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MEMS行业迎来新一轮发展浪潮 MEMS技术是什么

发布时间:2017-9-25 12:03:26 作者:钇太

MEMS传感器工作原理


相对于传统的机械,MEMS器件尺寸更小,最大的不超过一个厘米,甚至仅仅为几个微米。通常采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近钼和钨。MEMS工艺可以大量利用集成电路生产中的成熟技术、工艺,进行大批量、低成本生产,使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。


MEMS传感器品种繁多,分类方法也很多。按其工作原理,可分为物理型、化学型和生物型三类。每种MEMS传感器又有多种细分方法,按检测质量的运动方式划分,有角振动式和线振动式加速度计。按检测质量支承方式划分,有扭摆式、悬臂梁式和弹簧支承方式。按信号检测方式划分,有电容式、电阻式和隧道电流式。按控制方式划分有开环和闭环式。常见的MEMS传感器有压力传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪、惯性传感器、MEMS硅麦克风等。


2014年全球MEMS传感器市场规模达到130亿美元,平均以10%的平均增长率增长,2015年将达到143亿美元,2020年预计将达到210亿美元。其中,2014年消费类应用规模达到59亿美元,而成长最快的医疗市场应用达到24.5亿美元,汽车工业应用达到28.6亿美元,工业应用达到11.3亿美元,军工及航空航天应用达到4亿美元。


据预测,全球MEMS市场规模将从2014年的111亿美元增长到2020年的220亿美元以上,年复合增长在12%以上,增速超过半导体市场。智能手机和平板电脑的巨大市场需求带动MEMS产业发展进入快车道,预计未来可穿戴和物联网市场将继续驱动MEMS发展,尤其是生物医疗、工业与通讯领域的应用增速更加可观。


近年来国家从政策、资金和产业环境等多方面给予MEMS产业强力度的扶持。2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》明确提出要大力发展微机电系统(MEMS)等特色专用工艺生产线,增强芯片制造综合能力,以工艺能力提升带动设计水平提升,以生产线建设带动关键设备和材料配套发展。2015年在《中国制造2025》重点领域技术图中,六大领域都明确了传感器的重要意义和战略地位,MEMS产业作为其中具有战略地位的一环,地位凸显。


目前国内外传感器行业差距较大,国内传感器市场仍以外资企业为主,占比达67%。国内有近2000家企事业从事传感器的研制、生产和应用,其中从事MEMS研制生产的有近百家家,但规模和应用领域都较小,工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备是我国传感器应用集中的4大领域。目前我国的传感器进口约占60%,传感器芯片进口占比近80%,物联网使用的MEMS传感器几乎全部依赖进口。研发成果产业化率低于10%,国产化替代空间巨大。总的来看,中国已经成为MEMS的新战场,传统MEMS及传感器供应商包括光传感器、运动传感器等供应商均已转战中国。