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本文涵蓋了MEMS產業鏈的所有與流程與知識，力求用最簡短的內容——全文不足8000字，讓我們知道最全面的MEMS產業鏈情況，包括如下內容：
一、MEMS簡介
? MEMS的全稱是微型電子機械系統(Micro Electromechanical System)，利用半導體制造工藝和材料，將傳感器、執行器、機械機構、信號處理和控制電路等集成于一體的微型器件或系統，其內部結構一般在微米甚至納米量級。MEMS主要包含兩個部分：傳感器和執行器。
? 與傳統的機械傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、集成化、智能化、低成本等優點，可以滿足物聯網時代對于傳感器的要求。
? 二、MEMS分類 MEMS 傳感器種類很多，也有多種分類方法。按其工作原理，大致可分為MEMS物理、化學和生物傳感器，其中每一種MEMS傳感器又可分為很多種小類，不同的MEMS 傳感器可以測量不同的量，實現不同的功能。
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? 傳感器分類
? 三、MEMS 行業發展歷程
? MEMS 起源可追溯至 20 世紀 50 年代，硅的壓阻效應被發現后，學者們開始了對硅傳感器的研究。然而，MEMS 產業真正發展始于 20 世紀 80 年代，前后經歷了 3 次產業化浪潮。
? 20 世紀 80 年代至 90 年代：1983 年 Honeywell 利用大型刻蝕硅片結構和背蝕刻膜片制作了集成壓力傳感器，將機械結構與電路集成在一個芯片內。80 年代末至 90 年代，汽車行業的快速發展，汽車電子應用如安全氣囊、制動壓力、輪胎壓力監測系統等需求增長，巨大利潤空間驅使歐洲、日本和美國的企業大量生產 MEMS，推動了 MEMS 行業發展的第一次浪潮。
? 20 世紀 90 年代末至 21 世紀初：本階段早期，噴墨打印頭和微光學器件的巨大需求促進了 MEMS 行業的發展。而 2007 年后，消費電子產品對 MEMS 的強勁需求，手機、小家電、電子游戲、遠程控制、移動互聯網設備等消費電子產品要求體積更小且功耗更低的 MEMS 相關器件，對 MEMS 產品需求更大，掀起了 MEMS 行業發展的第二次產業化浪潮，并將持續推動 MEMS 行業向前發展。
? 2010 年至今：產品應用的擴展，使 MEMS 行業呈現新的趨勢。MEMS 產品逐步應用于物聯網、可穿戴設備等新領域，應用場景日益豐富，正漸漸覆蓋人類生活的各個維度。此外，MEMS 是當前移動終端創新的方向，新的設備形態（如可穿戴設備）需要更加微型化的器件和更為便捷的交互方式。然而，物聯網、可穿戴設備應用助推 MEMS 第三次產業化浪潮的同時，行業仍然面臨來自產品規格、功率消耗、產品整合以及成本等方面的壓力，MEMS 產品及相關技術亟待持續改進，以滿足更小、更低能耗、更高性能的需求。
? 四、國內傳感器企業的主要布局區域
? 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產體系及產業配套。 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、超聲波、稱重為主的傳感器產業體系。 東北地區 ?以沈陽、長春、哈爾濱為主。 ?主要生產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，在某些領域填補國內空白。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。 ?產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產業方面發展態勢良好。
五、MEMS產業鏈流程
? MEMS是多學科交叉的復雜系統，整個產業鏈涉及設計、制造、封裝測試、軟件及應用方案環節。
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MEMS產業鏈流程
? 六、全球MEMS供應鏈 MEMS整個產業鏈復雜，涉及的廠商眾多；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的產業鏈。
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全球MEMS供應鏈
? 七、MEMS傳感器生產廠商
? 全球MEMS傳感器制造廠商如下
? 羅伯特.博世 意法半導體(ST) 德州儀器 惠普 Qorvo 樓氏電子（Knowles） 應美盛(InvenSense) DENSO 佳能 松下（Panasonic） NXP—飛思卡爾（Freescale） SENSATA 英飛凌（Infineon）? 旭化成微電子（AKM ） 亞德諾半導體（Analog Devices） 村田制作所（Murata） AMPHENOL 霍尼韋爾（Honeywell）? 瑞聲科技（AAC） 歌爾聲學-全球MEMS麥克風龍頭 ABB PCB Vishay HBM MEAS 飛利浦 漢威電子-國內氣體傳感器龍頭 美新半導體(MEMSIC)(2016年7月被華燦光電收購) 北京青鳥元芯 華工科技-國內家電溫度傳感器龍頭 中航電測-軍工MEMS龍頭 大立科技 昆侖海岸 高德紅外 科陸電子 瑞聲聲學 航天機電 廣陸數測 格科微電子 杭州麥樂克 華潤半導體 ...... ? ?
