壓力傳感器MEMS行業(yè)分析報告

壓力傳感器MEMS行業(yè)分析報告壓力傳感器MEMS行業(yè)分析報告一、定義所謂壓力傳感器，就是一種將壓力轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器，通過其內(nèi)部的傳感機(jī)構(gòu)將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將其輸出到儀表或控制系統(tǒng)中，以便對壓力值進(jìn)行監(jiān)測和控制。壓力傳感器通常由一個感應(yīng)元件、一個檢測電路和一個信號處理電路組成，感應(yīng)元件可以使用壓電材料、晶體材料、壓阻材料和半導(dǎo)體材料等實現(xiàn)。而MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)則是一種集成微電子、光電子、機(jī)械工程和材料科學(xué)等學(xué)科的交叉領(lǐng)域技術(shù)，能夠在微尺度范圍內(nèi)制作各種傳感器和執(zhí)行器件，如壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀等。二、分類特點(diǎn)壓力傳感器按照應(yīng)用場景和測量范圍的不同可以分為多種類型，如絕對壓力傳感器、相對壓力傳感器、差壓傳感器、共壓傳感器、微壓傳感器等。相對壓力傳感器是一種最為常見的壓力傳感器，它是通過和大氣壓力進(jìn)行對比來實現(xiàn)測量的，通常用于測量工業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用等場景下的各種氣體、液體或蒸汽系統(tǒng)中的壓力，如汽車和航空設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)動機(jī)壓力、化工行業(yè)中的管道壓力、水泥生產(chǎn)等其它領(lǐng)域。此外，壓力傳感器MEMS行業(yè)還有以下幾個特點(diǎn)：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)高度精確的壓力測量，測量范圍廣泛，可以滿足不同領(lǐng)域、不同場景下的應(yīng)用需求。（2）尺寸小、重量輕，安裝便利，適應(yīng)性強(qiáng)。（3）功耗低、靈敏度高、響應(yīng)速度快，可在較短時間內(nèi)應(yīng)對異常情況。（4）具備環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠在高溫、低溫、高壓、低壓等環(huán)境下工作，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。三、產(chǎn)業(yè)鏈壓力傳感器MEMS行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈主要包括通用MEMS材料及工藝供應(yīng)商、MEMS晶圓加工廠、MEMS封裝工廠、壓力傳感器企業(yè)，以及應(yīng)用壓力傳感器的各個細(xì)分市場，如汽車、醫(yī)療、環(huán)境檢測、物聯(lián)網(wǎng)等，構(gòu)建了壓力傳感器MEMS產(chǎn)業(yè)鏈的完整生態(tài)系統(tǒng)。其中，通用MEMS材料及工藝供應(yīng)商是整個產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎(chǔ)，主要提供MEMS材料的研發(fā)、制備和加工技術(shù)，以及MEMS芯片加工的技術(shù)支持；MEMS晶圓加工廠負(fù)責(zé)將晶片材料加工成成品，將芯片封裝，以及其他相關(guān)工程；MEMS封裝工廠主要是將MEMS晶片進(jìn)行封裝并加工成按客戶需求量身定制的不同型號、規(guī)格和封裝形式的壓力傳感器芯片；而壓力傳感器企業(yè)則是將封裝好的芯片加工成最終的產(chǎn)品并進(jìn)行營銷銷售。四、發(fā)展歷程壓力傳感器MEMS技術(shù)研發(fā)起步較早，在20世紀(jì)初期就已嶄露頭角，1950年，華盛頓大學(xué)研究員瓊斯首次提出了微壓力傳感器的概念；隨著微電子、材料學(xué)以及傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，MEMS技術(shù)也迎來了快速發(fā)展，其中壓力傳感領(lǐng)域是其中的一個重要分支。1985年，美國斯坦福大學(xué)研究人員發(fā)明了首個基于MEMS技術(shù)的壓力傳感器；1990年，德國卡爾斯魯壓力傳感器研發(fā)中心開展了MEMS壓力傳感器的技術(shù)研究及產(chǎn)品化工作。此后，隨著微電子、計算機(jī)、控制科學(xué)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，壓力傳感器MEMS技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。