半导体行业观察 4小时前
MEMS,中国势不可挡
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根据市场研究机构 Yole Group 最新发布的报告,2024 年大中华区 MEMS(微机电系统)产业全球营收达到 17 亿美元,同比增长 8.4%,出货量约 54 亿颗。在 "AI+IoT+ 汽车电子 " 三重浪潮叠加下,Yole 预计 2024-2030 年 MEMS 市场的营收复合年增长率将达到 3.6%,到 2030 年,销量将达到 66 亿件,营收将达到 20 亿美元!中国厂商,也在这一轮技术与市场共振中,迎来了真正的 " 窗口期 "。

MEMS 新风口:中国厂商从耳机杀到汽车

在全球 MEMS 市场中,消费电子依然是最大单一应用板块。尤其是在 TWS 耳机、智能手表、AR 眼镜等可穿戴设备中,惯性传感器、麦克风与压力传感器的需求持续旺盛。Yole 指出,大中华区企业已成为这一市场的核心驱动力:士兰微、瑞声科技(AAC)、歌尔微(Goermicro)、明皜传感(MiraMEMS)及敏芯股份(MEMSensing)等中国厂商,凭借在性能、可靠性与成本平衡方面的优势,占据了主流可穿戴设备供应链的重要位置。

2024 年,歌尔微实现营业收入 45 亿余元,按销售额计,其是全球第五大、中国第一大智能传感交互解决方案提供商。

2025 年上半年,士兰微的 MEMS 传感器产品的营业收入较去年同期增加 10%,目前,国内大多数手机品牌厂商已在大批量使用公司加速度传感器,公司加速度传感器的国内市场占有率保持在 20%-30%。公司六轴惯性传感器(IMU)已接获多家国内智能手机厂商批量订单,上半年该传感器出货量增加了 2 倍以上。

2025 年上半年,瑞声科技传感器及半导体业务收入为人民币 6.08 亿元,同比增长 56.2%,主要受益于集团的高信噪比麦克风大规模向海外客户出货。

2025 年上半年度敏芯股份的营业收入创历史同期新高,达到 3 亿元,同比增加 47.82%。

MEMS 声学传感器作为 AI 语音交互技术中声音信号的第一输入口,将迎来技术指标的大幅升级,更好的信噪比将是关键的规格升级要求,这将给声学传感器带来新一轮的市场机会。国内的厂商正在进行结构性跃迁,例如敏芯股份布局了应用于 AI 眼镜的骨传导声学传感器。

同时,MEMS 微型扬声器正成为新兴突破口。其小尺寸、防尘防潮、SMD 兼容的特性,使其在耳机与可穿戴设备中极具潜力。虽然目前国际主要玩家仍集中在欧洲与日本,但多家中国企业已投入研发并建立小批量样品线,预计将在未来两年迎来商用化拐点。

更值得关注的是,不少原先主要服务于消费电子的中国 MEMS 厂商,正在向汽车与工业等高价值领域拓展。例如,士兰微电子正在研发更高精度的惯性传感器产品,并计划于 2025 年推出多款车用 MEMS 传感器产品:包括辅助驾驶系统的高精度惯性传感器、安全气囊的碰撞传感器、发动机震动监控传感器等。再比如,明皜传感在完成 2022 年 D 轮融资后,也已进军汽车领域;敏芯微控股子公司中宏微宇的 IMU 产品已实现客户突破,营业收入显著提升,该公司正着手研发未来可用于车载、机器人、农机等不同应用领域的 IMU 产品。

与消费类应用不同,汽车与工业市场强调高可靠性与长期稳定性。在汽车领域,安全相关应用(如 TPMS 胎压监测、气囊触发加速度计等)仍由 Bosch、NXP、STMicroelectronics 等欧美厂商主导。但局势正在变化。随着智能座舱普及,语音控制、车内降噪与驾驶员监测系统对 MEMS 麦克风需求暴增——这正是中国厂商的传统强项。同时,新能源汽车的电池包安全监控、震动监测和姿态检测等新兴应用,也为惯性传感器打开了增量空间。

