在電子電氣設備中，感測器用於獲取外界原始的物理訊號，包括聲音、影像、溫度、濕度、壓力和光訊號等，並將這些物理訊號轉換為電訊號，通常形式為電壓/電流。傳統的物理、化學感測器僅獲取外部訊號，不具備計算和處理能力。隨著製造製程技術、尺寸和成本要求的提高，基於微機電系統（MEMS）製程的MEMS感測器變得越來越受歡迎。

在感測器的廣泛應用中，智慧型手機值得特別關注。無論是CMOS影像感測器（CIS）還是觸控/指紋辨識晶片廠商都獲得了巨大的發展機會。其中，國內代表性廠商有豪威科技、格科威、匯鼎科技等。此外，一些基於科學研究和學術成果的智慧感測器新創公司也值得關注。他們在光達、光電子學和人體感測方面的技術突破也贏得了風險投資的青睞。

MEMS感測器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的縮寫，是依照功能要求將微電路和微機械整合在一塊晶片上的系統。 MEMS以光刻、腐蝕等傳統半導體技術為基礎，與超精密機械加工相結合，結合機械、化學、光學等學科的知識和技術基礎，使毫米級或微米級的MEMS具有精密完整的結構。 、化學、光學等特徵結構。 MEMS元件主要可分為MEMS感測器和MEMS執行器，其中感測器是用於檢測和檢測物理、化學、生物等現象和訊號的裝置，而致動器則用於實現機械運動、力和扭矩等行為。

圖1：MEMS感測器的工作原理

MEMS感測器是利用微電子和微機械技術製造的微型感測器。它轉換輸入訊號並透過微感測器元件和傳輸單元導出另一個可監控訊號。與傳統製程製造的感測器相比，具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適合大量生產、易於整合和實現智慧化等特性。一般來說，單一MEMS感測器的尺寸以毫米甚至微米為單位進行測量。同時，小型化的機械部件具有慣量小、諧振頻率高、響應時間短等優點。

圖2：2019年中國MEMS市場結構（依應用）

根據Yole的統計和預測，2019年全球MEMS市場規模為11.5億美元。 2020年，受全球新冠疫情影響，市場成長將放緩。從2021年開始，市場將恢復成長。預計到17.7年該市場將達到近2025億美元，7.4年至2019年複合年增長率為2025%。

從產品結構來看，排名前五名的MEMS感測器細分領域為射頻、壓力、麥克風、加速度計和陀螺儀，佔近65%。根據Yole預測，1年市場規模超過2024億美元的MEMS感測器細分市場包括射頻、慣性組合、超音波指紋、壓力、麥克風和噴墨列印等。

從應用終端來看，在物聯網和手機5G換機的推動下，全球消費MEMS市場預計將從6.87年的2019億美元成長至11.14年的2025億美元；受智慧汽車滲透率提升的推動，汽車MEMS市場規模預計將從2.18年的2019億美元成長至2.6年的2025億美元，期間複合年增長率為3%。此外，工業、醫療、通訊、國防、航太領域的市場需求也不斷增加。

過去五年，中國一直是MEMS成長最快的市場。根據賽迪智庫統計，2019年中國市場規模約60億元，約佔全球市場的54%；國內市場成長持續快於全球，預計100年中國MEMS市場規模將突破2022億元。

圖3：中國是過去五年成長最快的MEMS市場

2019年，中國MEMS市場前十大廠商分別為博通、博世、義法半導體、德州儀器、QORVO、惠普、樓氏電子、恩智浦、歌爾和TDK，其中美國企業佔54%。中國企業歌爾擠入前十，瑞聲科技排名第22。目前，國內MEMS感測器廠商整體規模還不大。除歌爾、瑞聲年營收超過100億美元外，美新、美泰科技、新奧微電子等本土MEMS感測器廠商年營收均在60萬美元以下，整體規模較小。

我國國內供應能力不足，特別是高端產品幾乎全部靠進口供應，80%的晶片依賴國外；剩下的份額僅集中在少數上市公司手中，如歌爾、水晶光電、漢威電子、士蘭微、金龍機電等五家公司佔據了國內MEMS市場40%以上的份額；國內MEMS企業70%是中小企業，產品主要集中在中低階產品。整體而言，我國MEMS感測器企業的現況是低階產品競爭激烈，但高階產品競爭沒有競爭力。