以汽車、航空、能源等行業(yè)為例，MEMS壓力傳感器成為了這些行業(yè)的關(guān)鍵組成部分之一。五、行業(yè)政策文件及其主要內(nèi)容1、《中國自主創(chuàng)新與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。該規(guī)劃提出，建立和完善新型電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，加強(qiáng)技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和科技服務(wù)體系建設(shè)，營造良好的科研創(chuàng)新環(huán)境，推動壓力傳感器MEMS技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2、《國家科技重大專項“微納傳感器及檢測技術(shù)”》。該專項重點(diǎn)支持微納傳感器及檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用，著力解決大規(guī)模集成、低功耗、高可靠性以及高靈敏度等技術(shù)瓶頸問題，推動壓力傳感器MEMS技術(shù)水平的提升。3、《中國制造2025》。該計劃提出，加強(qiáng)國家在核心領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，擴(kuò)大科技成果應(yīng)用，在智能制造領(lǐng)域推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展，并將MEMS技術(shù)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注對象。六、經(jīng)濟(jì)環(huán)境隨著我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，壓力傳感器MEMS行業(yè)迎來了快速發(fā)展的機(jī)遇。2016年，我國壓力傳感器的總產(chǎn)值達(dá)到了128億元，預(yù)計到2021年，總產(chǎn)值將達(dá)到282億元，年復(fù)合增長率可達(dá)17.00%。此外，我國在汽車、新能源、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居和醫(yī)療等多個領(lǐng)域中對傳感器的需求量逐年增加，這也將進(jìn)一步助推壓力傳感器MEMS技術(shù)的快速發(fā)展。七、社會環(huán)境傳感器技術(shù)不僅是數(shù)字化經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施之一，而且還可以更好地滿足社會和人民群眾對生活品質(zhì)、健康和安全的需求。特別是當(dāng)下，大力推進(jìn)智能制造，提高工業(yè)生產(chǎn)的智能化，也讓傳感技術(shù)成為推動社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。八、技術(shù)環(huán)境壓力傳感器MEMS技術(shù)作為微系統(tǒng)技術(shù)的一項重要發(fā)展方向，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈。在MEMS技術(shù)的支持下，壓力傳感器不僅獲得更高的精度、更小的體積和更快的響應(yīng)速度，還具有較高的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和穩(wěn)定性。同時，壓力傳感器還將面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，如功耗控制、精度提升、尺寸縮小、信噪比提升等方面的技術(shù)創(chuàng)新難題。九、發(fā)展驅(qū)動因素1、工業(yè)智能化的促進(jìn)隨著工業(yè)化與信息化深度融合，智能化制造蓬勃發(fā)展，工業(yè)智能化發(fā)展要求壓力傳感器具有更高的精度、響應(yīng)速度、可靠性、可重復(fù)性、抗干擾性等特點(diǎn)，壓力傳感器MEMS行業(yè)成為工業(yè)智能化實現(xiàn)的重要支柱。2、中國制造2025計劃的推進(jìn)中國制造2025提出，要推進(jìn)中國制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，核心是培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中MEMS技術(shù)則是其中的重點(diǎn)之一。推動MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對于促進(jìn)我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級及產(chǎn)業(yè)升級具有重要的戰(zhàn)略意義。