2020MEMS传感器行业市场发展趋势分析,5G+工业互联网架构全面升级产业链机会庞
1、数据收集:MEMS传感器持续升级,市场规模稳增长
工业互联网的感知层包括传感器以及RFID等感知装臵。传统的感知装臵包括各类传感器、摄像头、RFID等等,发展较成熟。伴随着物联网产业的快速发展,对新型传感器、芯片的需求逐渐增大,因此对其尺寸和功耗提出了更高的要求。高性能、低功耗和高集成度的MCU(MicroControlUnit,微控制单元)和MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem,微机电系统)成为感知层发展最重要的两项技术。其中,传感器是数据的检测和收集装臵,是智能制造的关键部件。在智能监测中,将有助于工业生产过程工艺的优化,同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。
中国MEMS传感器市场的起步和发展与中国3C产品(包括计算机、通信和消费类电子产品)及汽车电子产品保持快速增长、全球电子整机产业向中国转移密切相关。近年来,随着消费电子、汽车电子产品等下游行业的快速发展,我国MEMS传感器市场需求旺盛,历年持续保持快速增长。
根据CCID的统计数据,2018年,我国MEMS传感器市场规模达到504.3亿元,成为全球MEMS市场发展最快的地区。由于近年来硬件创新市场逐渐转移国内,中国市场对于MEMS器件的需求增速远高于全球MEMS市场增速。
具体从我国MEMS传感器的应用结构上来看,2018年,我国MEMS市场的最大应用领域仍是消费电子,市场份额达到26.87%。随着无人驾驶和新能源汽车的发展,汽车电子领域MEMS快速增长,2018年市场份额达到18.08%,位居第二。在5G通信和物联网的带动下,MEMS陀螺仪、MEMS加速度等产品用量得到快速提高,因此网络通信成为中国MEMS市场增长最快的应用领域,市场份额达到5.86%。
2、MEMS(微机电系统):MEMS传感器是一种微型化高集成度的传感器
MCU(微控制单元):物联网时代联网终端数量大幅增加,不同终端对感知芯片的计算、处理和传输能力提出了不同的要求。随着高性能终端需求的不断增加,MCU从原来的8位/16位向32位迈进,但由于成本以及性能需要等问题,8位MCU在物联网众多领域仍应用广泛。
图表:国内工业互联网感知层的主要参与者
资料来源:公开资料整理
图表:感知层关键技术简介
资料来源:公开资料整理
与传统传感器相比更适应物联网变化多样的应用场景。MEMS传感器利用半导体制造技术和微加工技术将微结构、微传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上。MEMS是一个独立的智能系统,具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备,同时还具备自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力。
图表:MEMS传感器与传统传感器比较
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3、在工业互联网领域MEMS传感器趋向微型化材料多样化无源化方向发展
与传统传感器相比,MEMS具有体积小、集成度高、智能化、低成本、功耗低、可大规模生产等优点,MEMS内部一般在微米甚至纳米级别,使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。MEMS传感器已成为物联网时代驱动变革最重要的力量之一。目前MEMS传感器已经在军事、消费电子、汽车电子、航空航天、医疗设备等众多行业与领域。传感器是整个工业互联网中需求量最大和最为基础的环节之一,相当于大树的枝叶。图:MEMS的主要分类,可分为温度传感器、声学传感器、光学传感器、压力传感器等
工业互联网的进一步推进,拉动了对基于传感器网络技术的工业过程监测系统解决方案的市场需求,进一步推动预计MEMS传感器的出货量增长,据MarketsandMarkets预测,到2022年物联网传感器市场将达384.1亿美元,2016年至2022年之间的复合年增长率为42.08%。在我国工业互联网快速普及的背景下,传感器产业有望取得进一步突破,具备垂直产业链一体化的生产能力的企业以及各类应用行业传感器龙头公司有望脱颖而出。
市场格局方面,2017年全球前十名MEMS厂商占有60%以上的市场份额,包括博世、意法半导体、惠普、德州仪器、应美盛、安华高、Qorvo、楼氏电子、佳能和松下。博世因为其在汽车电子和消费电子的双重布局,牢牢占据着第一的位臵。
图表:国内部分智能传感器厂商
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中国MEMS产业相对起步较晚,企业规模较国外略逊一筹;此外在MEMS产业链中,国内封装环节发展相对较为成熟,更为核心的芯片设计环节实力相对较弱。
目前我国MEMS产业链已经初步形成,但其各环节均由不同的公司完成,具备垂直一体化生产能力的仅有士兰微、苏州固锝等少数企业。近年来,国内厂商正在努力追赶国外企业,利用智能传感器的产业变革契机积极布局MEMS产业链,不断提升设计、制造及封装测试环节的竞争力,在声学等领域已经建立了全球化的竞争力并不断向其他领域进行扩展与延伸,打下良好的基础。