由於MEMS產業是新時代科技發展的基礎，且政策支持有力，我國MEMS產業投融資案例無論是數量或金額都在逐年增加。從金額來看，2019年的投資金額約為2018年的兩倍。

從細分領域來看，MEMS+AI、射頻MEMS、光電MEMS、生物MEMS這四個領域投資案例數和金額最多。投資數量和金額的大幅增加表明資本市場對MEMS行業的關注度越來越高。從地域分佈來看，北京、廣東、上海、浙江、江蘇投資案例數都名列前幾名。

國內感測器晶片廠商基本統計

Aspencore《電子工程相簿》分析師團隊對中國本土感測器晶片廠商進行了第一手研究和網路整理，從眾多企業中篩選出40家企業，包括核心技術、代表性產品、應用解決方案和目標市場。維度進行了分析。

這是中國無晶圓廠系列研究分析報告的一部分。有興趣的朋友可以查看其他類型的研究報告，或直接與我們聯繫。已發表的研究報告包括：

1.中國IC設計產業30家上市公司綜合實力排名統計 6.國內20家類比/混合訊號晶片廠商研究報告 7.國內30家數位晶片（CPU/FPGA/儲存）廠商研究報告

在即將召開的中國IC領袖高峰會上，我們將從每個類別中選出前10名，形成中國Fabless 100名單。在這40家感測器晶片廠商中，有13家新創公司入選《中國IC設計新創公司50家調查統計編制》，包括：七普微半導體、瑞思智芯、海納微、百微神科技、鈦金科技、中科聚變、洛微科技、一建科技、斯電微、聚芯微電子、通用微科技（GMEMS）、鈦金科技、中科銀河芯。因此，本報告僅對其餘27家公司進行統計分析。

表1：國內40家感測器晶片廠商基本資料列表

40家感測器晶片廠商中，影像感測器（CIS）企業有3家； 7家觸控/指紋辨識/觸覺感應公司； 2家RF MEMS公司； 19家MEMS感測器企業； 4家光學/光達公司；以及其他智慧感測器公司。

從地域分佈來看，除了北京、深圳、上海外，蘇州、無錫也有不少MEMS感測器廠商。蘇州工業園區已成為我國奈米產業和人才最集中的地區，躋身全球八大奈米產業群聚之列。中國半導體產業協會MEMS分會也在蘇州舉辦“中國MEMS製造大會”，匯聚全球MEMS製造產業資源，加強MEMS設計、研發、加工製造、封裝測試等全產業鏈聯動，以MEMS製造為主線帶動產業資源。垂直整合加速突破我國MEMS製造領域發展瓶頸。

此外，本次報告納入的感測器廠商大多為中小企業，其中7家已上市或正在科創板申請。在MEMS廠商中，我們不包括專注於加工製造的公司，如歌爾、瑞聲、水晶光電、漢威電子、士蘭微電子、金龍機電等。

國內27家感測器晶片廠商詳情

以下我們將從核心技術、主要產品、目標市場和競爭優勢等方面一一展示這27家企業。

豪威集團

核心技術：CMOS影像感測器技術、Pure Cel和Pure Cel Plus技術、高動態範圍（HDR）技術、Camera Cube Chip技術

主要產品：CMOS影像感測器、微影像模組封裝（CameraCubeChip）、矽基液晶投影顯示器（LCOS）、動態視覺感測器以及特定應用的ASIC晶片。

應用：智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、網路攝影機、安全監控設備、數位相機、汽車和醫療影像應用。

