MEMS产业，踌躇满志

大中华区MEMS市场营收在2024年至2030年期间的复合年增长率为3.6％，到2030年将达到20亿美元，而销售量将达到66亿颗。

这是法国咨询公司Yole在报告中所作的最新预测。

2025年，全球半导体产业在经历了周期的剧烈波动后，正迎来结构性的复苏。在这场复苏中，一个曾经被视为“超越摩尔定律”的成熟领域——MEMS传感器，正站在新一轮爆发式增长的前夜。

在苏州举办的第十五届纳博会中，中国MEMS制造大会作为主要分会议，邀请了多位学者和企业高管出席分享报告，大会同期还有微纳制造与传感器展。半导体产业纵横记者此次来到纳博会现场，采访了众多国内外MEMS领域企业，拿到了重要的一手信息。

且来看，最微小的MEMS传感器，如何撬动巨无霸市场。

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市场高速增长，供需存在落差

MEMS（微机电系统）是集微型传感器、执行器、信号处理和控制电路于一体的微型化器件或系统。它并非遵循传统摩尔定律（More Moore）追求算力，而是“超越摩尔”（More Than Moore, MtM）技术的关键分支，专注于通过集成不同功能来扩展系统价值。

在2024年全球约6680亿美元的半导体设备市场中，由MtM驱动的收入占比高达27%，MEMS正是其中的重要构成。全球MEMS市场在2024年经历了稳健复苏，全年总营收达到154亿美元，相较前一年增长5%，总出货量高达310亿颗。

在这一全球趋势下，中国市场的供需矛盾与增长潜力尤为突出。Yole的数据指出，2024年大中华区的MEMS市场同比增长率达到了8.4%，显著高于全球平均水平。同时，来自赛迪顾问的数据表明，2024年中国传感器市场总规模预计达到4191.4亿元人民币，其中，智能传感器的市场规模预计为1643.1亿元人民币。

而MEMS制造公司华鑫微纳表示，中国作为全球最大的电子产品生产基地，每年需要消耗约200万片（折合8英寸）的MEMS晶圆，而目前国内每年的总产能尚不足10万片，仅能满足国内1/20的需求。国内MEMS产品真正成熟能够量产的，目前大概有麦克风、滤波器和消费级压力传感器三种；同时，国内在高性能压电、惯性、微镜、喷墨打印头等中高端MEMS器件上未能实现大规模量产。

这种供需之间的巨大落差，成为了本土企业投身该赛道的动力，也预示着一个广阔的国产化市场。

02

MEMS传感器，三大趋势

在纳博会上，归纳众多厂商的判断可得出，当前MEMS传感器有着三大发展趋势，同时需要两类关键的底层技术。

从发展趋势上来看，MEMS传感器首先正在越来越小型化。博世公司在其演讲中明确指出，小型化是实现智能戒指、迷你耳塞和智能折叠手机等创新应用的前提。这一趋势的背后是工艺的突破。博世展示了其BMA530/580加速度计，尺寸仅为1.2 x 0.8 x 0.55 mm³，号称是全球最小的适用于可穿戴与可听戴设备的加速度计。

在展会上，明皜科技也带来了其dva290超低功耗高性能电容式三轴MEMS加速度计，拥有超小封装2 x 2 x 0.9 mm³，工作温度范围从-40℃至85℃，通过AEC-Q100 Grade 3验证，可用于非安全相关的汽车应用。

其次是MEMS器件的集成化。随着设备功能的日益复杂，单一功能的传感器已无法满足需求。集成化，即将多种传感器功能（如运动、环境、声学）组合到一个紧凑的解决方案中，已成为行业的主流选择。博世强调，集成化方案的核心价值在于为客户提供“更低的系统成本”、“更小的外形尺寸”和“简易的设计导入”。例如，将加速度计、陀螺仪和磁力计集成为九轴自由度的单一封装，可极大优化可穿戴设备的内部空间。

最关键的一点，是MEMS芯片正在变得智能化。如果说小型化和集成化是物理形态的革命，那么智能化则是MEMS的“灵魂革命”，这是本次博览会上大多数厂商的共识。

Yole指出，行业正从2010年代的“边缘处理”（On-edge，即MEMS+MCU/DSP）转向2030年的“传感器内处理”（In-edge，即MEMS+ASIC集成MCU），以实现更复杂的AI算法。博世则展示了“智能化”的具体落地：通过片上传感器融合和自学习AI。其用于循环运动识别的自学习AI软件，具备在传感器端进行自学习的能力，可自动识别新的运动模式，从而实现全自动的活动跟踪和个性化的数字教练反馈。

在会上，增芯科技也表示，MEMS传感器，智能化是大趋势。AI场景下的算力内置化、多模态融合和超低延迟等新需求，正迫使传感器必须进化。增芯科技表示，传感器智能化的本质是MEMS与ASIC的深度融合。然而，在传统模式下，MEMS芯片和ASIC芯片通常在不同的工厂制造（如MEMS在8英寸特色工艺厂，ASIC在12英寸逻辑厂）。这种分离导致了高昂的试错成本和较低的设计效率，因为MEMS的物理行为和ASIC的电学特性必须通过反复实测才能匹配。针对此，该公司正探索“12英寸协同制造”的路径，即在同一条12英寸产线上同时具备MEMS和ASIC的制造能力，通过晶圆级键合实现单芯片集成，有效解决延迟、功耗和成本问题。

