在電子和電氣設備中，傳感器用來獲取外界原始的物理信號，包括聲音、圖像、溫度、濕度、壓力和光信號等，并將這些物理信號轉換為電信號，典型形式為電壓/電流。傳統的物理和化學傳感器只是獲取外界信號，并不具備計算和處理能力。隨著制造工藝技術、尺寸和成本需求的提高，基于微機電系統（MEMS）工藝的MEMS傳感器越來越流行。

在傳感器廣泛的應用中，值得特別關注的就是智能手機，無論CMOS圖像傳感器（CIS）還是觸控/指紋識別芯片廠商都從中獲得了巨大的發展機會，其中的國產代表廠商包括豪威集團、格科微、匯頂科技。此外，一些基于科研和學術成果的智能傳感器初創公司也值得關注，他們在激光雷達、光電和人體感測方面的技術突破也獲得了風投的青睞。

MEMS傳感器

MEMS是微機電系統的縮寫，是按功能要求在芯片上把微電路和微機械集成于一體的系統。MEMS基于光刻、腐蝕等傳統半導體技術，融入超精密機械加工，并結合力學、化學、光學等學科知識和技術基礎，使得一個毫米或微米級的MEMS具備精確而完整的機械、化學、光學等特性結構。MEMS器件主要可以分為MEMS傳感器和MEMS執行器，其中傳感器是用于探測和檢測物理、化學、生物等現象和信號的器件，而執行器則用于實現機械運動、力和扭矩等行為。

圖一：MEMS傳感器工作原理

MEMS傳感器是采用微電子和微機械技工技術工藝制造出來的微型傳感器，通過微傳感元件和傳輸單元把輸入的信號轉換并導出另一種可監測信號。與傳統工藝制造的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的特點。一般單個MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位。同時，微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優點。

圖二：按應用劃分的2019年中國MEMS市場結構

據Yole統計及預測，2019年全球MEMS市場規模為115億美元，2020年因為全球新冠疫情而導致市場增速放緩，從2021年起市場將恢復增長，預計到2025年市場將達到近177億美元，2019-2025年的復合年增長率為7.4%。

從產品結構上看，排名前五的MEMS傳感器細分領域為射頻、壓力、麥克風、加速計和陀螺儀，占比接近65%。根據Yole預測，2024年市場規模在10億美元以上的MEMS傳感器細分領域包括射頻、慣性組合、超聲指紋、壓力、麥克風和噴墨打印。

從應用終端來看，在物聯網和手機5G換機的驅動下，全球消費級MEMS市場規模有望從2019年的68.7億美元增長至2025年的111.4億美元;在智能汽車滲透率提升的帶動下，汽車MEMS市場規模有望從2019年的21.8億美元增長至2025年的26億美元，期間的CAGR為3%。另外，工業、醫療、通信、國防、航空領域的市場需求也在提升。

中國是過去5年MEMS市場規模增長最快的市場。根據賽迪智庫的統計，2019年中國市場規模約600億元，占全球市場比例約54%;國內市場增速持續高于全球，預計2022年中國MEMS市場規模將超過1000億元人民幣。

圖三：中國是過去5年MEMS市場規模增長最快的市場

2019年，中國MEMS市場廠商前十名為博通、博世、意法半導體、德州儀器、QORVO、惠普、樓氏、恩智浦、歌爾和TDK，其中美國公司占比達到54%。中國企業歌爾擠入前十，瑞聲科技排名第22位。目前，國內MEMS傳感器廠商整體規模不大。除歌爾與瑞聲年營收在1億美元以上，美新半導體、美泰科技、芯奧微等本土MEMS傳感器廠商年營收均在6000萬美元以下，整體規模較小。

我國國內供給能力不足，特別是高端產品幾乎全靠進口補給，80%的芯片依賴國外;剩余的份額也只集中在幾家上市公司手中，如歌爾聲學、水晶光電、漢威電子、士蘭微和金龍機電等5家公司占領國內MEMS市場的40%以上;國內MEMS企業中70%的是中小企業，產品主要集中在中低端。總體而言，我國MEMS傳感器企業目前的現狀為中低端產品競爭激烈，而在高端產品競爭中沒有競爭力。