目標市場：手機、汽車、安防、醫療等領域。

匯頂科技

核心技術：螢幕下光學指紋辨識技術（IN-DISPLAY FINGERPRINT SENSOR）、螢幕觸控技術、智慧型觸控、人體心率感測器技術

主要產品：指紋辨識產品、人機互動產品、心率感測器、音訊解碼及擴大機、BLE藍牙晶片、智慧觸覺驅動器

應用方案：活體指紋辨識方案、IFS指紋辨識與觸控一體化方案、覆蓋式指紋辨識方案、塗層指紋辨識方案、入耳式偵測方案、語音音訊方案

目標市場：智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、Home Touch、汽車等。

兆易創新

核心技術：多點觸控晶片技術、按壓式指紋辨識感測器、屏下光學指紋辨識技術、超音波辨識技術

主要產品：生物辨識感測器SoC晶片；電容式、超音波式、光學式指紋辨識晶片；嵌入式生物辨識感測器；自容互容觸控螢幕控制晶片

應用方案：屏下光學指紋辨識方案、超音波方案

目標市場：智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、智慧家庭等。

西方半人馬

核心技術：MEMS智慧感測器晶片生產線與MEMS元件加工平台

主要產品：MEMS、ASIC及微流控醫療晶片；壓力晶片系列、紅外線熱電堆晶片、電荷放大器晶片、雷射二極體晶片；加速度感測器、壓力感測器、潤滑油感測器

應用方案：機械故障診斷系統、智慧風電系統、智慧電力系統等。

目標市場：民用航空、能源、醫療、運輸和工業設備的控制和監控。

民信委

核心技術：MEMS/ASIC晶片、MEMS壓力感測

主要產品：MEMS矽麥克風、壓力感測器和加速度計

目標市場：穿戴式裝置、手機/平板電腦、汽車電子、藍牙耳機等。

奈米核心微

核心技術：MEMS、高壓隔離、混合訊號鏈處理和感測器校準

主要產品：溫度感測器、智慧壓力感測器、感測器訊號調理晶片、電源驅動器及介面晶片

應用解決方案：汽車應用的感測器訊號調理解決方案；適用於工業應用的感測器訊號調理解決方案；白色家電的感測器訊號調節解決方案；適用於消費性電子產品的 MEMS 感測器解決方案

目標市場：消費性電子、智慧家庭、工業控制、汽車電子等。

格科威

核心技術：基於焊料COB的高性能第三代CIS封裝技術

主要產品：CMOS影像感測器、DDI顯示晶片

應用方案：智慧型手機主相機、前置鏡頭、多鏡頭副鏡頭；行動顯示器驅動、穿戴式裝置顯示驅動、工控顯示驅動；行車記錄器、車載攝影機、360度環景、倒車後視及駕駛疲勞偵測等汽車應用解決方案；適用於筆記本/USC/智慧螢幕電視的攝影機解決方案。

目標市場：手機、智慧穿戴、行動支付、平板電腦、筆記型電腦、攝影機及汽車電子等產品領域。

智匯

核心技術：夜視全彩技術、SFCPixel專利技術、Stack BSI全局曝光技術、聚焦視訊影像HDR技術、QCell TM + LFS技術、AI Sensor技術、Smart AECTM技術、近紅外線增強

主要產品：AI系列、AT系列、GS系列、IoT系列、CS系列影像感測器

應用方案：安防監控應用領域視覺成像、機器視覺應用方案、智慧交通系統應用、駕駛員狀態監控DMS應用方案、高幀率CMOS影像感測器+3D識別

目標市場：安防監控、車載成像、機器視覺和消費性電子；人工智慧、行動影像、車載電子等新興應用領域

北部微系統公司

核心技術：薄膜體聲波諧振器（FBAR）技術、使用矽基板的微機電系統（MEMS）製造技術

主要產品：FBAR射頻濾波器、射頻前端MEMS濾波器晶片

應用解決方案：無線射頻濾波器、雙工器和多工器解決方案、BAW 射頻解決方案

目標市場：無線通訊、行動終端和基地台。

希美威奈米

核心技術：射頻MEMS開關與基於射頻MEMS的濾波器、智慧天線、移相器的分層整合設計技術

主要產品：RF MEMS開關、移相器、衰減器

目標市場：無線通訊。

申迪半導體

核心技術：六軸慣性測量單元（IMU）、MEMS陀螺儀

主要產品：六軸慣性測量單元（IMU）系列產品

目標市場：智慧型手機、智慧家庭等物聯網應用。

水木志新

核心技術：MEMS陀螺儀與加速度計

主要產品：MEMS陀螺儀、MEMS加速度計

目標市場：消費性電子市場。

明豪感測

核心技術：3D CMOS-MEMS製程技術，

主要產品：加速度感應器、智慧計步晶片、矽麥克風、陀螺儀、壓力感應器、磁性感應器

應用解決方案：手持設備應用解決方案、運動感測、智慧家庭、汽車電子、工業自動化、智慧醫療

目標市場：消費性電子、汽車電子、工業自動化和航空等領域。

愛芯微

核心技術：智慧指紋感應器、人臉辨識、靜脈辨識

主要產品：指紋感應器晶片、驅動晶片

應用方案：人臉辨識、靜脈辨識等方案

目標市場：智慧門鎖等物聯網市場。

邁瑞

核心技術：第四代指紋感應器技術

主要產品：指紋感應器晶片、資安晶片

應用方案：智慧門鎖

目標市場：證券市場

格納韋爾

核心技術：微慣導室內定位技術、微慣導系統及多感測器融合

主要產品：高精度MEMS-IMU、微慣導人員定位模組

應用方案：消防/緊急搜救定位系統、「微慣性導航+UWB」機器人/AGV定位系統、車間/廠房人員及設備精準定位系統、建築工地/港口/電力人員定位系統、雷射SLAM機器人定位及導航系統

