中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中存在著巨大發(fā)展空間的領(lǐng)域除了CPU、GPU、FLASH、DSP和FPGA之外，MEMS慣性傳感器也是一個(gè)關(guān)鍵的領(lǐng)域，在半導(dǎo)體器件國(guó)產(chǎn)化日益高漲的今天，呼喚MEMS慣性傳感器領(lǐng)域的“王者”。

第一節(jié)

MEMS傳感器介紹

一、MEMS傳感器技術(shù)介紹

MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）即微機(jī)電系統(tǒng)，也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機(jī)械等，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，可批量制作，將微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)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(guò)微米技術(shù)在芯片上制造微型機(jī)械，并將其與對(duì)應(yīng)電路集成為一個(gè)整體。受益于普通傳感器無(wú)法企及的IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)，MEMS同時(shí)又具備普通傳感器無(wú)法具備的微型化和高集成度。

MEMS其工作原理是外部環(huán)境物理、化學(xué)和生物等信號(hào)輸入，通過(guò)微傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理（模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)）后，由微執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作，達(dá)到與外部環(huán)境“互動(dòng)”的功能。如圖1-1-1所示。

傳統(tǒng)麥克風(fēng)傳感器與MEMS麥克風(fēng)傳感器對(duì)比如圖1-1-2所示。

MEMS傳感器品種繁多，分類(lèi)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(lèi)。每種MEMS傳感器又有多種細(xì)分方法，按檢測(cè)質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式劃分，有角振動(dòng)式和線(xiàn)振動(dòng)式加速度計(jì)。按檢測(cè)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(hào)檢測(cè)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(kāi)環(huán)和閉環(huán)式。常見(jiàn)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。

二、MEMS慣性傳感器介紹

MEMS慣性傳感器主要是指MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀。MEMS慣性傳感器在1990年代開(kāi)始規(guī)模應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)和國(guó)防工業(yè)，20世紀(jì)初開(kāi)始應(yīng)用于手機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)有望引領(lǐng)下一波增長(zhǎng)浪潮（如圖2-1-1所示）。

MEMS陀螺儀和MEMS加速度計(jì)，均由一顆MEMS芯片和一顆ASIC芯片組成，二顆芯片封裝一起構(gòu)成了陀螺儀或加速度計(jì)，如圖2-2-2所示。

集成若干軸加速度計(jì)和陀螺儀為一體，可構(gòu)成IMU（Inertial Measurement Unit慣性測(cè)量單元），IMU可用于測(cè)量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度。ST的九軸MEMS IMU傳感器（三軸陀螺儀+三軸加速度計(jì)）、InvenSense的九軸IMU傳感器（三軸陀螺儀+三軸加速度計(jì)），如圖2-2-3所示。

低精度的MEMS慣性傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域以消費(fèi)電子為代表，如手機(jī)、游戲機(jī)、無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)、硬盤(pán)保護(hù)、計(jì)步器、防盜系統(tǒng)、GSP導(dǎo)航、老人健康檢測(cè)、玩具、玩具級(jí)無(wú)人機(jī)、智能運(yùn)動(dòng)器械等產(chǎn)品中，基本功能是測(cè)量物體的直線(xiàn)加速度、傾斜角度、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、振動(dòng)頻率和力度等，這些基本的物理信號(hào)通過(guò)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，可以衍生出各種各樣的功能。主要供應(yīng)商為ST、Bosch、Invensense（TDK）、Mcube、蘇州明皓、Kionix（Rohm）等。

中精度的MEMS慣性傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域以汽車(chē)為代表，主要功能為：安全氣囊觸發(fā)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)、防側(cè)翻、輪胎防盜、TPMS（胎壓監(jiān)控）、GPS輔助導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛等。根據(jù)功能不同規(guī)格不同，如安全氣囊觸發(fā)的加速度計(jì)量程在±70g～±100g，電子穩(wěn)定系統(tǒng)、防側(cè)翻等的加速度計(jì)量程～±2g，零偏溫漂在±0.1～±1mg/℃，電子穩(wěn)定系統(tǒng)的陀螺儀的量程在±200°/s～±500°/s，零偏穩(wěn)定性（常溫Allen）在2～15°/h，另外還有精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、大型醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、工廠(chǎng)機(jī)械、工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)、儀器儀表、軌道交通等應(yīng)用領(lǐng)域。主要供應(yīng)商為ADI、Bosch、松下、精工、Murata、Silicon sensing、Infineon、MEMSIC等。