晶方科技研发总监杨剑宏也在采访中表示，智能MEMS芯片堆叠了ASIC和Memory芯片，能对采集到的原始数据（如温度、图像、振动）进行初步处理，比如过滤异常值、提取关键特征，再将精简后的数据传递给边缘网关、边缘服务器等核心算力节点做进一步分析，最终仅将结果或少量关键数据上传云端，是边缘计算的“前端硬件”。

为实现上述“三化”趋势，两种关键的底层技术成为焦点：首先是压电MEMS技术。在展会可看到，利用PZT、AIN、ScAIN等新材料的压电MEMS技术正日益普及。它不仅在RF MEMS和喷墨打印头等成熟市场应用，更是在微型扬声器、MEMS振荡器、微镜和微散热等高增长新兴领域扮演着重要角色。

其次是向12英寸晶圆制造的迁移。MEMS晶圆厂正缓慢地向12英寸晶圆过渡。此举的意义重大，它不仅能降低成本，更是为了实现更便捷的IC集成、支持更大的芯片尺寸（如AR/VR的微镜）和获取更好的性能。路线图显示，继台积电之后，博世、增芯科技和赛微电子等企业都已计划在12英寸产线上布局。

03

展望未来，国内厂商在发力

回顾历史，MEMS的增长由一波波的应用浪潮推动：早期由汽车（安全气囊、ESP）驱动，随后被智能手机（麦克风、运动传感器）引爆，接着是可穿戴设备和TWS耳塞。而今，新的浪潮已经清晰可见。根据记者走访多家展商所得到的信息，在消费电子领域，市场将AR/VR/智能眼镜视为下一个MEMS增长驱动概念，将重点拉动微镜、激光束扫描和MEMS散热技术的需求。其次，汽车的电气化和自动化是MEMS用量激增的核心驱动力。MEMS的应用正从传统的动力总成和底盘扩展到座舱内部的环境传感和信息娱乐系统。再次，工业4.0、生成式AI和5G正在驱动短期的工业及数据中心增长，特别是用于服务器和光模块的MEMS时钟技术。

最后，具身智能将为MEMS产业打开巨大的想象空间。首先，机器人依赖MEMS技术实现微型化、低功耗和低成本的环境感知。这包括使用MEMS激光雷达、超声波或电容传感器进行高精度测距，以支持自主导航、物体操控和安全人机交互。其次，为了实现精准、安全的物理交互，机器人对触觉感知需求迫切。MEMS压阻式或电容式触觉传感器被用作电子皮肤，部署于指尖或灵巧手，以检测压力、纹理和滑动状态。此外，高自然度的人机交互依赖MEMS声学传感器实现语音指令捕捉、声源定位和语音反馈。更高级的需求还包括用于化学环境理解的MEMS嗅觉传感器。

MEMS的核心优势在于其能够在毫米级尺度上集成，允许传感器被嵌入机器人关节、指尖等受限空间，或构建分布式传感网络。这种能力为AI模型提供了物理世界真实、连续和多维的数据基础，是弥补AI与现实环境差异、实现高水平自主具身智能的关键硬件基石。

针对未来市场的巨大增长空间，国内各环节MEMS企业也在加速布局。封测方面，与传统IC相比，MEMS传感器技术壁垒更高，MEMS封装要求也更为严苛。不同于传统IC封装以二维平面结构为主，MEMS需要构建复杂的三维封装体系，从而保障传感器的系统封装可以保护敏感芯片等不受环境影响，并保障芯片对传感检测的感知动作正常、无干扰。加上不同MEMS传感器的功能特性各异，其封装方案往往需要高度定制化。据统计，封装成本在MEMS总成本中占比高达30%-40%，且超过50%的开发阶段良率损失源于封装工艺问题，凸显了其技术壁垒。

深耕MEMS封测领域的晶方科技表示，今年以来，国内市场对MEMS芯片需求量的提高极大地促进了其晶圆级封装业务。该公司具备晶圆级封装、硅通孔、三维RDL等工艺能力，提供微型化、低功耗、高集成、高性能解决方案，成本与产业链优势显著。同时，其拥有完整的8英寸和12英寸晶圆级芯片尺寸封装量产线，具备从晶圆级到芯片级封装的一站式综合服务能力。

在制造方面，10月底，由华鑫微纳投资、中电二公司承建的中国蚌埠传感谷8英寸MEMS晶圆生产线EPC项目首批产品正式下线，标志着全国首条8英寸MEMS晶圆全自动生产线、同时也是全国首条工艺设备配套齐全的压电MEMS量产线正式投入运营。据介绍，该项目总建设投资达50.6亿元。在全部建成投产后，将具备月产3万片晶圆的能力，成为国内产出最大的MEMS全自动晶圆生产线。

总的来说，众多国内厂商在被问及对今年市场环境的感受时，普遍给出了积极的答复。同时，也有厂商提到，竞争对手正在变多，许多fab厂因看到MEMS市场的前景而计划增设相应的生产线。不过MEMS传感器因种类众多、定制化程度高，因此对人才和技术都有较高的门槛。成立时间早的厂商因长期投入，从而积累了较深的护城河。

MEMS产业的下半场已经开幕。这场竞争不再是关于谁能制造出更便宜的单一传感器，而是关于谁能更快地将小型化的硬件、集成化的方案和智能化的AI算法相融合。全球市场正被前沿技术所定义的新应用所驱动，在这一浪潮中，国内厂商能否更进一步，需要我们拭目以待。