目標市場：消防、無人機、自動駕駛、室內定位等。

芯微電子

核心技術：MEMS封裝技術

主要產品：矽基麥克風、MEMS壓力感測器、MEMS加速度計、MEMS光開關、MEMS空氣閥、MEMS微流控晶片、MEMS麥克風、MEMS陀螺儀等MEMS裝置。

應用方案：手機、電腦、電子書、媒體播放器

目標市場：消費性電子、醫療、工業控制和汽車電子等領域。

美新

核心技術：單晶片電容式加速度計技術、AMR感測器技術

主要產品：熱式加速度計、AMR地磁感測器、電容式加速度計、微功率霍爾開關等產品。

應用：智慧型手機、筆記型電腦/平板電腦、智慧手錶/手環、汽車、摩托車、無人機、TWS耳機、電動工具/玩具、智慧門鎖。

目標市場：汽車、工業、穿戴式裝置、智慧家庭和消費性電子產品。

美泰科技

核心技術：6吋MEMS製程線

主要產品：MEMS慣性元件及系統、MEMS感測器、汽車感測器、壓力感測器、射頻（RF）MEMS裝置等。

目標市場：航空航太、高鐵、汽車、自動駕駛、通訊、地震監測、物聯網、智慧城市、智慧家電等。

華晶感

核心技術：高效率壓電薄膜與先進矽半導體微機電系統（MEMS）微加工技術

主要產品：矽麥克風、超音波感測器、加速度感測器

目標市場：物聯網、工業感測、消費性電子等。

龍微科技

核心技術：MEMS專用模擬設計

主要產品：MEMS壓力、溫度、濕度感測器

目標市場：汽車電子、醫療電子、高階設備製造等領域。

泛微電子

核心技術：製程應力模型封裝技術、高效率批量校準測試演算法、

主要產品：各種汽車壓力、差壓感知器、工控充油芯、瓦斯表溫壓感知器、水壓感知器等MEMS感知器及系統產品。

目標市場：汽車、物聯網、智慧家庭、工控業。

微元時代

核心技術：SOG MEMS敏感結構加工技術

主要產品：矽基MEMS加速度計MUA100、MUG系列陀螺儀、矽基MEMS慣性測量單元MUS600

目標市場：無人、無人機、電子羅盤、地質探勘等。

核心微系統

核心技術：擴散矽壓力感測器等感測器晶片及其封裝技術

主要產品：汽車壓力感知器、醫療壓力感知器

目標市場：汽車、醫療等產業。

雙橋感測

核心技術：MEMS壓阻壓力感測技術

主要產品：MEMS壓力感測器

目標市場：爆破領域、汽車應用、引擎測試、高階設備等。

了解微感

核心技術：MEMS微振鏡技術

主要產品：MEMS微振鏡晶片、MEMS固態雷射雷達

應用方案：Dkam系列3D相機解決方案

目標市場：3D掃描、工業偵測、物流分類、尺寸測量、3D人臉辨識、機器視覺等領域。

富士科技

核心技術：3D結構光人臉感測技術、液晶螢幕下指紋感測技術、人工智慧和機器視覺

主要產品：視覺感光元件晶片、液晶螢幕下指紋晶片

應用方案：手機螢幕下光學指紋、臉部辨識智慧鎖、智慧門禁、臉部支付、空間建模等。

目標市場：手機、智慧門鎖、金融支付、工業控制、智慧家庭、智慧城市。

結語

國內感測器和MEMS晶片廠商雖然眾多，但大多在低階市場競爭。除了智慧型手機市場的影像感測器、指紋辨識等感測器廠商相對集中外，其他工業控制與監控、車輛交通、能源等感測器廠商相對分散，綜合實力和市場定位都不是特別突出。在汽車電子領域和新興物聯網市場，以智慧感測器和光達技術為核心的新創公司將在創投和地方政府的支持下迎來更大的發展空間。

註：本文轉載自顧正樹《電子工程專輯》，支持保護智慧財產權。轉載請註明原出處和作者。如有侵權，請聯絡我們刪除。