MEMS传感器，产业新蓝海
在“超越摩尔”概念不断推进的背景下，MEMS作为其中的关键赛道之一，正逐步成为行业焦点。
无论是在佩戴TWS耳机进行语音交互、驾驶新能源汽车时的平稳制动，还是通过智能手表进行心率监测，背后都离不开一颗尺寸仅有数毫米的MEMS器件在默默运行。
这种集成传感器、执行器、信号处理电路与通信接口于一体的微型系统，被誉为智能时代的“感知神经”。
01
中国MEMS产业崛起
MEMS，即微机电系统，是一种将微传感器、微执行器、微结构、控制电路及接口单元集成在硅晶圆上的系统级器件，融合了微型机械加工与半导体制造技术。
基于MEMS技术制造的传感器被称为MEMS传感器，其中，MEMS芯片和ASIC芯片是其核心组成部分。MEMS芯片用于感知物理信号并转化为电容或电阻变化；ASIC芯片则负责信号转换与放大，实现最终的电信号输出。
常见的MEMS产品包括加速度计、陀螺仪、麦克风、压力传感器、IMU惯性测量单元、射频滤波器以及光学MEMS。
近日，国际知名咨询机构Yole Group发布《Greater China MEMS Industry 2025》报告，首次全面分析中国MEMS产业的发展现状。
报告数据显示，2024年中国MEMS产业营收达到17亿美元（约合121亿元人民币），较前一年增长8.4%，MEMS器件出货量达54亿颗，占全球市场的10%。
Yole Group的高级分析师Pierre-Marie Visse指出，中国MEMS产业的增长趋势将持续，预计2025年将恢复到疫情前的增速水平。消费、汽车及工业等多个终端市场对MEMS传感器的需求将不断上升。
据预测，在资本持续投入、设计能力提升和本地需求增长的推动下，中国MEMS市场将在2024-2030年期间以年均3.6%的复合增长率发展，到2030年MEMS器件出货量将突破66亿颗，营收有望达到20亿美元。
02
MEMS器件的两大增长引擎
在整体MEMS市场中，消费电子仍占据主导地位，占比约60%。中国MEMS产业的扩张也主要依赖于中低端消费电子市场的增长，如TWS耳机、智能手表等可穿戴设备的普及，推动了MEMS麦克风与惯性传感器的需求。单个设备搭载的MEMS器件数量从1颗增加至3-5颗，相关市场年增长率已超过10%。
随着AI眼镜等新兴终端设备的出现，骨传导声学传感器等新型MEMS器件也逐渐成为消费级市场的新增长点。
目前，中国在MEMS麦克风、加速度计和压力传感器领域已逐步建立起完整的供应链体系。代表性企业包括敏芯股份、歌尔微电子、瑞声科技和士兰微电子。
其中，敏芯股份是国内首家在科创板上市的纯MEMS企业，拥有自主的MEMS+ASIC一体化设计能力，其MEMS麦克风出货量在全球范围内位居前列。歌尔微电子依托母公司庞大的客户资源，如苹果、华为和小米，已成为全球领先的MEMS麦克风和惯性传感器供应商。
瑞声科技在声学及触觉反馈MEMS领域具备全球竞争力，其WLG晶圆级封装技术提升了产品可靠性；士兰微电子则在MEMS传感器与专用ASIC芯片协同优化方面持续发力，重点拓展智能家居和白色家电市场。
尽管如此，高端市场仍由博世、意法半导体、德州仪器等国际企业主导。中国MEMS产业目前仍处于“量增价低”阶段，在汽车、工业等高附加值领域的话语权仍显不足。
汽车与人形机器人被视为中国MEMS产业未来的重要突破口。
随着自动驾驶技术的普及，车载MEMS器件需求迅速攀升——毫米波雷达中的MEMS天线、激光雷达中的MEMS振镜、车载麦克风和压力传感器等，每辆智能汽车搭载的MEMS器件数量已从5-8颗增至20-30颗。
在发动机控制、安全气囊、电子稳定系统等关键应用上，博世、意法半导体、恩智浦等企业仍占据主导地位。例如，博世的汽车级IMU通过AEC-Q100 Grade 1认证；意法半导体的LIS3DH加速度计在零偏稳定性与噪声表现上优于国产产品；德州仪器的DLP3000芯片通过MEMS微镜阵列实现百万级像素投影，广泛用于车载抬头显示。