高精度的MEMS慣性傳感器的應(yīng)用以航天和國(guó)防領(lǐng)域?yàn)榇?，包括?dǎo)彈導(dǎo)引頭、通信天線(xiàn)指向控制、智能炮彈、光學(xué)瞄準(zhǔn)穩(wěn)定系統(tǒng)、水下物體導(dǎo)航、飛機(jī)姿態(tài)監(jiān)控、戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人等，其性能指標(biāo)要求全工作溫度區(qū)域得到保證，其中小量程加速度計(jì)的量程在10～100g，零偏穩(wěn)定性<10mg；大部分陀螺儀的量程在100°/s～500°/s，零偏穩(wěn)定性（常溫Allen）在0.2°/h～1°/h。主要供應(yīng)商為Honeywell、BEI、Sensonor、Colibrys、Endevco、Systron Donner、Sagem等。

第二節(jié)

MEMS慣性傳感器行業(yè)分析

一、MEMS傳感器所屬行業(yè)和法規(guī)

（一）所屬行業(yè)

根據(jù)中國(guó)證監(jiān)會(huì)發(fā)布的《上市公司行業(yè)分類(lèi)指引》（2012 年修訂）規(guī)定，MEMS傳感器所屬行業(yè)為“計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)”（C39）；根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2017年6月頒布實(shí)施的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類(lèi)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4754-2017），MEMS傳感器所處行業(yè)為“計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)”行業(yè)下的“電子元件及電子專(zhuān)用材料制造”（C3983）子行業(yè)，細(xì)分行業(yè)為敏感元件及傳感器制造。

（二）行業(yè)監(jiān)管體制、主要法律法規(guī)及政策

1、行業(yè)監(jiān)管體制

1) 行業(yè)監(jiān)管體制及主管部門(mén)

MEMS傳感器所屬行業(yè)的主管部門(mén)主要為工信部。工信部主要負(fù)責(zé)研究擬定信息化發(fā)展戰(zhàn)略、方針政策和總體規(guī)劃；擬定本行業(yè)的法律、法規(guī)，發(fā)布行政規(guī)章；組織制訂行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，組織制訂行業(yè)的技術(shù)政策、體制和標(biāo)準(zhǔn)等，并對(duì)行業(yè)的發(fā)展方向進(jìn)行宏觀(guān)調(diào)控。

2）行業(yè)協(xié)會(huì)及其他組織

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)是MEMS傳感器所屬行業(yè)的行業(yè)自律組織，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)研究，對(duì)會(huì)員企業(yè)提供行業(yè)引導(dǎo)、咨詢(xún)服務(wù)、行業(yè)自律管理以及代表會(huì)員企業(yè)向政府部門(mén)提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議和意見(jiàn)等。

工信部和半導(dǎo)體協(xié)會(huì)構(gòu)成了慣性傳感器行業(yè)的管理體系，各慣性傳感器企業(yè)在主管部門(mén)的產(chǎn)業(yè)宏觀(guān)調(diào)控和行業(yè)協(xié)會(huì)自律規(guī)范的約束下，面向市場(chǎng)自主經(jīng)營(yíng)，自主承擔(dān)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