由于MEMS產業是新時代科技發展的基礎，而且政策扶持力度較大，中國的MEMS行業投融資案例不管是從數量，還是從金額角度來看，都逐年增加。從金額來看，2019年投資金額是2018年的2倍左右，雖然一級市場投資整體遇冷，但MEMS產業的投資熱度有增無減。

從細分領域來看，MEMS+AI、射頻MEMS、光電MEMS、生物MEMS這四個領域的投資案例數量和金額都是最多的。投資數量和金額的大幅上升，表明資本市場對于MEMS產業的關注度正在上升。從地域分布來看，北京、廣東、上海、浙江和江蘇的投資案例數量居首。

國產傳感器芯片廠商基本信息統計

在即將到來的中國IC領袖峰會上，我們將從每個類別中挑選Top 10組成中國IC設計100家（China Fabless 100）排行榜。在這40家傳感器芯片廠商中，有13家初創公司已經在《50家中國IC設計初創公司調查統計匯編》中收錄，包括：琪埔維半導體、銳思智芯、海納微、佰為深科技、鈦深科技、中科融合、洛微科技、一徑科技、矽典微、聚芯微電子、通用微科技（GMEMS）、鈦方科技、中科銀河芯。因此，本報告僅對剩余的27家公司進行統計和分析。

表一：40家國產傳感器芯片廠商基本信息一覽表

在這40家傳感器芯片廠商中，有3家圖像傳感器（CIS）公司;7家觸控/指紋識別/觸覺傳感器公司;2家射頻MEMS公司;19家MEMS傳感器公司;4家光學/激光雷達公司;以及其它智能傳感器公司。

從地域分布來看，除了北京、深圳和上海居多外，蘇州和無錫也匯聚了眾多MEMS傳感器廠商。蘇州工業園區已成為國內納米產業和人才集聚度最高的區域，躋身全球八大納米產業集聚區。中國半導體行業協會MEMS分會還在蘇州舉辦“中國MEMS制造大會”，匯聚全球MEMS制造產業資源，加強MEMS設計、研發、加工制造、封裝測試等全產業鏈聯動，促進以MEMS制造為主線的產業資源垂直整合，加速突破我國MEMS制造領域發展瓶頸。

另外，本報告所收錄的傳感器廠商大都是中小規模企業，其中有7家已經上市或正在科創板申請受理中。在MEMS廠商中，我們沒有包括歌爾聲學、瑞聲科技、水晶光電、漢威電子、士蘭微和金龍機電等側重加工和制造的企業。

27家國產傳感器芯片廠商詳細信息

下面我們將從核心技術、主要產品、目標市場和競爭優勢等方面對這27家公司逐一展示。

豪威集團

核心技術：CMOS圖像傳感器技術、Pure Cel和Pure Cel Plus技術、高動態范圍圖像（HDR）技術、Camera Cube Chip技術

主要產品：CMOS 圖像傳感器、微型影像模組封裝（CameraCubeChip）、硅基液晶投影顯示（LCOS）、動態視覺傳感器，以及針對特定應用的ASIC芯片等。

應用方案：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、網絡攝像頭、安全監控設備、數碼相機、汽車和醫療成像等應用。

