惯性传感器行业大调查:中国市场规模超预期!

2023-06-13
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惯性传感器是一种高度精密的传感器,其主要功能是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转以及多自由度(DoF)的运动。作为导航、定向和运动载体控制中必不可少的组成部分,惯性传感器在现代科技领域中具有非常重要的地位。MEMS惯性传感器更是广泛应用于消费电子和汽车制造领域,成为支撑中国科技发展的重要底层硬件之一。


1.借助惯性传感器的高精度测量技术,我们能够更加准确地获取实时运动数据,从而实现运动控制和导航定位等应用领域的重大突破。在中国,MEMS惯性传感器已有行业定义,根据国家标准GB7665-87,传感器指的是能够感受规定的被测量,并按照一定规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置。惯性传感器则是一种用于检测被测物体惯性力,进而测量其加速度、角速度及相应运动状态变化的传感器。而MEMS惯性传感器则是利用MEMS微加工技术和半导体集成电路制造技术制作而成,并由质量块、弹性元件、敏感元件等机械结构件(传感器芯片)和信号处理电路(ASIC)等部分组成。


2. 中国MEMS惯性传感器行业分类 现今的MEMS惯性传感器市场可以按照被测物理量分成三类。​​



3. 中国MEMS惯性传感器行业的独特之处 MEMS技术下的惯性传感组合(IMU)是基于加速度计和陀螺仪的组合,能够全面测量多个方向的加速度和角速度。这种技术在中国的特点包括广泛的产品下游应用、本土竞争力相对较弱和细分市场的差异化。



4. MEMS惯性传感器从发展初期到高速发展期的历程 1954年,压阻效应的发现为微型压力传感器的研制提供了理论基础。随着技术的不断进步,60年代Draper实验室对MEMS加速度计的研发工作启动,标志着该行业进入启动期。在启动期期间,多项革命性的产品相继问世,为后来的产品提供了原型。经过了40年左右的启动期过渡,美国ADI公司研制出世界上第一款单片集成的商用陀螺仪ADXRS,这标志着该行业的高速发展期正式开始。随着MEMS加速度计不断向着轻量化、高精度、经济化的方向发展,该行业已经取得了很大的进步。


现今,国内厂商已经在技术追赶的道路上走了十余年,从一开始的默默无闻,逐渐崭露头角,成为市场头部舞台的主角。为了更加清晰地了解产业发展的现状和方向,芯谋研究特别组织了一支专业分析师团队,他们调研了相关市场并将其撰写成文,以便更好地指导大家如何把握产业发展的脉搏。

中国MEMS惯性传感器产业链情况

中国的MEMS惯性传感器行业产业链可以分为三个环节。上游涵盖了材料、设备以及EDA等,中游则包括设计、晶圆制造、封测等环节。晶圆制造环节可以再分为MEMS晶圆制造企业和IDM企业两类。下游终端厂商则覆盖了消费电子、汽车、工业、医疗、航天等多个领域。虽然MEMS惯性传感器对于制造节点的要求并不高,但对工艺的要求比较特殊,因此整条产业链较为复杂。为了增强设计-生产协同整合能力,国际龙头厂商多采用IDM模式。相比之下,国内规模较小的厂商主要以代工的方式为主,但也有部分厂商采用IDM模式。


中国惯性传感器市场分析

1.市场规模和增长趋势

中国的MEMS惯性传感器市场主要分为民用市场和军规级市场。虽然军规级产品通常成本高昂,尺寸较大,多为非标产品且应用场景和需求量较特殊,但是本报告侧重于探讨民用市场情况。 近些年来,MEMS技术的不断进步和工艺水平的提升,使得MEMS惯性传感器的制造成本大幅降低,测试精度和环境适应性等性能指标也得到了显著提升。这些进步使得MEMS惯性传感器在下游得到广泛应用。中国蓬勃发展的消费电子产业为MEMS惯性传感器市场需求提供了基础支撑,几乎每一类可测量运动状态或受运动状态影响的消费电子产品均搭载了MEMS惯性传感器。因此,中国MEMS惯性传感器市场在过去几年中呈现逐年增长的趋势,2022年市场规模总量为77.4亿元。 未来五年,中国MEMS惯性传感器市场的主要增长驱动力来自下游自动驾驶汽车、机器人和工业设备市场的爆发。尤其是在自动驾驶领域,MEMS惯性传感器将为汽车自动驾驶提供动态导航辅助功能。预计中国惯性传感器市场将以10.2%的增速快速增长,至2027年达到125.7亿元。


中国市场竞争分析

1.市场竞争格局

MEMS加速度计常常与MEMS陀螺仪一起搭配使用,这种设计和加工技术已经趋于成熟。在民用领域,对成本、尺寸和产能规模等方面有着高度综合要求。预计到2022年,国内加速度计市场将被国际厂商所占据。目前,市场份额最大的MEMS惯性传感器厂商是BOSCH,其市场占有率达到28%。其次是ST和Murata,分别占18%和12%的市场份额。

相比国际领先企业Bosch、ST等,本土企业的市场占有率低、营收规模小、技术积累少、客户资源和产品验证机会也相对较少,目前仍处于跟随状态。然而,随着本土加速度计技术的不断成熟,各大本土厂商正在加速追赶。其中,士兰微和美新半导体是本土企业中占有份额最大的,它们在中国市场排名第五和第六,分别占据9%和7%的市场份额。其他前五大本土厂商包括明皜传感、矽睿科技和敏芯股份,它们分别拥有4%、1%和不到1%的市场份额。随着本土企业逐步提升技术水平和客户资源,我们相信在未来的市场中,它们将会不断强大发展并竞争更多的市场份额。



在国内的MEMS陀螺仪市场上,国际巨头Bosch、ST、TDK等厂商一直占据主导地位。但是,我们也不能忽视国内企业深迪半导体、美新半导体、矽睿科技等在这个领域所做出的贡献。由于市场规模较小,国内厂商的销售额无法得到准确排名,因此我们无法展示具体数据。不过,这并不能掩盖国内厂商在MEMS陀螺仪领域所做的不懈努力。他们持续不断地推出新产品、改进技术、提高质量,致力于在国际市场上展示中国企业的实力。


在MEMS IMU市场,国际厂商掌握着垄断地位,市场份额分布相当集中。据数据显示,前三家国际厂商的市场份额已经占据了接近80%,而前五家国际厂商则占据了超过90%的市场份额。其中,BOSCH以33%的份额获得了市场第一的位置,ST和TDK分别以25%和21%的市场份额跟随其后。显然,国际厂商的实力和影响力不容小觑。


MEMS惯性传感器在国内发展的时间虽然相对较短,但由于下游行业的迅速发展,其市场规模增速较快。随着技术的不断进步,MEMS惯性传感器在汽车、智能手机、平板电脑、无人机、工业自动化等领域的应用也不断扩大。例如,在智能手机和平板电脑中,MEMS惯性传感器可以实现多种应用,如自动横竖屏切换、运动感应、指南针、虚拟现实等。而在汽车和工业自动化中,MEMS惯性传感器也能够实现车辆姿态控制、自动驾驶、高精度导航等应用。 如今,MEMS惯性传感器正朝着高精度、高可靠、小体积、集成化、实用化、低成本的方向发展,行业的规模和头部企业效应也愈发明显。只有头部企业才能借助降低生产成本、提升产品性能、提高产品稳定性与可靠性等方面的优势来占据市场份额,并与下游大客户形成合作关系。因此,MEMS惯性传感器行业将在不断追求技术创新和升级的同时,加强与下游客户的合作,实现更大的市场份额。


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