2、行業(yè)主要法規(guī)及政策

近年來(lái)，國(guó)家層面大力推進(jìn)MEMS傳感器行業(yè)發(fā)展，包括如下。

2017年12月，工信部發(fā)布智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019年）。到2019年，建成智能傳感器創(chuàng)新中心；模擬仿真、設(shè)計(jì)、MEMS工藝、晶圓級(jí)封裝和個(gè)性化測(cè)試技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平；涵蓋智能傳感器模擬與數(shù)字/數(shù)字與模擬轉(zhuǎn)換(AD/DA)、專(zhuān)用集成電路（ASIC）、軟件算法等的軟硬件集成能力大幅攀升。支持企業(yè)探索研發(fā)新型MEMS傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝技術(shù)、集成創(chuàng)新與智能化技術(shù)等，持續(xù)提升原創(chuàng)性研發(fā)能力，逐步構(gòu)建高水準(zhǔn)技術(shù)創(chuàng)新體系。核心技術(shù)攻關(guān)工程包括：提升MEMS傳感器集成化水平，推動(dòng)集成距離、環(huán)境光、三維景深等光學(xué)組合智能傳惑器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商用。

2015年5月，國(guó)務(wù)院公布《中國(guó)制造2025》，在十大重點(diǎn)領(lǐng)域中明確提出要突破機(jī)器人本體、減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器與驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造等技術(shù)瓶頸。

2013年2月，工業(yè)和信息化部、科技部、財(cái)政部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)組織制定了《加快推進(jìn)傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，制定了具體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，并給出了 2013-2025 年的發(fā)展路線(xiàn)圖。

2013年2月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中著重提出“加強(qiáng)低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，著力突破物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎(chǔ)共性技術(shù)，加快傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能終端、大數(shù)據(jù)處理、智能分析、服務(wù)集成等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新”。

2011年2月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，提出“提升感知技術(shù)水平。重點(diǎn)支持超高頻和微波射頻身份標(biāo)簽、智能傳感器、嵌入式軟件的研發(fā)，支持位置感知技術(shù)、基于MEMS的傳感器等關(guān)鍵設(shè)備的研制，推動(dòng)二維碼解碼芯片研究”。

二、MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈

MEMS是多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)，其產(chǎn)業(yè)鏈類(lèi)似于傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈涉及設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試、軟件及應(yīng)用方案環(huán)節(jié)。MEMS產(chǎn)業(yè)鏈的上游負(fù)責(zé)MEMS器件設(shè)計(jì)、材料和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)，中游生產(chǎn)制造出MEMS器件、下游使用MEMS器件制造終端電子產(chǎn)品，MEMS產(chǎn)業(yè)鏈如圖2-2-1所示。

大部分MEMS行業(yè)的主要廠(chǎng)商是以Fabless為主，例如樓氏、HP、佳能等。同時(shí)，平行的也有IDM廠(chǎng)商垂直參與到整條產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，比如Bosch、ST等都建有自己的晶元代工生產(chǎn)線(xiàn)。

MEMS設(shè)計(jì)，作為MEMS的核心門(mén)檻之一，因?yàn)槠鋐abless的輕資產(chǎn)特性，及其核心門(mén)檻，國(guó)內(nèi)公司投資較為積極。國(guó)內(nèi)有眾多比較知名的Fabless，例如海思半導(dǎo)體、展訊、RDA、全志科技、國(guó)民技術(shù)、瀾起科技等等。

MEMS制造目前主要分為三類(lèi)，純MEMS代工、IDM企業(yè)代工和傳統(tǒng)集成電路MEMS代工。與其將MEMS看做一種產(chǎn)品倒不如把它看成一種工藝，MEMS器件依賴(lài)各種工藝和許多變量。只有經(jīng)過(guò)多年的工藝改進(jìn)及測(cè)試，MEMS器件才能真正被商品化。研發(fā)團(tuán)隊(duì)一般需要大量時(shí)間來(lái)搜索有關(guān)工藝及材料物理特性方面的資料。利用單一一種材料（如多晶硅）制得的器件可能需要根據(jù)多晶硅的來(lái)源及沉積方法來(lái)標(biāo)記工藝中的變化。因此每一種工藝都需要長(zhǎng)期、大量的數(shù)據(jù)來(lái)穩(wěn)定一個(gè)工藝。