目標市場：手機、汽車、安防、醫療等領域。

匯頂科技

核心技術：屏下光學指紋識別技術（IN-DISPLAY FINGERPRINT SENSOR）、屏幕觸控技術、智能觸覺、人體心率傳感器技術

主要產品：指紋識別產品、人機交互產品、心率傳感器、音頻解碼和放大器、BLE藍牙芯片、智能觸覺驅動器

應用方案：活體指紋識別方案、IFS指紋識別與觸控一體化方案、蓋板指紋識別方案、Coating指紋識別方案、入耳檢測方案、語音和音頻方案

目標市場：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、家居觸控、汽車等。

兆易創新

核心技術：多點觸控芯片技術、按壓式指紋識別傳感器、屏下光學指紋識別技術、超聲波識別技術

主要產品：生物識別傳感器SoC芯片;電容、超聲、光學模式指紋識別芯片;嵌入式生物識別傳感;自、互容觸控屏控制芯片

應用方案：屏下光學指紋識別方案、超聲波方案

目標市場：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、智能家居等。

西人馬

核心技術：MEMS智能傳感器芯片產線和MEMS器件加工平臺

主要產品：MEMS、ASIC 和微流控醫療芯片;壓力芯片系列、紅外熱電堆芯片、電荷放大器芯片、激光二極管芯片;加速度傳感器、壓力傳感器、滑油傳感器

應用方案：機械故障診斷系統、智能風電系統、智慧電力系統等。

目標市場：民用航空、能源、醫療、交通及工業設備的控制與監測。

敏芯微

核心技術：MEMS / ASIC芯片、MEMS壓力傳感

主要產品：MEMS硅麥克風、壓力傳感器和加速度傳感器

目標市場：可穿戴設備、手機/平板、汽車電子、藍牙耳機等。

納芯微

核心技術：MEMS、高壓隔離、混合信號鏈處理和傳感器校準

主要產品：溫度傳感器、智能壓力傳感器、傳感器信號調理芯片、功率驅動和接口類芯片

應用方案：汽車應用的傳感器信號調理方案;工業應用的傳感器信號調理方案;白色家電的傳感器信號調理方案;針對消費電子設備的MEMS傳感器方案

目標市場：消費電子、智能家居、工業控制、汽車電子等。

格科微

核心技術：基于錫焊COB的高性能第三代CIS封裝技術

主要產品：CMOS圖像傳感器、DDI顯示芯片

應用方案：智能手機的主攝像頭、前置攝像頭和多攝副攝;移動顯示驅動、穿戴設備顯示驅動、工控顯示驅動;行車記錄儀、車內攝像頭、360度環視、倒車后視和駕駛員疲勞檢測等汽車應用方案;筆記本/USC/智慧屏電視的攝像頭方案。

目標市場：手機、智能穿戴、移動支付、平板、筆記本、攝像機以及汽車電子等產品領域。

思特威

核心技術：夜視全彩技術、SFCPixel專利技術、Stack BSI的全局曝光技術、聚焦視頻成像HDR技術、QCell TM + LFS 技術、AI Sensor 技術、Smart AECTM 技術、近紅外增強

主要產品：AI 系列、AT 系列、GS 系列、IoT 系列、CS 系列圖像傳感器

應用方案：安防監控應用領域視覺成像、機器視覺應用方案、智能交通系統應用、駕駛員狀態監測DMS應用方案、高幀率CMOS圖像傳感器+3D識別

目標市場：安防監控、車載影像、機器視覺及消費類電子產品;人工智能、手機影像、車載電子等新興應用領域。

諾思微系統

核心技術：薄膜體聲波諧振器（FBAR）技術、采用硅襯底的微機電系統（MEMS）制造技術

主要產品：FBAR射頻濾波器、射頻前端MEMS濾波芯片

應用方案：無線射頻濾波器、雙工器和多工器解決方案、BAW射頻方案

目標市場：無線通訊、手機終端和基站。

希美微納

核心技術：RF MEMS開關及基于RF MEMS的濾波器、智能天線、移相器的層次化和一體化設計技術

主要產品：RF MEMS開關、移相器、衰減器

目標市場：無線通訊。

深迪半導體

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：智能手機、智能家居等IOT應用領域。

水木智芯

核心技術：MEMS陀螺儀和加速度計

主要產品：MEMS陀螺儀、MEMS加速度計

目標市場：消費電子市場。

明皜傳感

核心技術：3D CMOS-MEMS工藝技術、

主要產品：加速度傳感器、智能記步芯片、硅麥克風、陀螺儀、壓力傳感器和磁傳感器

應用方案：手持設備應用方案、運動感測、智能家居、汽車電子、工業自動化、智慧醫療

目標市場：消費電子、汽車電子、工業自動化以及航空等領域。

愛芯微

核心技術：智能指紋傳感器、人臉識別以及靜脈識別

主要產品：指紋傳感器芯片、驅動芯片

應用方案：人臉識別和靜脈識別等方案

目標市場：智能門鎖等物聯網市場。

邁瑞微

核心技術：第四代指紋傳感技術

主要產品：指紋傳感器芯片和信息安全芯片

應用方案：智能門鎖

目標市場：安防市場

格納微

核心技術：微慣導室內定位技術、微慣性導航系統和多傳感器融合

主要產品：高精度MEMS-IMU、微慣導人員定位模塊

應用方案：消防/應急搜救定位系統、“微慣導+UWB”機器人/AGV定位系統、車間/廠房人員和設備精確定位系統、工地/港口/電力人員定位系統、激光SLAM機器人定位導航系統