八、MEMS傳感器的應用
? MEMS傳感器種類繁多，主要的MEMS傳感器包括運動傳感器、壓力、麥克風、環境、光傳感器等。其中運動傳感器可分為陀螺儀、加速度計、磁力計，
? 1、MEMS運動傳感器
? MEMS運動傳感器主要有加速度計、陀螺儀、磁力計三大類，加速度計和陀螺儀可以集成為六軸慣性傳感器；磁力計和加速度計集成為電子羅盤（e-compass），加速度計、陀螺儀和磁力計可集成為9軸傳感器。 MEMS陀螺儀是通過陀螺儀的核心原理科里奧利力測角速度的；MEMS加速度計可以感知任意方向上的加速度。MEMS磁力計通過測試磁場強度和方向可以定位設備的方位。
? 慣性傳感器(加速度計+陀螺儀)廠家有：意法半導體(ST)、旭化成微電子（AKM ）、應美盛(InvenSense)、羅伯特.博世等。
? 電子羅盤（磁力計+加速度計）廠家有：旭化成微電子（AKM ）、雅馬哈（Yamaha）、阿爾卑斯（Alps Electric）?、美新半導體(MEMSIC)(2016年7月被華燦光電收購)等。
? 2、MEMS麥克風
? MEMS麥克風在消費電子、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，分別用于語音采集、噪音消除、改善語音識別，而iPhone 6S已經采用了4個MEMS麥克風。在物聯網的時代，大量的物聯網設備也將使用MEMS麥克風。蘋果iPhone 5S和5C采用兩顆樓氏電子（Knowles）、一顆是瑞聲科技（AAC）的MEMS麥克風。
? 3、MSME壓力傳感器
? 壓力傳感器主要用于檢測壓力，根據量程范圍可分為低壓、中壓、高壓壓力傳感器。MEMS壓力傳感器則屬于低壓傳感器，主要檢測原理有硅電容式和硅壓阻式。
? 汽車和醫療是MEMS壓力傳感器最大的應用領域。與MEMS慣性傳感器相比，目前MEMS壓力傳感器在消費電子與移動領域的應用不是特別廣泛，主要包括潛水與運動手表、計步器和徒步高度計，部分應用于飲水機、洗衣機、太陽能熱水器等家電產品充當水位傳感器。未來智能手機、平板電腦可能集成MEMS壓力傳感器用以檢測大氣壓，或充當高度計以支持室內定位服務。
? 4、MEMS環境傳感器
? MEMS濕度傳感器在工業控制、氣象、農業、礦山檢測等行業中得到了廣泛的應用。MEMS氣體傳感器主要用于檢測目標氣體的成分、濃度等。
? 還有森斯特（北京）電子科技有限公司（Nenvitech）、深圳市戴維萊傳感技術開發有限公司、武漢四方光電科技有限公司、速麗德（Solidsense）、城市技術（CityTechnology）?等。
? 5、MEMS生物傳感器
? MEMS生物傳感器目前處于發展初期。MEMS生物傳感器是利用生物分子探測生物反應信息的器件，被列為新世紀五大醫學檢驗技術之一，是現代生物技術與微電子學、化學等多學科交叉結合的產物。未來MEMS生物傳感器在醫學、食品工業、環境監測等領域具有廣闊發展空間。
? 九、MEMS代工產業
? 目前提供MEMS代工的IDM廠商主要有意法半導體、索尼、德州儀器等；臺積電目前是全球最大的獨立的MEMS代工廠，全球領先的純MEMS代工廠還有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Paci?c Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等,國內的中芯國際、華宏宏利、上海先進半導體也有生產MEMS的能力。
? 與傳統集成電路產業類似，從 MEMS 產業價值鏈來看，根據行業內企業提供的產品或服務，可以分為設計、制造和封測三個環節。其中，MEMS 制造行業屬于 MEMS 行業的一個環節，處于產業鏈的中游。該行業根據設計環節的需求開發各類 MEMS 芯片的工藝制程并實現規模生產，兼具資金密集型、技術密集型和智力密集型的特征，對企業資金實力、研發投入、技術積累等均提出了極高要求。
? 目前市場中，一方面 IDM 企業受到來自升級產業線以及降低成本維持利潤的雙重壓力，市場中已出現 IDM 企業將制造環節外包的情況；另一方面，MEMS產品應用的爆發式增長需要不同領域、不同行業的新興 MEMS 公司參與其中，但巨額的工廠建設投入、運維成本以及 MEMS 工藝開發、集成的復雜性卻形成了較高的行業門檻，阻礙了市場的持續擴張。
