王正偉：強攻MEMS是物聯網的突破口！（附國內主要企業名單）

物聯網是將數據從採集、傳輸到應用的一個技術架構，物聯網的基礎就是感知層，感知層的核心也就是各種傳感器進行的數據採集體系，那麼傳感器的水平某種意義上也就代表了這個國家物聯網技術水平的高低。

因為MEMS是這個傳感器領域上的一顆明珠！隨著汽車、智能裝備、家電類產品領域的迅速增長，MEMS傳感器用量將大大增加。

物聯網、雲計算、大數據、智慧城市更為MEMS傳感器創造了良好的市場空間，農業、環保、食品檢測、智慧醫療、健康養老、可穿戴設備、機器人、3D列印也為MEMS傳感器技術的提升和應用創新拓展了思路。

MEMS（Micro-Electro Mechanical System）是指尺寸在幾毫米乃至更小的微機電系統，其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。

簡單理解， MEMS 就是將傳統傳感器的機械部件微型化後，通過三維堆疊技術，例如三維矽穿孔 TSV 等技術把器件固定在矽晶元（wafer）上，最後根據不同的應用場合採用特殊定製的封裝形式， 最終切割組裝而成的矽基傳感器。

受益於普通傳感器無法企及的 IC 矽片加工批量化生產帶來的成本優勢， MEMS 同時又具備普通傳感器無法具備的微型化和高集成度。

MEMS是替代傳統傳感器的唯一選擇

諸如最典型的半導體發展歷史： 從 20 世紀初在英國物理學家弗萊明手下發明的第一個電子管，到 1943 年擁有 17468 個電子三極體的 ENIAC 和 1954 年誕生裝有 800 個電晶體的計算機 TRADIC， 到 1954 年飛兆半導體發明了平面工藝使得集成電路可以量產， 從而誕生了 1964 年具有里程碑意義的首款使用集成電路的計算機 IBM 360。

模擬量到數字化、 大體積到小型化以及隨之而來的高度集成化，是所有近現代化產業發展前進的永恆追求。

MEMS也不例外

正因為 MEMS 擁有如此眾多跨世代的優勢， 目前來看我們認為其是替代傳統傳感器的唯一可能選擇，也可能是未來構築物聯網感知層傳感器最主要的選擇之一。

1）微型化： MEMS 器件體積小， 一般單個 MEMS 傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位， 重量輕、耗能低。

同時微型化以後的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優點。

MEMS 更高的表面體積比（表面積比體積） 可以提高表面傳感器的敏感程度。

2）矽基加工工藝：可兼容傳統 IC 生產工藝：矽的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢，同時可以很大程度上兼容矽基加工工藝。

3）批量生產：以單個 5mm*5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例， 用矽微加工工藝在一片 8 英寸的矽片晶元上可同時切割出大約 1000 個 MEMS 晶片， 批量生產可大大降低單個 MEMS 的生產成本。

4）集成化： 一般來說，單顆 MEMS 往往在封裝機械傳感器的同時， 還會集成ASIC 晶片，控制 MEMS 晶片以及轉換模擬量為數字量輸出。

5）多學科交叉： MEMS 涉及電子、機械、材料、製造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，並集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。

MEMS 是構築物聯網的基礎物理感知層傳感器的最主要選擇之一。

由於物聯網特別是無線傳感器網絡對器件的物理尺寸、功耗、成本等十分敏感，傳感器的微型化對物聯網產業的發展至關重要。

MEMS 微機電系統結合兼容傳統的半導體工藝， 採用微米技術在晶片上製造微型機械，並將其與對應電路集成為一個整體的技術，它是以半導體製造技術為基礎發展起來的， 批量化生產能滿足物聯網對傳感器的巨大需求量和低成本要求。

中國MEMS競爭格局

2015年中國MEMS傳感器市場規模約308億元人民，2016年中國MEMS傳感器市場規模預計超過400億元人民幣，未來5年中國MEMS傳感器年複合增長率在20%左右，到2020年市場規模將近650億元。