3、互聯(lián)網(wǎng)+和新一代信息技術(shù)的推動互聯(lián)網(wǎng)+和新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，成為驅(qū)動傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要力量。通過物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持，傳感器可以實現(xiàn)更廣泛的接入，而互聯(lián)網(wǎng)思維可以使傳感器解決企業(yè)和個人運(yùn)營的諸多問題，使產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動更加緊密，推動更高效的社會、企業(yè)和個人運(yùn)作。十、行業(yè)現(xiàn)狀當(dāng)前，壓力傳感器MEMS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，已經(jīng)成為實現(xiàn)各種工業(yè)智能化的關(guān)鍵組成部分之一，同時，在智能家居、醫(yī)療健康、汽車、新能源、環(huán)保、消費(fèi)電子等領(lǐng)域中也有著廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展前景十分廣泛。而在國內(nèi)，壓力傳感器MEMS技術(shù)和制造水平相對欠發(fā)達(dá)，處于趕超階段，市場規(guī)模偏小，與歐美等國際先進(jìn)水平仍有一定差距。此外，行業(yè)內(nèi)存在以下幾個痛點(diǎn)：1、技術(shù)創(chuàng)新不夠，產(chǎn)品精度和可靠性需要提升；2、產(chǎn)品同質(zhì)化競爭現(xiàn)象普遍且嚴(yán)重，市場秩序需要進(jìn)一步規(guī)范；3、行業(yè)內(nèi)企業(yè)間競爭激烈，低價競爭占比較大。十一、行業(yè)痛點(diǎn)與建議針對以上痛點(diǎn)，有以下幾點(diǎn)建議：1、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)力度，推動產(chǎn)品性能和質(zhì)量的提升；2、加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，規(guī)范市場秩序，提高產(chǎn)品的品質(zhì)和信譽(yù)；3、推動行業(yè)內(nèi)的企業(yè)合作，共同研發(fā)新技術(shù)、新材料，提高行業(yè)內(nèi)企業(yè)間的技術(shù)水平和競爭優(yōu)勢。十二、行業(yè)發(fā)展趨勢前景當(dāng)前，壓力傳感器MEMS技術(shù)發(fā)展趨勢主要包括：1、技術(shù)創(chuàng)新的推進(jìn)，壓力傳感器MEMS技術(shù)將更加注重其功能的獨(dú)特性、專業(yè)性、智能化和產(chǎn)品的綠色環(huán)?；?、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，壓力傳感器MEMS技術(shù)將更多地導(dǎo)入智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、環(huán)保、新能源等多個領(lǐng)域；3、市場需求的不斷增加，壓力傳感器MEMS技術(shù)市場能夠維持穩(wěn)定增長，并更加健康有序地發(fā)展。十三、競爭格局目前，國內(nèi)壓力傳感器技術(shù)和制造水平相對欠發(fā)達(dá)，加上國際品牌對國內(nèi)壓力傳感器市場的影響，國內(nèi)市場前幾名的企業(yè)均為外國品牌，如英飛凌、安森美半等。而隨著國內(nèi)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新力度，未來具備一定競爭優(yōu)勢的國內(nèi)企業(yè)將獲得更廣泛的市場和發(fā)展空間。十四、代表企業(yè)我國壓力傳感器MEMS行業(yè)中，重要的代表企業(yè)主要有安森美半（Analog-Renesas）、英飛凌（Infineon）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、STMicrisystems（STM）、愛普生等企業(yè)。隨著市場需求的高速增長，國內(nèi)企業(yè)壓電產(chǎn)業(yè)崛起，深圳市瑞泰微科技、浙江國威微電子等科技企業(yè)勢頭正在沖破。十五、產(chǎn)業(yè)鏈描述壓力傳感器MEMS行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈可以分為四個環(huán)節(jié)：上游產(chǎn)業(yè)鏈、中游產(chǎn)業(yè)鏈、下游產(chǎn)業(yè)鏈及其細(xì)分市場。（1）上游產(chǎn)業(yè)鏈：通用MEMS材料及工藝供應(yīng)商，主要提供MEMS材料的研發(fā)、制備和加工技術(shù)，以及MEMS晶片加工的技術(shù)支持。（2）中游產(chǎn)業(yè)鏈：MEMS晶圓加工廠、MEMS封裝工廠、壓力傳感器企業(yè)，