國(guó)內(nèi)MEMS代工廠(chǎng)華潤(rùn)上華、中芯國(guó)際、上海先進(jìn)等，硬件條件雖與國(guó)際水平相近，但開(kāi)發(fā)能力遠(yuǎn)不及海外代工廠(chǎng)；中國(guó)MEMS代工企業(yè)還未積累起足夠的工藝技術(shù)儲(chǔ)備和大規(guī)模市場(chǎng)驗(yàn)證反饋的經(jīng)驗(yàn)，加工工藝的一致性、可重復(fù)性都不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要，產(chǎn)品的良率和可靠性也無(wú)法達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)要求。因此商業(yè)化階段的本土設(shè)計(jì)公司更愿意同TSMC、X-Fab、Silex等海外成熟代工廠(chǎng)合作。

三、MEMS傳感器市場(chǎng)容量

按Yole預(yù)測(cè)，2017年MEMS傳感器銷(xiāo)售額占全部傳感器市場(chǎng)的30%，約120億美元。2015-2021年MEMS傳感器年均增長(zhǎng)率約為14%，高于全部傳感器市場(chǎng)12%的增長(zhǎng)率。如圖2-3-1所示。

MEMS傳感器在無(wú)人機(jī)和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品劃分如圖2-3-2所示。

四、慣性傳感器陀螺儀和加速度計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

（一）陀螺和加速度計(jì)介紹

1、陀螺

陀螺儀是慣性導(dǎo)航中一種重要傳感器，能檢測(cè)載體相對(duì)慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)角速度或絕對(duì)角度，是慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的姿態(tài)監(jiān)測(cè)與穩(wěn)定控制的核心部件。陀螺儀的核心技術(shù)指標(biāo)是零偏穩(wěn)定性，按照零偏穩(wěn)定性的大小，陀螺儀可以分為慣性級(jí)（小于0.01°/h）、戰(zhàn)術(shù)級(jí)（0.1~10°/h）和速率級(jí)（大于10°/h）。

根據(jù)陀螺的工作原理，可將陀螺分基于經(jīng)典力學(xué)原理的陀螺和基于近代物理學(xué)原理的陀螺。在工程實(shí)踐中，根據(jù)敏感載體相對(duì)慣性空間的角速度的介質(zhì)的不同，將陀螺分為轉(zhuǎn)子陀螺、光學(xué)陀螺、磁流體陀螺、原子陀螺等。最為常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子陀螺包括液浮陀螺、動(dòng)力調(diào)諧陀螺、靜電陀螺、振動(dòng)陀螺，光學(xué)陀螺包括激光陀螺、光纖陀螺，微機(jī)械陀螺包括已經(jīng)應(yīng)用于工程實(shí)際中的MEMS（Micro-Electron-Mechanical-System，簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS）陀螺和正處于研發(fā)階段的NEMS （Nano-Electro-Mechnical-System，NEMS）陀螺。

與傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)子陀螺、靜電陀螺、激光陀螺和光纖陀螺相比，基于MEMS技術(shù)的陀螺，具有體積小、成本低、功耗小、可靠性高、可批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。

2、加速度計(jì)

加速度計(jì)是一種慣性傳感器，能夠測(cè)量物體的加速度，通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。

利用MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)的加速度計(jì)由于采用了微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，使得尺寸大大縮小，具有體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

（二）國(guó)內(nèi)外陀螺發(fā)展趨勢(shì)

美國(guó)Draper 實(shí)驗(yàn)室對(duì)2001年、2005年和2020年陀螺儀的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)（如2-4-1、2-4-2、2-4-3所示），可以看出各種陀螺儀的發(fā)展趨勢(shì)。

光纖陀螺（FOG）和石英/硅微機(jī)電MEMS陀螺發(fā)展迅速。

2020年石英/硅微機(jī)電MEMS陀螺將占領(lǐng)中低精度應(yīng)用領(lǐng)域。

（三）國(guó)內(nèi)外加速度計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

美國(guó)Draper實(shí)驗(yàn)室對(duì)2001年、2005年和2020年加速度計(jì)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)（如圖2-4-4、2-4-5、2-4-6所示），從中可以看出各種陀螺儀的發(fā)展趨勢(shì)。