近十年來，中國的MEMS傳感器產業生態系統逐步完善，已形成從技術研發、設計、生產到應用的完整體系， 部分細分領域已躋身世界領先水平。

截至2015年底，中國MEMS 傳感器企業已經有將近200家。

其中做MEMS軟體與專用電路的有11家；做MEMS產品設計的有143家；做MEMS封裝與測試的有16家；做MEMS前端製造工藝線的，有20家。

從地域分布而言，MEMS企業主要集中在發達地區（長三角、珠三角、環渤海）。

因為MEMS行業更需要人才，發達地區的MEMS人才相對而言較為集中，能適應MEMS企業的發展和擴大。

中國MEMS企業以無晶圓廠（fabless）模式居多，包括目前國內MEMS銷售額最大的瑞聲科技和歌爾股份；Fabless企業還包括美新半導體、敏芯微電子、明皜傳感、深迪半導體、芯敏微系統、微聯傳感、康森斯克等，其生產以代工為主。

還有些企業，如麗恆光微、矽睿科技、大立科技等，在與國內代工廠合作的同時，購買少量專用MEMS工藝設備，放置於其特定代工廠超凈間內， 共同研發和生產MEMS產品。

中國具有一定規模的集成器件生產商（IDM）企業較少，主要有美泰科技、士蘭微電子、高德紅外等。

除了MEMS麥克風廠商瑞聲科技和歌爾股份走在前列，國內其他MEMS企業的規模都相對較小，年銷售額沒有超過1億美元的，擁有獨立IP與核心自主設計能力的MEMS企業如美新、深迪和明皜等年銷售額都達不到7000萬美元，目前還排不進全球前三十大MEMS企業名單，與國際MEMS 巨頭的差距很大。

投資趨勢看好

過去的一年，中國重要的MEMS傳感器初創企業在市場上披荊斬棘，順利拿到了融資，未來前景可期。

但目前投資標的均在千萬級別，一方面顯示了投資空間巨大，同時也說明當前的技術儲備尚需加強。

典型的投資如下：

（1）共達電聲擬以不超過2500萬元收購北京卓銳微技術有限公司100%股權。

公司擬通過上述股權收購，掌握國產MEMS麥克風核心晶片研發、生產技術，提高微電聲產品整體研發水平，並有效垂直整合MEMS麥克風產品產業鏈條，縮短新產品開發周期，開闢國產MEMS麥克風替代進口市場。