在工业领域,设备健康监测成为 MEMS 加速度计和麦克风的重要应用。通过分析振动或声学信号,可以在 AI 算法支持下实现设备故障预测和能耗优化。Yole 认为,这些中等精度、长寿命、低功耗需求的场景,恰好与中国企业在成本与制造灵活性上的优势匹配。

此外,医疗市场将成为 MEMS 增长最快的板块之一。尤其是在美国和中国放开 OTC(非处方)助听器市场背景下,MEMS 麦克风、微型扬声器、运动传感器迎来了新蓝海。与此同时,红外热电堆传感器(Thermopile)需求在疫情后延续增长,从体温计扩展至智能穿戴与健康监测设备。疫情期间,中国厂商通过快速供货积累了大规模生产及质量控制经验,如今正向更高端医疗场景延伸。

通信与 AI 基础设施同样带动了 MEMS 新需求。随着数据流量与 AI 训练规模暴涨,光通信系统中的 MEMS 光开关与微镜用于高速信号切换,市场前景广阔。在这一领域,部分中国厂商已切入数据中心光通信供应链。此外,MEMS 在微型散热与冷却系统中的潜力也被看好,其超薄结构可显著改善 AI 服务器散热瓶颈。

MEMS 器件逐渐成熟

从器件上来看,MEMS 器件种类丰富,包括惯性类、声学类、环境类、光学类、医疗类、执行与能量类,其应用正从消费电子向汽车、工业、医疗与 AI 基础设施全面延展。目前,中国 MEMS 厂商在多个细分器件上已达到新的成熟阶段。

在 MEMS 声学器件领域,中国的 MEMS 麦克风产业几乎实现全链条国产化,形成从晶圆到封装的完整生态。中国厂商在声学性能、信噪比与功耗控制上已接近国际一线水准。

在惯性传感器方面,国内虽然在陀螺仪与 IMU(惯性测量单元)领域仍落后于欧洲厂商,但近年来中国厂商在温漂控制、集成算法和测试标定方面进步明显。据 Yole 预测,随着车规级产品验证加速,国产 IMU 将在 3-5 年内完成性能代际跃升。

光学与微镜方面,Lidar 曾被认为是 MEMS 微镜的最大机会,但由于抗振性不足,部分方案被淘汰。虽然 Lidar 的短暂热潮让 MEMS 微镜技术受挫,但数据中心光通信成为新舞台。中国厂商正通过 " 硅光子 +MEMS" 技术路线切入光开关与波导调制器市场,目标是在高速通信与 AI 互联中建立新的竞争优势。2023 年 9 月,9 月,拜安科技 6 英寸 MEMS 光学传感器芯片产线正式投产,日产能在 1000 颗至 2000 颗。据悉,其 MEMS 光学压力传感器测量绝压精度可达 0.01%,技术指标已达国际先进水平。

智能 MEMS 是未来十年的新高地。包括博世、ST、TDK 等在内的国际厂商已推出带嵌入式 AI 的智能传感器,可在端侧完成数据分析与特征提取。目前中国厂商的重心仍在可靠性和良率,但智能化集成已成为下一阶段战略重点。随着 RISC-V 微控制器与边缘 AI 芯片的普及," 智能 MEMS" 有望在车载、工业和医疗场景中率先落地。

展望未来,掌握核心技术的中国 MEMS 企业将迎来前所未有的发展机遇。中国不仅是全球消费电子、汽车与工业制造的核心聚集地,更是下游需求最活跃的市场。这一产业结构为本土 MEMS 芯片厂商提供了得天独厚的 " 近场优势 " ——他们可以更快响应客户需求,与系统厂商、终端品牌建立更紧密的协同关系,从而形成持续迭代的产业共振。