目標市場：消防、無人機、自動駕駛、室內定位等。

芯奧微

核心技術：MEMS封裝技術

主要產品：硅基麥克風、MEMS壓力傳感器，MEMS加速度儀，MEMS光開關，MEMS氣閥，MEMS微流體芯片，MEMS麥克風，以及MEMS陀螺儀等MEMS器件。

應用方案：手機、電腦、電子書、媒體播放器

目標市場：消費類電子、醫療、工業控制及汽車電子等領域。

美新半導體

核心技術：單一芯片電容式加速度計技術、AMR傳感器技術

主要產品：熱式加速度計、AMR地磁傳感器、電容式加速度計、微功耗Hall開關等產品。

應用方案：智能手機、筆電/平板、智能手表/手環、汽車、摩托車、無人機、TWS耳機、電動工具/玩具、智能門鎖。

目標市場：汽車、工業、可穿戴、智能家居和消費電子。

美泰科技

核心技術：6英寸MEMS工藝線

主要產品：MEMS慣性器件與系統、MEMS傳感器、汽車傳感器、壓力傳感器、射頻（RF）MEMS器件等。

目標市場：航空航天、高鐵、汽車、自動駕駛、通信、地震監測、物聯網、智慧城市、智能家電等領域。

華景傳感

核心技術：高效壓電薄膜和先進硅半導體微型機電系統（MEMS）微加工技術

主要產品：硅麥克風、超聲波傳感器、加速度傳感器

目標市場：物聯網、工業感測、消費電子等。

龍微科技

核心技術：MEMS專用仿真設計

主要產品：MEMS壓力、溫度、濕度傳感器

目標市場：汽車電子、醫療電子、高端裝備制造等領域。

飛恩微電子

核心技術：工藝應力模型封裝技術、高效批量標定測試算法、

主要產品：各種汽車壓力和壓差傳感器、工控充油芯體、燃氣表溫度壓力傳感器、水壓傳感器等MEMS傳感器及系統產品。

目標市場：汽車、物聯網、智能家居及工業控制行業。

微元時代

核心技術：SOG MEMS敏感結構加工工藝技術

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

目標市場：無人駕駛、無人機、電子羅盤、地質勘探等。

感芯微系統

核心技術：擴散硅壓力傳感器等傳感器芯片及其封裝技術

主要產品：汽車壓力傳感器和醫療壓力傳感器

目標市場：汽車和醫療等行業。

雙橋傳感

核心技術：MEMS壓阻壓力傳感技術

主要產品：MEMS壓力傳感器

目標市場：爆破領域、汽車應用、發動機測試、高端裝備等。

知微傳感

核心技術：MEMS微振鏡技術

主要產品：MEMS微振鏡芯片、MEMS固態激光雷達

應用方案：Dkam系列3D相機解決方案

目標市場：三維掃描、工業檢測、物流分揀、尺寸測量、三維人臉識別、機器視覺等領域。

阜時科技

核心技術：3D結構光人臉感測技術、LCD屏下指紋感測技術、AI與機器視覺

主要產品：視覺類傳感器芯片、LCD屏下指紋芯片

應用方案：手機屏下光學指紋、人臉識別智能鎖、智能門禁、刷臉支付、空間建模等。

目標市場：手機、智能門鎖、金融支付、工業控制、智能家居、智慧城市。

結語

雖然國產傳感器和MEMS芯片廠商眾多，但大都在中低端市場競爭。除了針對智能手機市場的圖像傳感器和指紋識別這兩大類傳感器廠商相對集中外，其它面向工業控制和監測、車輛交通和能源領域的傳感器廠商都比較分散，綜合實力和市場定位都不是特別凸顯。而在汽車電子和新興的物聯網市場領域，以智能傳感器和激光雷達技術為核心的初創公司在風投資本和地方政府的扶持下，將迎來更大發展空間。
編輯：lyn