北京卓銳微技術有限公司是一家優秀的集成電路晶片、MEMS晶片設計、研發公司，獨立提供完整的MEMS麥克風核心晶片解決方案。

（2）矽立科技（mCube）獲得盛世投資的上億人民幣投資。

（盛世投資剛收購了全球領先的純MEMS代工廠Silex Microsystems）。

矽立科技（mCube）致力於將MEMS運動傳感器應用在一切可移動的物體，提供便捷的互聯，從而改變消費者的生活和商業交互方式。

（3）蘇州固鎝電子股份有限公司子公司明皜傳感A輪融資金額9500萬元。

明皜傳感主要從事MEMS傳感器的研發、設計和生產，並提供相關技術服務。

主要產品方向有：加速度計、陀螺儀（研發中）、壓力傳感器、磁傳感器和MEMS麥克風，旨在為消費電子、汽車電子、工業自動化等領域提供所需的產品和集成方案。

（4）蘇州敏芯微電子技術有限公司的老股東增資2000多萬元。

蘇州敏芯微電子技術有限公司成立於2007年，是中國國內最早成立的MEMS研發公司之一。

，擁有數項涉及MEMS關鍵技術的突破性發明和世界級科研成果。

敏芯微電子的主要產品有MEMS麥克風、壓力傳感器、慣性傳感器等。

隨著本地創投公司與企業家對MEMS的興趣越來越大，還會有大量MEMS廠商在中國湧現。

中國MEMS企業面臨的機遇與挑戰

機遇：

1. 市場空間巨大

中國是最大電子生產和消費大國，這是我們的主場優勢。

由於終端消費市場的巨大市場需求，以及增長潛力無限的可穿戴和物聯網市場的驅動，MEMS傳感器的市場增量將相當可觀。

中國作為全球最大的電子產品生產基地，消耗全球四分之一的MEMS器件，可大部分MEMS傳感器仍依賴進口，就總體水平而言，國內MEMS傳感器仍以中低端為主，技術相對落後，與歐美日相比，國內在整個產業的各個環節都有差距，製造技術和封裝技術更加明顯，原始性創新的產品少，導致產品的附加值和市場份額都比較低。

2. 政策扶持

從2001年到2015年，國家「863計劃」開闢出一個專門的MEMS傳感器方向，總共得到了7.03億元的支持經費。

整個15年期間，國家「863計劃」的主體單位包括高等院校、中科院研究所，也有企業。

另外，「十三五」國家重點研發計劃中也開闢專項，布局製作基礎技術與關鍵部件，大約有20億的預算，其中包括先進MEMS傳感器。

3. MEMS傳感器是我們與國外差距比較小的領域，與IC相比，中國MEMS企業起步較早，這與MEMS傳感器產業整體起步較晚不無關係，而且與IC產品品種比較單一不同，MEMS傳感器產品多樣，創新空間巨大。

挑戰：

1. 缺乏高端研發人員

本土MEMS產業缺乏高端研發人員，與歐美已開發國家相比，我們的研發水平相對較低，從基礎研究上就處於落後地位;亦缺乏經驗豐富的本土MEMS工程師，導致產業化難度較大。

2. 各產業鏈競爭力弱

儘管中國MEMS產業生態逐步完善，但各個產業鏈上缺乏規模企業，沒有產生在國際市場上具有領導地位的企業。

MEMS傳感器和IC晶片一樣，具有很強的規模效應，國內企業的出貨量上不去，導致整個產業鏈，比如前端流片等環節加工能力比較薄弱，一致性、生產重複性都不能滿足設計的加工工藝要求。

因此整個 MEMS產業鏈均處於投入階段，盈利比較困難，產生了惡性循環。

3．MEMS需要較長研發時間

現在開發一個技術所花的時間，比該技術從商業化到市場上得到大規模應用所花時間還要長，對於技術企業的資金和商業運作都是一個挑戰。

隨著技術商業化進程的加快，很多技術在市場存活時間很短，而MEMS傳感器需要較長研發時間，這對MEMS企業是一個很大的挑戰。

國內MEMS企業，由於基礎弱，沒有國外MEMS巨頭擁有的IP資源的廣度與深度，將考驗中國初創企業的耐心、遠見。

4. 價格下滑快，盈利困難

產品的價格並不與產品的重要性或者開發難度成正比，從陀螺儀和加速度計

來看，價格每季度下跌3％至5％，系統廠商對於MEMS產品需求量很大，

但是它們已經把價格殺到MEMS廠商難以為繼的地步。

MEMS 發展趨勢

MEMS傳感器一直依賴於使用基於半導體的微加工技術來製造器件，以取代更加複雜、笨重或不敏感的傳感器。

未來將有四種趨勢改變MEMS市場格局：

1．新興器件：如微鏡和環境組合傳感器

2．新應用：如壓力傳感器應用於位置（高度）感測

3．顛覆性技術：包括封裝、新材料（如壓電薄膜和300mm/12寸晶圓）

4．新的設計：包括NEMS（納機電系統）和光學集成技術

中國MEMS 傳感器商機

整個MEMS傳感器產業鏈，包括研發、設計、代工、封測到應用。

MEMS產業鏈將來的投資機會重點應在新型封裝與測試、12寸晶圓、軟體和新興傳感器。

1. 新的封裝與測試已經成為眾多MEMS傳感器公司的焦點，由於MEMS傳感器的複雜性，封裝占據了整個晶片成本的很大部分，因此未來要降低成本來擴展市場，很大程度上等同於降低封裝成本；其次國內整個測試效率較低，這也是制約MEMS傳感器發展的瓶頸。