国内企业正在加速向高价值领域拓展。例如，士兰微电子正在研发更高精度的惯性传感器，并计划于2025年推出多款用于辅助驾驶和安全气囊系统的车用MEMS产品；敏芯微控股子公司中宏微宇的IMU产品已实现客户突破，营收显著增长，公司正进一步开发适用于车载、机器人和农机领域的IMU器件。
人形机器人正成为继消费电子和汽车之后的第三大MEMS增长点。特斯拉、Figure AI等公司加快布局，推动该领域从实验室走向量产。
IMU在人形机器人中扮演着“平衡小脑”的角色。以Optimus为例，其四肢和头部安装了40颗以上IMU传感器，用于实时捕捉运动数据，误差可低至微米级，从而确保机器人行走和跑步时的稳定性。
六维力矩传感器多用于手腕、脚踝等关节处，可测量三维空间内的力和力矩数据，辅助机器人调整步态和动作力度。
此外，触觉传感器和辅助感知类MEMS器件也在发挥重要作用。触觉传感器使机器人能够精确控制抓取力度，实现如夹持鸡蛋、折叠衣物等精细操作。MEMS测距芯片帮助机器人感知周围环境，实现路径规划；微振镜配合激光雷达，可提升机器人在复杂场景中的适应能力。
随着人形机器人对微型化、低功耗传感器需求的上升，全球MEMS市场持续增长。一台高度拟人化的机器人可能需要上百颗MEMS传感器，随着产业化推进，单台设备的传感器数量甚至可能达到200~300颗。
除了消费电子和汽车等主流市场，MEMS在商业航天、光电等细分领域的突破，也在为中国产业开辟新的增长空间。
在第十七届(2025年)传感器与MEMS产业化技术国际研讨会上，麦锴科技CEO郭颖表示，该公司专注于MEMS压电快反镜这一细分产品，其已成功应用于商业航天卫星激光通信系统，成为实现高速星间通信的关键器件。相较于传统压电陶瓷快反镜，MEMS版本实现了轻量化、低功耗、高精度和低成本等优势。
尽管应用不断拓展，但代工体系的不完善仍是制约中国MEMS产业高端化的核心问题。
与国际大厂普遍采用的IDM模式不同，中国MEMS企业主要以Fabless模式为主，而MEMS工艺的强定制性放大了这一模式的挑战。
业内人士指出，MEMS工艺并无统一标准，各细分产品对晶圆厂的设备、流程和参数均有特殊要求。Fabless企业需与代工厂深度协作，联合开发适配模块，或根据设计路线定制流程。
IDM模式虽然具备设计与制造的协同优势，但高昂的投入门槛限制了多数企业的发展。业内估算，一条MEMS中试线投资约10-15亿元，量产线则需超过200亿元，同时设备价格高昂，封装测试环节也需额外投入。
当前，8英寸硅片仍为多数MEMS产品的首选，因其成熟度高且良率稳定；12英寸虽具备成本优势，但短期内难以成为主流。
Yole Group预计，2024年大中华区MEMS企业共加工晶圆约33.8万片，到2030年将增长至43.8万片，占全球产量的约9.5%，这一比例有望在未来几年突破10%。
03
下一代MEMS技术：引领产业变革
英国研究公司IDTechEx在其最新报告中指出，下一代MEMS技术将引领新一轮产业变革，重点关注三个方向：先进MEMS IMU、MEMS重力计及MEMS扬声器。
先进MEMS IMU方面，数据显示，2023年全球市场规模约为32亿美元，预计2024-2030年将以年均8.5%的增速增长，到2030年有望突破60亿美元。这一增长主要受物联网、人工智能和自动驾驶等新兴技术推动。
MEMS重力计方面，尽管地球重力通常被简化为9.8 m/s²，但实际值会因地形、地质等因素而产生变化。利用高精度加速度计捕捉重力微小差异，将为地质勘探、资源探测等领域带来新的感知维度。
MEMS扬声器方面，消费电子一直是MEMS技术创新的重要领域。随着对更小、更高效、更低成本器件的需求，MEMS扬声器有望成为下一个MEMS应用热点。
原文标题：MEMS传感器，必争之地