? 在此背景下，純 MEMS 代工廠與 MEMS 產品設計公司合作開發產品的商業模式將成為未來行業業務模式的主流。類似于傳統集成電路行業發展趨勢，MEMS 產業將逐步走向設計與制造分立、制造環節外包的模式。
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MEMS 制造主要指 MEMS 芯片制造，行業內主要經營模式包括兩類，一類是依靠自有生產線進行生產，另一類則是外包給 MEMS 代工廠進行生產。行業內提供 MEMS 制造代工服務的企業，從芯片類型和產業價值鏈來看，主要分為三類，即純 MEMS 代工、IDM 企業代工以及傳統集成電路 MEMS 代工。
? 1、純 MEMS 代工
? 純 MEMS 代工企業不提供任何設計服務，企業根據客戶提供的 MEMS 芯片設計方案，進行工藝制程開發以及代工生產服務。代表企業有公司、TeledyneDalsa、IMT 等。
? 2、IDM 企業代工
? IDM 企業即垂直整合器件制造商，該類廠商除了進行集成電路設計之外，一般還擁有自有的封裝廠和測試廠，其業務范圍涵蓋集成電路的設計、制造、封裝和測試所有環節。由于晶圓制造、封裝和測試的生產線建設均需要巨額資金投入，因此 IDM 模式對企業的研發力量、資金實力和市場影響力都有極高的要求。在滿足自身晶圓制造需求后，IDM 企業會將剩余的產能外包出去，提供 MEMS代工服務。采用 IDM 代工模式的企業均為全球芯片行業巨頭，主要代表為博世（Bosch）、意法半導體（STMicro）、德州儀器（TI）等企業。
? 3、傳統集成電路 MEMS 代工
? 傳統集成電路（主要為 CMOS）代工企業以原有的 CMOS 產線為基礎，嵌套部分特殊的生產 MEMS 工藝技術，將舊產線轉化為 MEMS 代工線。由于批量生產能力突出，傳統集成電路企業往往會集中向出貨量較高的消費電子領域的MEMS 產品提供代工，該類代工企業以臺積電（TSMC）、Global Foundries 等為代表。
? 歷史發展過程中，由于 MEMS 產品在材料、加工、制造工序等單個產品差異較大，器件標準化程度較低，影響了產業垂直分工的發展，行業以 IDM 企業為主導。近年來，隨著 MEMS 技術的發展和市場需求的逐漸興起，MEMS 標準化的程度大大發展，平臺化基礎正在形成，越來越多的 MEMS 產品的產業鏈垂直分工條件日趨成熟。
? 十、MEMS封裝測試
? 目前具備MEMS封裝測試能力的國際廠商主要有日月光、安靠、矽品、力成科技等，國內有華天科技、長電科技、晶方科技等廠商。盡管國內的MEMS前端制造還落后于國際大廠，由于國內的封裝技術起步較早，國內MEMS產業鏈后端封裝較為完善。
? 封裝技術與IC封裝有著諸多不同，對企業的要求很高。眾所周知，MEMS器件價格下降非常之快，目前部分MEMS器件中封裝成本甚至占到總價格的40%到60%。如何做到低成本封裝是封測廠商面臨的巨大挑戰。
? 十一、MEMS傳感器幾大應用
? 可穿戴設備應用
? ? 以小米手環為例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來實現運動和心率監測。
? Apple Watch內部除了MEMS加速度計、陀螺儀、MEMS麥克風，還有使用脈搏傳感器。
? VR應用
? ? VR設備需要足夠精確測定頭部轉動的速度、角度和距離，采用MEMS加速度計、陀螺儀和磁力計來進行測定是重要的解決方案之一，幾乎成為VR設備的標配。Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR都采用了MEMS加速度計和陀螺儀，未來VR設備也可能會使用MEMS眼球追蹤技術。
? 無人機應用
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無人機飛行姿態控制技術上，MEMS傳感器又有了施展的空間。結合加速度計和陀螺儀，可以算出角度變化，并確定位置和飛行姿態。MEMS傳感器能在各種惡劣條件正常工作，同時獲得高精度的輸出。MEMS加速度計和陀螺儀在無人機上的應用可謂是大放異彩。
? 智能汽車應用