降低封裝成本、提高測試效率，是亟待解決的難題。

2. 目前幾乎所有的MEMS傳感器都是由8英寸晶圓產線製造的，不過由於汽車電子與物聯網等需求的不斷攀升，導致生產MEMS傳感器的8英寸產線利用率極高，所以生產MEMS傳感器的12英寸MEMS晶圓製造將在未來幾年成為熱門主題，12英寸晶圓製造將影響整個MEMS傳感器供應鏈，包括設計、材料、設備和封裝等。

3. 電子產業迫切需要新的MEMS來推動智能產品和物聯網的發展，期待有突破性的新產品不斷出現。

新興MEMS傳感器是產業投資的重點方向。

4．軟體正成為MEMS傳感器的重要組成部分。

隨著傳感器進一步集成，越來越多的數據需要處理，軟體使得多種數據融合成為可能。

軟體將是未來的投資機會。

物聯網是我國未來十年的核心發展戰略，MEMS傳感器則是物聯網中不可或缺的一環，下一個十年，會湧現出遠比現在主流MEMS傳感器更有市場前景的MEMS產品，期待中國MEMS產業能躋身世界前列。

雖然技術商業化周期越來越短，但要堅持工匠精神，穩紮穩打，MEMS行業要有這種精神，用十到十五年的積累，來打造一款精品。

突破目前MEMS產業發展瓶頸的一些具體建議：

努力提高傳感器（陀螺、加速度等）精度；MEMS廠商要具備小批量、低成本的量產能力，以適應多變的市場；在封裝、多材料複合技術等領域勇於嘗試；

無線無源傳感器技術將是一個重點發展方向；

封裝在MEMS產品成本中占比較高，因此封裝測試設備和系統以及加工設備和耗材的國產業很重要，MEMS產業發展需要有完整的生態圈。

（附）國內 MEMS 主要企業：

上海：

深迪，矽睿，麗恆，芯敏，微聯，銘動，文襄，天英，巨哥

蘇州：

明皜，敏芯，雙橋，多維，能斯達，汶灝，聖賽諾爾，希美

無錫：

美新，樂爾，康森斯克，微奧，傑德，必創，微納，芯奧微，沃浦

其他：

深圳瑞聲，山東歌爾，河北美泰，山西科泰，鄭州煒盛，北京水木智芯，浙江大立，武漢高德，成都國騰，西安勵德，天津微納芯等。

本文原創，歡迎轉發！有感興趣的話題可以加我微信交流（wzw670053697）

歡迎轉發並截圖給我，將贈送《物聯網通信技術100問藍皮書》 （僅限前30名！）

王正偉是誰：

現任中關村物聯網產業聯盟的副秘書長，中關村物聯網產業創新中心主任，中關村物聯網產業基金創始合伙人。

在加入聯盟之前曾創辦國內第一家物聯網專業媒體《中國信息界·物聯網》專刊。

曾先後任職於美國AT&T公司數據傳輸部門的亞太區市場總監，香港某上市公司中國區總裁等。

有超過20年的創業和商業管理經驗，在通信，網際網路，軟體開發，系統集成領域都有豐富的經驗！曾先後主持多個國家級和部委大型項目，並榮獲2006年中國政府創新獎及2006年十大網際網路創新獎等榮譽。

關於中關村物聯網產業聯盟：

中關村物聯網聯盟是國內第一家、也是最大的物聯網產業的社會團體，目前已有2500多家會員單位。

在物聯網、智慧城市等領域我們可以提供多種資源和幫助，發給我您的姓名、所在單位、城市及手機聯繫方式，以便我備註。