中国 MEMS 崛起背后的原因:制造的觉醒

中国 MEMS 产业能取得如今的地位和竞争优势,离不开制造这一环的支持。MEMS 本质上是一种微制造技术,芯片结构设计与工艺实现之间密不可分,二者同时构成 MEMS 企业的核心竞争壁垒。经历汽车电子、消费电子、物联网三次发展浪潮,MEMS 芯片制造行业已形成较为稳定的市场竞争格局,瑞典 Silex、TELEDYNE、台积电、X-FAB 长期保持在全球 MEMS 代工第一梯队。

但是中国在代工领域也在快速发展。Yole 数据显示,2024 年大中华区 MEMS 代工营收同比增长 14.3%,制造端已成为产业增长的新引擎。目前,国内 MEMS 代工产线布局初具规模,形成了以芯联集成、赛微电子、华润微、广州增芯、士兰微、华鑫微纳、积塔半导体(合并上海先进)为代表的核心阵列。

赛微电子作为国内老牌的纯 MEMS 代工厂,已积累了超过 20 年的行业经验。其全资子公司瑞典 Silex,曾在 2019-2024 年全球 MEMS 纯代工厂商排名中位居第一。然而,由于地缘政治风险,赛微已出售瑞典 Silex 的控制权,目前持股 45.24%,已于 2025 年 7 月完成交割。转让控制权后,赛微将专注于发展并深化北京产线。赛莱克斯北京作为国内领先的纯 MEMS 代工企业,已实现 1.5 万片 / 月的产能,并计划分阶段扩充产能,预计在未来几年将提升至 3 万片 / 月,继续在纯 MEMS 代工领域保持竞争力。

赛微电子 MEMS 产线的基本情况(来源:赛微电子财报)

目前,芯联集成是国内规模最大、技术最先进的 MEMS 晶圆代工厂。根据 Chip Insights 数据,芯联集成已跻身全球 MEMS 代工 " 第一梯队 ",并位列全球专属晶圆代工榜单前十,居中国大陆第四。自 2018 年成立以来,芯联集成不仅专注于 MEMS 代工,还涵盖功率器件、BCD 工艺、MCU 等四大技术方向。在消费电子领域,芯联集成新一代高性能 MEMS 麦克风研发平台已经完成,填补了国内技术空白,并已进入产品送样阶段。此外,芯联还在积极扩展 MEMS 代工在车载领域的应用,包括 ADAS 智能驾驶的惯性导航、激光雷达 VCSEL、微镜芯片、压力传感器及智能座舱语音识别麦克风芯片等。

华润微是国内较早开展且在行业内保持领先的 MEMS 晶圆代工企业。早在 2021 年,其旗下无锡华润上华便将 6 英寸 MEMS 产线升级为 8 英寸,并成为歌尔在国内合作的首家代工厂。目前华润微已经在 MEMS 智能传感器领域实现了多项技术突破。例如,首次采用异构集成技术制造 MEMS 高端三层结构硅麦麦克风传感器,这在 MEMS 智能传感器领域属于国际首创,性能对标国际领先水平,信噪比达到 70dB,关键工艺优化完成,良率大幅提升,初步具备风险量产条件。同时,公司开发的 CMOS-MEMS 喷墨打印头芯片工艺平台项目完成单芯片集成红外阵列、喷墨芯片工艺研发,目前已有 4 颗产品通过客户验证并开始风险量产。该平台是国内首个具备规模制造能力的全流程喷墨打印头工艺平台,项目的实施可填补公司在该领域的技术空白。

安徽华鑫微纳成立于 2022 年 3 月 10 日,主要从事 MEMS 晶圆制造,公司定位为国内领先的 8 英寸 MEMS 晶圆代工企业以及国内领先的 " 开放式、定制化 MEMS 代工平台基地。投资 50.6 亿元,规划 2025 年建成 1 万片 / 月、2027 年建成 3 万片 / 月的 8 英寸 MEMS 晶圆制造能力。

为了实现规模经济并满足日益增长的 MEMS 器件市场需求,MEMS 制造商已开始从 8 英寸晶圆生产线过渡到 12 英寸晶圆生产线,更大的晶圆尺寸能够很大程度上降低成本、提高产量,并且晶圆尺寸的扩大与芯片特征尺寸的缩小是相应促进和互相推动的。