車聯網是物聯網發展的重大領域，智能汽車是車聯網的核心，正處于高速發展中。在智能汽車時代，主動安全技術成為備受關注的新興領域，需要改進現有的主動安全系統，比如側翻（rollover）與穩定性控制（ESC），這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態。語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風將迎來發展新機遇。MEMS傳感器在汽車領域還有很多應用，包括安全氣囊（應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器）、汽車發動機（應用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器）等。
? 十二、MEMS產業鏈相關龍頭企業
? 1、賽微電子-國內MEMS代工龍頭
? 賽微電子是國內產品同時涵蓋慣性及衛星導航，具有軍工資質的為數不多的企業之一。公司立足導航產業，經多年發展形成“慣性導航+衛星導航+組合導航”產業鏈全覆蓋，掌握了慣性導航及組合導航、高精度衛星導航定位的若干關鍵技術，同時其控股子公司具有從事軍品研發、生產與銷售的專業資質。
? 2、蘇奧傳感-國內汽車油量傳感器龍頭
? 蘇奧傳感全稱為江蘇奧力威傳感高科股份有限公司，其主營業務是研發、生產和銷售汽車零部件，主要產品分為三大類，分別為傳感器及配件、燃油系統附件及汽車內飾件。目前是中國最大的汽車油量傳感器制造企業之一，江蘇省高新技術企業，公司于2016年4月29日在深交所創業板上市。蘇奧傳感目前公司擁有四家子公司，即傳感器研究所、舒爾馳精密、煙臺奧力威及武漢奧力威。2015年10月8日，公司決定對傳感器研究所進行清算并注銷。
? 3、蘇州固锝-已量產MEMS慣性傳感器
? 蘇州固锝是國內半導體分立器件二極管行業最完善、最齊全的設計、制造、封裝、銷售的廠商，從前端芯片設計到后端封裝技術，形成了一個完整的產業鏈。主要產品包括汽車整流二極管、功率模塊、整流二極管芯片、硅整流二極管、開關二極管、穩壓二極管、微型橋堆、軍用熔斷絲、光伏旁路模塊等，產品廣泛應用在航空航天、汽車、綠色照明、IT、家用電器以及大型設備的電源裝置等許多領域。公司設計、研發太陽能電池用銀漿以及各種電子漿料，研發并規?；a物聯網領域的MEMS傳感器。
? 4、華工科技-國內家電溫度傳感器龍頭
? 華工科技依托于華中科技大學，以激光技術及其應用為主業，建立了激光裝備制造、光通信器件、激光全息仿偽、傳感器、現代服務業的產業格局，將以智能制造和物聯科技為主要業務發展方向。公司旗下企業華工激光、華工正源、華工高理、華工圖像、華工賽百的產品廣泛應用于機械制造、航空航天、汽車工業、鋼鐵冶金、船舶工業、通信網絡、國防軍工等重要領域，市場占有率處于行業領先地位。
? 5、士蘭微-國內稀缺的IDM模式半導體公司
? ? 士蘭微是一家專業從事集成電路以及半導體微電子相關產品的設計、生產與銷售的高新技術企業。主要分為電源與功率驅動產品線、MCU 產品線、數字音視頻產品線、物聯網技術與產品線、射頻與混合信號產品線、分立器件產品線等。目前是國內為數不多的IDM 模式半導體公司。
? 6、漢威電子-國內氣體傳感器龍頭
? 漢威電子是國內最大的氣體傳感器及儀表制造商。公司圍繞物聯網產業，將感知傳感器、智能終端、通訊技術、云計算和地理信息等物聯網技術緊密結合，打造漢威云，建立完整的物聯網產業鏈，結合環保治理、節能技術，為智慧城市、安全生產、環境保護、民生健康提供完善的解決方案。漢威電子堅持“聚焦專業細分市場”的發展戰略，產品和系統解決方案已應用于全球近百個國家，建立了以傳感器為核心，覆蓋多門類檢測儀表及行業物聯網應用的整體布局。
? 7、中航電測-軍工MEMS龍頭
? 中航電測儀器股份有限公司是中國航空工業集團公司控股企業，主營業務為研制電阻應變計、精密電阻、應變式傳感器、稱重儀表和軟件、航空機載和地面測試系統、機動車性能及環保檢測系統、機動車駕駛員智能化培訓系統、遠程聯網監管網絡平臺、車載稱重控制系統、工業自動化系統、精密機電控制產品和物聯網應用等軍民用測量和控制產品及系統解決方案。公司擁有國際水平的設計能力、高水平的工藝裝備及工藝制造技術，在國內中高端應變計和傳感器市場占據主導地位。
編輯：黃飛
工商網監
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