MEMS,中文称作微型电子机械系统或微机电系统,是微电路和微机械按功能要求在芯片上的一种集成,基于光刻、刻蚀等传统半导体技术,融入超精密机械加工,并结合力学、化学、光学等学科知识和技术基础,使得一个毫米或微米级的MEMS具备精确而完整的机械、化学、光学等特性结构。
MEMS是一个独立的智能系统,具有微型化、智能化、多功能、低功耗、可堆叠、高集成度和可实现批量生产的基本特点。从最早兴起于工业领域和汽车电子,发展到普及于智能手机和可穿戴设备,再到覆盖物联网、人工智能设备。
MEMS属于基础感知及执行器件,可以支持工业与消费设备的连接,实现自然界、设备、人类、其他生物体等相互之间与个体之间的连接、通信、计算与执行,新型工业化意味着智能化和数字化,意味着MEMS的更广泛应用。
根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年微机电系统(MEMS)产业现状及未来发展趋势分析报告》显示:
MEMS侧重于超精密机械加工,涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等以及它们的集成产品。
MEMS行业系在集成电路行业不断发展的背景下,传统集成电路无法持续地满足终端应用领域日渐变化的需求而成长起来的。随着微电子学、微机械学以及其他基础自然科学学科的相互融合,诞生了以集成电路工艺为基础,结合体微加工等技术打造的新型芯片。
由于MEMS器件普遍具备低成本、微型化、低功耗,是绿色低碳的代表性产品技术,将帮助工业企业推动智能改造、降本增效,属于“新质生产力”的代表与范畴。
微机电系统(MEMS)行业发展概况
MEMS制造上连产品设计,下接产品封测,是MEMS产业链中必不可少的一环。MEMS产品类别多样、应用广泛,客户定制化程度非常高,其生产采用的微加工技术强调工艺精度,属于资金、技术及智力密集型行业。与CMOS相比,MEMS代工行业呈现出多品种、小批量的特点,同时对代工厂商的成本控制能力提出极高要求。
MEMS的生产制造使用了包括体微机械加工和表面微机械加工在内的微细加工技术,并结合沉积、光刻、键合、刻蚀等集成电路工艺,在硅片上实现微型机械三维结构的构建,在保留器件机械性能的基础上大幅缩减了机械体积、降低了能耗并提高了机械可靠性,同时可批量生产,大大降低生产成本。
随着终端应用市场的扩张,使得MEMS应用越来越广泛,产业规模日渐扩大,日趋成为集成电路行业的一个新分支。
微机电系统(MEMS)行业重点企业
(1)歌尔微电子股份有限公司
歌尔微电子成立于2001年6月,2008年5月在深交所上市,主要聚焦MEMS麦克风及模组、智能传感器及模组、SiP封装等相关业务,专注于MEMS相关产品的自主研发设计与制造,其产品已广泛应用于智能手机、无线耳机、智能穿戴、智能家居、无人机及汽车电子等领域。
(2)瑞声声学科技(深圳)有限公司
瑞声科技控股有限公司为智能设备提供领先的微型专有技术解决方案,在声学、光学、触觉反馈、精密制造、微机电、无线射频和天线领域拥有材料研发、仿真、算法、设计、自动化以及工艺开发等尖端技术。集团在设计和大批量高精密制造方面有近三十年经验。
(3)华润微集成电路有限公司
华润微电子是2002年华润集团收购华晶集团改组而成,是领先的半导体和智能传感器供应商,总部位于无锡,拥有3条6英寸线,其中MEMS产线是国内规模最大的与CMOS生产线兼容的MEMS传感器量产生产线,具有国内领先水平的 MEMS 表面和体硅加工技术,用于制造压力、硅麦克风、光电、温湿度等MEMS传感器。
(4)苏州敏芯微电子技术股份有限公司
苏州敏芯微电子技术股份有限公司成立于2007年9月,是一家专业从事微电子机械系统传感器研发设计的高新技术企业,公司总部在苏州工业园区,并在苏州工业园区、昆山设有传感器产品制造工厂。
随着万物互联与人工智能的兴起,MEMS产品种类增加、市场规模扩大,行业对产品生产周期的缩短及生产成本的降低提出了更高要求,同时MEMS工艺研发费用迅速上升以及未来建厂费用高启促使更多的半导体厂商将工艺开发及生产相关的制造环节进行外包,纯MEMS代工厂与MEMS产品设计公司合作开发的商业模式将成为未来主流行业业务模式。
从趋势上看,全球MEMS代工业务,尤其是纯MEMS代工业务将会快速扩张;从结构上看,纯MEMS代工业务在MEMS代工业务中所占比重将逐步升高。
根据预测,全球MEMS行业市场规模将从2020年的121亿美元增长至2026年的约182亿美元,CAGR达7.2%,通讯、生物医疗、工业汽车及消费电子的应用增速均非常可观,其中通讯领域的增长率最高。预计到2026年,10亿美元以上的MEMS细分领域包括射频MEMS(40.49亿美元)、MEMS惯性器件(40.02亿美元)、压力MEMS(23.62亿美元)、麦克风(18.71亿美元)以及未来应用(13.63亿美元)。
更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2024-2029年微机电系统(MEMS)产业现状及未来发展趋势分析报告》。

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