微機(jī)電MEMS加速度計(jì)發(fā)展迅速,，將取代石英撓性和液浮加速度計(jì)。

高精度機(jī)電加速度計(jì)仍保持原有應(yīng)用領(lǐng)域，部分領(lǐng)域被微機(jī)電MEMS加速度計(jì)取代。

五、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀

MEMS技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)90年代，是在微電子制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上隨著精密微型機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的，經(jīng)二十多年的研究國(guó)外已經(jīng)比較成熟，眾多科研單位及公司如美國(guó)Draper實(shí)驗(yàn)室、霍尼韋爾Honeywell、ADI公司、Berkeley大學(xué)，德國(guó)Bosch公司，挪威的Sensonor，日本Toyata公司等已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品。

我國(guó)在微陀螺領(lǐng)域的研究起步較晚，經(jīng)過(guò)近些年的努力，關(guān)鍵技術(shù)研究有長(zhǎng)足的進(jìn)步，性能有大幅提高。上世紀(jì)90年代，最早的研究單位是上海微系統(tǒng)所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交大等，在國(guó)家“八五”、“九五”計(jì)劃期間，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科技部、教育部、中科院、總裝備部的經(jīng)費(fèi)總投入約1.5億元。“十五”期間MEMS正式列為863計(jì)劃中的重大專(zhuān)項(xiàng)，加上教育部的教育振興計(jì)劃、中科院的知識(shí)創(chuàng)新體系、自然科學(xué)基金會(huì)和科技部的立項(xiàng)以及地方政府和企業(yè)的投入，預(yù)計(jì)總經(jīng)費(fèi)達(dá)3億以上。“十一五”和“十二五”期間總投資在20億以上。

國(guó)內(nèi)各高校、研究所雖然做了大量的研究工作，但中高性能微機(jī)械陀螺很少有商業(yè)化產(chǎn)品。中高端傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化相比國(guó)外還有明顯差距。國(guó)內(nèi)MEMS傳感器公司有美新半導(dǎo)體、明皜傳感、矽?？萍?、深迪半導(dǎo)體、敏芯微電子等。但是國(guó)內(nèi)MEMS公司在營(yíng)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、與國(guó)外有明顯差距，60%-70%的設(shè)計(jì)產(chǎn)品集中在加速度計(jì)、壓力傳感器等傳統(tǒng)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)MEMS企業(yè)規(guī)模還相對(duì)較小，單個(gè)企業(yè)較少有年銷(xiāo)售額超過(guò)1億美金?！吨袊?guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2014）》顯示中國(guó)中高端傳感器的進(jìn)口比例達(dá)80%，傳感器芯片的進(jìn)口比例更高達(dá)90%，凸顯了本土中高端傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的落后。

（一）國(guó)際主要公司

（a）美國(guó)Honeywell

霍尼韋爾是一家國(guó)際性從事自控產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的公司，公司成立于1885年。是一家銷(xiāo)售額為333.7億美元(2011年度)，500強(qiáng)排名280位。1954年，該公司收購(gòu)doelcam公司，一個(gè)陀螺儀的制造商。公司不斷改善陀螺儀，使之更敏感和準(zhǔn)確，同時(shí)降低它們的大小和重量。

Honeywell高性能慣性測(cè)量單元（IMU）HG1900、HG1930等組件中均使用了MEMS陀螺，已被美國(guó)國(guó)防部和國(guó)際軍隊(duì)成功部署在各種武器，無(wú)人機(jī)，平臺(tái)穩(wěn)定應(yīng)用以及商業(yè)應(yīng)用中。

目前Honeywell在MEMS陀螺研制開(kāi)發(fā)領(lǐng)域是世界上最高水平之一。

（b）挪威Sensonor公司

Sensonor公司1985年成立于挪威霍爾滕，是世界領(lǐng)先的小型化、高性能MEMS陀螺儀和IMU的生產(chǎn)商，其產(chǎn)品作為導(dǎo)航、制導(dǎo)和穩(wěn)定平臺(tái)的核心部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和航空航天等領(lǐng)域。

