感器之一,在消費電子、汽車、醫療等領域廣泛的應用。目前幾乎每部智能手機至少使用一個MEMS麥克風,高端的智能手機甚至使用三個麥克風,分别用于語音采集、噪音消除、改善語音識别,而iPhone6S已經采用了4個MEMS麥克風。在物聯網的時代,大量的物聯網裝置也将使用MEMS麥克風。

樓氏電子是MEMS麥克風領域的上司者,2013年銷售額為4.946億美元,占比高達59%。國内MEMS麥克風廠商瑞聲科技和歌爾股份緊随其後,兩者占據20%的市場佔有率。

而MEMS壓力傳感器行業較為分散,全球大概有50多家供應商,并沒有處于絕對上司地位的廠商。國外主要的廠商包括Bosch、Denso、Sensata、GESensing、Freescale、MSI、ST、VTI、OMRON、TDK-EPC、MEMSCAP、Firstrate等;國内廠商主要有敏芯微電子、北京青鳥元芯等。

國内傳感器産業面臨四方面的挑戰:

1.創新能力弱:傳感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊應用的高端方面與國外差距巨大,中高檔傳感器産品幾乎100%從國外進口,90%晶片依賴國外。國内缺乏對新原理、新器件和新材料傳感器的研發和産業化能力。

2.關鍵技術尚未突破:設計技術、封裝技術、裝備技術等方面都存在較大差距。國内尚無一套有自主知識産權的傳感器設計軟體,國産傳感器可靠性比國外同類産品低1-2個數量級,傳感器封裝尚未形成系列、标準和統一接口。傳感器工藝裝備研發與生産被國外壟斷。

3.産業結構不合理:品種、規格、系列不全,技術名額不高,國内傳感器産品往往形不成系列。産品在測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性、可靠性等名額與國外也有相當大的差距。

4.企業能力弱:我國傳感器企業95%以上屬小型企業,規模小、研發能力弱、規模效益差。從目前市場佔有率和市場競争力指數來看,外資企業仍占據較大的優勢。

目前我國傳感器企業正努力追趕國外企業,并出現區域的傳感器企業叢集,企業主要集中在長三角地區,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域空間布局。

長三角區域:以上海、無錫、南京為中心。逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生産體系及産業配套。珠三角區域:以深圳中心城市為主。由附近中小城市的外資企業組成以熱敏、磁敏、超音波、稱重為主的傳感器産業體系。東北地區:以沈陽、長春、哈爾濱為主。主要生産MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。京津區域:主要以高校為主。從事新型傳感器的研發,在某些領域填補國内空白。北京已建立微米/納米國家重點實驗室。中部地區:以鄭州、武漢、太原為主。産學研緊密結合的模式,在PTC/NTC熱敏電阻、感應式數字液位傳感器和氣體傳感器等産業方面發展态勢良好。

未來傳感器的重要應用方向

從傳感器種類來看,流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器占據最大的市場佔有率,分别占21%、19%、14%。從應用領域來看,工業、汽車電子、通信電子、消費電子四部分是傳感器最大的市場。國内工業和汽車電子産品領域的傳感器占比約42%左右,而發展最快的是汽車電子和通信電子應用市場。

智能汽車和無人駕駛是驅動MEMS傳感器發展的重要動力。在智能汽車時代,将會使用大量的MEMS運動傳感器實作主動安全技術:語音将成為人與智能汽車的重要互動方式,MEMS麥克風将迎來發展新機遇。自動駕駛技術的興起,進一步推動了MEMS傳感器進入汽車。汽車行業占據整個MEMS市場佔有率超過30%,2015年全球汽車MEMS行業營收為37.3億美元。根據Yole的預測,未來六年,全球汽車MEMS市場預計将以4.2%的複合年增長率穩步增長。

MEMS傳感市場,美/日/德企占主導地位

此外,MEMS傳感器也是智能工廠的“心髒”,從這個層面上講,它是工業機器人變得“神通廣大”的利器。它讓産品生産流程持續運作,并讓從業人員遠離生産線和裝置,保證人身安全和健康。根據Yole的預測,未來六年,MEMS在工業市場預計将以7.3%的複合年增長率快速增長。

MEMS傳感市場,美/日/德企占主導地位

MEMS産業鍊全解析

MEMS整個産業鍊複雜,涉及的廠商衆多;中國的設計、制造、封裝測試廠商都在積極布局MEMS,已形成完整MEMS的産業鍊。

MEMS器件市場主要被歐美廠商占據,營收前三十名的隻有兩個中國廠商,生産MEMS麥克風的瑞聲科技、歌爾股份排在20和26位,營收分别為1.4億和0.84億美元。但瑞聲科技和歌爾股份是MEMS麥克風的主要供應商,在全球MEMS麥克風市場具有重要地位,已進入蘋果供應鍊。是以,在某些細分市場,國内廠商具有發展空間。國内的美新半導體、深迪半導體、敏芯微電子、蘇州明皜也在積極的發展MEMS傳感器,有望享受萬物互聯時代的MEMS傳感器盛宴。

2014年,全球MEMS代工市場規模為6.86億美元,在2015-2020年間以3.7%複合增長率增長,預計到2020年可以達到8.6億美元。全球MEMS代工市場的增長主要由Fabless商業模式的廠商驅動的,比如樓氏電子、英美盛、歌爾股份等。

MEMS智能傳感器将在可穿戴裝置、遊戲機、機器人等領域有廣闊的發展空間,在醫療、家電、農業、建築物狀态監控等領域都會有廣泛的應用。到2021年全球MEMS市場将達到200億美元,MEMS已進入到高速發展時期,智能硬體和智能汽車将推動MEMS傳感器快速發展,在環境監測、醫療保健等領域也将廣泛應用。

本文轉自d1net(轉載)

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