广州增芯 12 英寸晶圆制造产线项目已于 2024 年 6 月在广州增城投产启动,该项目建设有国内首条、全球第二条的 12 英寸 MEMS 智能传感器晶圆制造产线。第一座晶圆厂(FAB1):分两期建设,一期产能 2 万片 / 月,总投资 70 亿元;二期产能 4 万片 / 月,总投资 100 亿元。第二座晶圆厂(FAB2):为第三期,产能 6 万片 / 月,总投资 200 亿元。一期工艺技术采用 MEMS 力学传感器和 130-55 纳米成熟制程,项目一期产能预计于 2025 年底达到 2 万片 / 月。

赛微电子也在财报中透露正筹划在自有半导体产业园区内新建 12 英寸 MEMS 产线。

此外,国内的上海工研院(SITRI)和苏州工业园区纳米产业技术研究院(MEMS RIGHT)等科研院所,也为中国 MEMS 产业提供了关键的制造支撑与创新基础。

其中,上海工研院(SITRI)成立于 2013 年,由上海市科委、嘉定区政府和新微集团共建,依托 " 科研—转化—产业化 " 一体化体系,打造了集研发、孵化与人才培养于一体的公共平台。SITRI 的 8 英寸 MEMS 平台具备从研发到中试的完整能力,兼容 CMOS 与 MEMS 特殊工艺,可实现温度、红外、惯性、压力、声学等多类传感器的工艺开发与小批量量产。目前已形成 14 套标准化 PDK 工艺模块,为中国 MEMS 产业提供了关键的制造支撑与创新基础。

苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 ( 苏州 MEMS 中试量产服务平台 ) ,是国内领先的商业化 6 英寸全流程 MEMS 研发、中试和批量化生产基地,平台现有 3000 平方米高标准洁净厂房,总计超过 200 台 MEMS 专用设备。主要开展包括硅基 MEMS 以及铌酸锂等产品工艺研发、加工制造、中试量产等多项专业服务。自 2014 年 8 月产品通线以来,导入客户一百余家,累计支撑客户完成 400 余颗项目开发,涉及硅麦克风、微镜、滤波器、光通信器件、PZT 压电产品、喷墨打印头、压力传感器、生物芯片、温度传感器、气体传感器、流量传感器、温度传感器等项目,实现单月产出 5000 片晶圆等一系列辉煌成绩。公司营收逐年增长,已成为国内 MEMS 代工的中坚力量。

过去十年,中国厂商受制于资金与产能,普遍采用 Fabless 模式,制造环节依赖代工厂,因此产业化周期较长。随着中国本土晶圆制造与封装测试生态的日趋完善,领先的 MEMS 厂商正加大在制造端的投资,从设备工艺到封装优化逐步实现 " 设计 - 制造 - 封测 " 一体化。典型代表包括睿创微纳(Raytron)、士兰微、奥松半导体等,它们正自建晶圆线以强化供应链独立性与成本控制能力。例如:

睿创微纳与代工厂共建的 8 英寸 MEMS 生产线已经量产;

今年 9 月 9 日,奥松半导体 8 英寸 MEMS 特色芯片 IDM 产业基地项目通线投产,总投资高达 35 亿元;

士兰微在今年第三季度财报上表示,将 8 英寸 MEMS 产线产能从 3000 片 / 月扩充至 6000 片 / 月。

制造端的崛起,不仅让中国 MEMS 企业具备了更强的技术自研与工艺掌控力,也意味着从 " 补短板 " 迈向 " 建优势 "。在这种良好的发展态势下,中国 MEMS 产业在全球 MEMS 竞争格局中,将会赢得更高的议价权与技术话语权。

结语

综合来看,当前中国 MEMS 产业正站在 " 追赶与超越 " 的临界点。过去十年,中国厂商在消费类应用中已经建立起全球话语权;未来十年,决定格局的关键将是能否在高性能、智能化与系统集成上实现突破。

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