2003年被英飛凌科技收購(gòu)。2009年，英飛凌MBO分拆Sensonor公司，繼續(xù)專(zhuān)注于基于MEMS的傳感器，主要關(guān)注高精度傳感器的應(yīng)用和市場(chǎng)，特別是慣性（陀螺儀和IMU）。從2012年起，Sensonor一直由瑞士投資集團(tuán)所有。

公司目前主要產(chǎn)品是陀螺模塊STIM202和STIM210，以及慣性測(cè)量單元STIM300。

（c）美國(guó)ADI公司

ADI公司1965年成立于美國(guó)馬薩諸塞州諾伍德市，是高性能模擬、混合信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理集成電路設(shè)計(jì)、制造和營(yíng)銷(xiāo)方面世界領(lǐng)先的企業(yè)，產(chǎn)品涉及幾乎所有類(lèi)型的電子電器設(shè)備。

ADI公司陀螺產(chǎn)品主要有：商業(yè)級(jí)的加速度計(jì)ADXL3XX（普通飛行器）；工業(yè)級(jí)陀螺儀ADXRS6XX系列、工業(yè)級(jí)加速度計(jì)ADXL2XX系列（應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)級(jí)的空拍）；戰(zhàn)術(shù)級(jí)ADIS1613X系列產(chǎn)品，主要有戰(zhàn)術(shù)級(jí)ADIS16135、ADIS16137。

（d）瑞士Colibrys公司

Colibrys是世界領(lǐng)先的加速度傳感器制造商, 具有完備的MEMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研究開(kāi)發(fā)、芯片生產(chǎn)、封裝和混合機(jī)電元件測(cè)試技術(shù)。其自行研發(fā)并在瑞士生產(chǎn)的高精度MEMS電容式加速度傳感器 主要針對(duì)惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，特別廣泛地用于三個(gè)方面：軍事和航天航空，能源，工業(yè)市場(chǎng)。

（二）國(guó)有科研機(jī)構(gòu)公司

（a）中電科十三所美泰公司

美泰電子科技有限公司是中國(guó)電子科技集團(tuán)公司（CETC）第十三研究所控股的有限責(zé)任公司，位于石家莊，前身是13所第十八專(zhuān)業(yè)部。致力于MEMS器件與系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。國(guó)家投資近5億元建設(shè)MEMS生產(chǎn)線(xiàn)。主要產(chǎn)品有MEMS慣性器件與系統(tǒng)、MEMS測(cè)試測(cè)量傳感器、MEMS遙測(cè)傳感器、射頻（RF）MEMS器件、MEMS汽車(chē)傳感器等。

（b）北京大學(xué)

北京大學(xué)微電子研究院微機(jī)電系統(tǒng)研究所成立于1995年，在王陽(yáng)元院士和武國(guó)英教授領(lǐng)導(dǎo)下，從硅基加工技術(shù)的角度來(lái)開(kāi)展微機(jī)電系統(tǒng)的研究。從1996年開(kāi)始承擔(dān)了"微米/納米加工技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室"建設(shè)項(xiàng)目，以硅基MEMS加工和設(shè)計(jì)技術(shù)為主，同時(shí)承擔(dān)多項(xiàng)ME MS研究課題。于1998年4月完成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收，有工藝實(shí)驗(yàn)室900平米和具有國(guó)際先進(jìn)水平的完善的 MEMS 加工設(shè)備，是國(guó)家微機(jī)電系統(tǒng)研究的重要加工基地和研究基地。

（c）清華大學(xué)

清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系微電子技術(shù)研究所，主要研究各種新型微納器件以及由它們構(gòu)成的系統(tǒng)，研究范圍是： 新器件與系統(tǒng)、新技術(shù)與工藝、新電路與模型、新材料與結(jié)構(gòu)、新概念與原理。目前有兩個(gè)主要研究方向：新型微電子器件與系統(tǒng)，納電子學(xué)。儀器科學(xué)與技術(shù)研究所圍繞現(xiàn)代科學(xué)儀器的研究領(lǐng)域， 主要研究方向包括微米納米技術(shù)、光存儲(chǔ)技術(shù)、精密儀器和測(cè)試技術(shù)、導(dǎo)航與控制技術(shù)、傳感技術(shù)與智能儀器、智能微系統(tǒng)及控 制技術(shù)和生命科學(xué)儀器等，是一個(gè)多學(xué)科交叉的與校外企業(yè)和研究單位有廣泛聯(lián)系的以一級(jí)學(xué)科建立起來(lái)的教學(xué)研究單位。

（三）民營(yíng)公司

（a）深迪半導(dǎo)體

深迪半導(dǎo)體（上海）有限公司是由美國(guó)海外留學(xué)人員創(chuàng)立的中國(guó)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)商用MEMS陀螺儀系列慣性傳感器的MEMS芯片公司，成立于2008年8月，總部位于上海張江高科技園區(qū)。公司研發(fā)了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的MEMS工藝和集成技術(shù)，專(zhuān)注于為消費(fèi)電子及汽車(chē)電子市場(chǎng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)低成本、高性?xún)r(jià)比、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺儀芯片，并為客戶(hù)提供各種全面的應(yīng)用解決方案和極其優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

（b）蘇州明皜

蘇州明皜傳感主要從事MEMS傳感器的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并提供相關(guān)技術(shù)服務(wù)。主要產(chǎn)品有：加速度傳感器、陀螺儀、壓力傳感器和磁傳感器，旨在為消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化以及航空等領(lǐng)域提供所需的產(chǎn)品和集成方案。

明皜傳感由海內(nèi)外知名管理和技術(shù)團(tuán)隊(duì)與蘇州固锝電子股份有限公司共同投資創(chuàng)建。團(tuán)隊(duì)分布在蘇州、美國(guó)硅谷及臺(tái)灣新竹；團(tuán)隊(duì)成員執(zhí)業(yè)于半導(dǎo)體、MEMS業(yè)界數(shù)十年，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用、封裝測(cè)試及生產(chǎn)營(yíng)運(yùn)及市場(chǎng)推廣等方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

（c）蘇州圣賽諾爾

蘇州圣賽諾爾傳感器技術(shù)有限公司是昆山圣賽諾爾傳感技術(shù)有限公司與挪威Sensonor公司在國(guó)內(nèi)設(shè)立的唯一合資企業(yè)，研發(fā)、制造及銷(xiāo)售與挪威Sensonor公司同品質(zhì)的高精度微機(jī)電陀螺儀產(chǎn)品。

第三節(jié)

MEMS慣性傳感器投資策略與風(fēng)險(xiǎn)分析

一、MEMS慣性傳感器投資策略

（一）中高端MEMS慣性傳感器市場(chǎng)需求迫切，低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

在中高端MEMS慣性傳感器市場(chǎng)，由于國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展較晚，國(guó)內(nèi)很多用戶(hù)使用的是西方國(guó)家不限制進(jìn)口的高性能MEMS慣性傳感器中相對(duì)低端的產(chǎn)品，如Colibrys的加速度計(jì)、Sensonor的陀螺儀等，甚至使用中檔性能的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，如ADI的陀螺儀等。中高端市場(chǎng)用戶(hù)需求迫切。

而中低端市場(chǎng)，由于競(jìng)爭(zhēng)者眾多，產(chǎn)品的售價(jià)不斷下降，毛利潤(rùn)不斷下降。

（二）掌握全部核心設(shè)計(jì)技術(shù)的企業(yè)是投資的關(guān)鍵

MEMS慣性傳感器不同于傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)型企業(yè)，不僅要求具備ASIC設(shè)計(jì)能力，同樣要求具備MEMS設(shè)計(jì)能力，ASIC和MEMS相互緊密結(jié)合，共同決定MEMS慣性傳感器的最終性能。因此，掌握全部核心設(shè)計(jì)技術(shù)的企業(yè)尤為重要。

（三）掌握生產(chǎn)線(xiàn)工藝是企業(yè)的法寶

MEMS慣性傳感器不同于傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)型企業(yè)，一種產(chǎn)品往往是一種工藝，新工藝在 MEMS fab廠(chǎng)調(diào)試的周期3-6個(gè)月，穩(wěn)定、易生產(chǎn)的工藝是保證高良品率的關(guān)鍵。因此，具有MEMS fab工廠(chǎng)，或者具有熟悉MEMS工藝的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

（四）具備大批量供貨能力是企業(yè)是投資的關(guān)鍵

fab廠(chǎng)生產(chǎn)的MEMS和ASIC封裝后的產(chǎn)品，需要?dú)v經(jīng)篩選試驗(yàn)交付最終客戶(hù)，若最終合格產(chǎn)品低，勢(shì)必影響大批量供貨能力，大批量供貨能力是一個(gè)企業(yè)在設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)等方面能力的集中體現(xiàn)，也是投資的最重要判斷指標(biāo)。

（五）屬于技術(shù)和資金密集型行業(yè)，呼吁國(guó)家大基金投入

MEMS慣性傳感器是屬于典型的技術(shù)和資金密集型行業(yè)，國(guó)內(nèi)建設(shè)了一些MEMS fab廠(chǎng)，但是水平距離國(guó)外大廠(chǎng)仍有較大差距，fab廠(chǎng)人員水平和生產(chǎn)熟悉程度需要大幅度提高。呼吁國(guó)家大基金加大在MEMS設(shè)計(jì)、工藝方面的投入。

二、MEMS慣性傳感器投資風(fēng)險(xiǎn)分析

（一）國(guó)內(nèi)MEMS傳感器行業(yè)處于起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈仍不完善

中國(guó)的MEMS傳感器行業(yè)，真正產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展歷史還不到10年，在整體技術(shù)水平上仍落后于Honeywell、博世、英飛凌等代表國(guó)際先進(jìn)水平的大公司，目前國(guó)內(nèi)MEMS傳感器行業(yè)處于起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈仍不完善。

與集成電路行業(yè)高度標(biāo)準(zhǔn)化的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）制造工藝不同，MEMS傳感器具有一條黃金定律，就是“一類(lèi)產(chǎn)品線(xiàn)，一種制造工藝”，做眼睛的工藝很難用來(lái)做鼻子，做鼻子的工藝很難來(lái)做耳朵，隨著國(guó)內(nèi)高端MEMS傳感器產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)MEMS專(zhuān)業(yè)代工廠(chǎng)的制造、封裝和測(cè)試工藝趕上國(guó)際主流水平仍需要時(shí)日。

（二）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，利潤(rùn)下降風(fēng)險(xiǎn)

過(guò)去五年中，MEMS產(chǎn)業(yè)主要由消費(fèi)類(lèi)電子驅(qū)動(dòng)發(fā)展，MEMS器件出貨量不斷攀升。但同時(shí)MEMS器件尺寸也不斷減小，價(jià)格不停在下跌，利潤(rùn)逐漸萎縮，使得MEMS企業(yè)的日子越來(lái)越艱難。

開(kāi)拓藍(lán)海市場(chǎng)、產(chǎn)品差異化（比如豐富產(chǎn)品功能）可降低利潤(rùn)下降風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備有望成為MEMS傳感器應(yīng)用新藍(lán)海，眾多廠(chǎng)商推出六軸/九軸/十軸的MEMS器件，多集成度的MEMS器件逐漸受到青睞。

（三）高端專(zhuān)業(yè)人才不足

MEMS傳感器設(shè)計(jì)行業(yè)是典型的技術(shù)密集型行業(yè)，MEMS傳感器設(shè)計(jì)（包括MEMS設(shè)計(jì)、ASIC設(shè)計(jì)、MEMS工藝設(shè)計(jì)）對(duì)于人才的依賴(lài)遠(yuǎn)高于其他行業(yè)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)MEMS傳感器設(shè)計(jì)行業(yè)已積累一批人才，但與國(guó)際領(lǐng)先的企業(yè)相比，國(guó)內(nèi)MEMS傳感器設(shè)計(jì)行業(yè)高端、專(zhuān)業(yè)人才仍相對(duì)稀缺。隨著市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，人才匱乏的情況依然普遍存在。