MEMS传感器，必争之地

“超越摩尔”的赛道中有很多关键词，MEMS也算其中一个。

当你戴着 TWS 耳机语音唤醒 AI、驾驶新能源汽车平稳制动、用智能手表监测心率时，一颗尺寸仅几毫米的 MEMS（微机电系统）正在默默工作。

这个集多部分于一体的“超小系统”，正是智能化时代的 “感知神经”。

01 中国MEMS，日益壮大

MEMS全称Micro Electromechanical System，即微机电系统，MEMS产品将具有不同功能的微传感器、微执行器、微结构、信号处理与控制电路、通讯/接口单元在硅晶圆上制作而成，是微型机械加工工艺和半导体工艺相结合的产品。

用MEMS技术制造的新型传感器，就称为MEMS传感器。而MEMS芯片和ASIC芯片是一个MEMS传感器中技术和价值含量最高的部分。MEMS芯片负责感知信号，将测量量转化为电阻、电容等信号变化；ASIC芯片负责将电容、电阻等信号转换为电信号，其中涉及到信号的转换和放大等功能。

典型的MEMS产品包括加速度计/陀螺仪、麦克风、压力传感器、惯性测量单元IMU、射频滤波器、光学MEMS。

近日，知名咨询机构Yole Group发布《Greater China MEMS Industry 2025》（2025年大中华区 MEMS 产业）报告，这是其首次对中国的MEMS产业出具报告。

数据显示，2024年中国的MEMS产业营收规模达到17亿美元（约合121亿元人民币），较2023年增长8.4%，MEMS器件出货量达到54亿颗，占全球 MEMS 市场份额的 10%。

Yole 集团的 MEMS传感技术与市场高级分析师Pierre-Marie Visse 认为，这一势头将持续下去，2025 年将恢复到新冠疫情前的增长状态，所有终端市场（从消费市场到汽车和工业市场）的大趋势将推动需求增长。

Yole预计，在持续的投资、设计能力日趋成熟以及本地需求不断增长的支持下，中国的MEMS市场营收2024-2030年复合年增长率（CAGR）为3.6%，到2030年中国市场MEMS器件出货量将突破66亿颗，营收规模将达到20亿美元。

02 MEMS器件，两个爆发点

在全球MEMS市场中，消费电子依然是最大单一应用板块，市场占比约60%。中国MEMS 的增长也主要依赖中低端消费电子市场的出货量拉动，比如，TWS耳机、智能手表等可穿戴设备推动MEMS麦克风、惯性传感器需求，单设备搭载量从1颗增至3-5颗，可穿戴设备相关MEMS年增长率超10%。AI眼镜等新兴终端催生骨传导声学传感器等新品类，成为消费级MEMS新增长点。

中国企业在MEMS麦克风、加速度计、压力传感器等领域已建立起较为完整的本土供应链体系。代表性企业包括敏芯股份、歌尔微电子、瑞声科技、士兰微电子等。

其中敏芯股份是国内首家登陆科创板的纯MEMS企业，掌握自主知识产权的MEMS+ASIC一体化设计能力，MEMS麦克风出货量位居全球前列。歌尔微电子背靠歌尔股份，依托强大的客户资源（苹果、华为、小米等），已成为全球领先的MEMS麦克风与惯性传感器供应商。瑞声科技在声学与触觉反馈MEMS领域具备全球竞争力，其WLG晶圆级封装技术显著提升产品可靠性。士兰微电子则布局MEMS传感器与专用ASIC芯片协同优化，重点拓展智能家居与白色家电市场。

高端市场仍被博世、意法半导体、德州仪器等国际巨头垄断。中国MEMS 产业目前仍处于 “量增价低” 的阶段，在汽车级、工业级等高附加值领域的话语权较弱。

汽车与人形机器人也被视为中国MEMS产业未来的重要增长点。

自动驾驶的普及正推动车载 MEMS 需求激增 —— 毫米波雷达（含 MEMS 天线）、激光雷达（MEMS 振镜）、车载麦克风、压力传感器等器件，每辆智能汽车的 MEMS 搭载量从传统汽车的 5-8 颗增至 20-30 颗。

博世（Bosch）、恩智浦（NXP）和意法半导体（ST）等国际巨头在发动机管理、安全气囊和电子稳定程序等关键应用上仍占据主导，比如：博世的汽车级IMU可通过AEC-Q100 Grade 1认证；ST的LIS3DH系列加速度计在振动噪声、零偏稳定性方面远超国产同类产品；TI的DLP3000芯片采用MEMS微镜阵列，实现百万级像素动态投影，广泛用于车载抬头显示（HUD）。

本土厂商在例如车载惯性传感器等领域的机会窗口正在迅速扩大。如今，不少原先主要服务于消费电子的中国MEMS厂商，正在向汽车与工业等高价值领域拓展。士兰微电子正在研发更高精度的惯性传感器产品，并计划于2025年推出多款车用MEMS传感器产品，包括辅助驾驶系统的高精度惯性传感器、安全气囊的碰撞传感器等。同时，敏芯微控股子公司中宏微宇的惯性测量单元（IMU）产品已实现客户突破，营业收入显著提升，该公司正着手研发未来可用于车载、机器人、农机等不同应用领域的IMU产品。

人形机器人正成为继消费电子、汽车之后又一个拉动MEMS需求的重要赛道。特斯拉、Figure AI等全球科技企业纷纷加快布局，推动人形机器人从实验室走向量产。在机器人运动控制与姿态维持方面，MEMS传感器发挥着不可替代的作用。

其中，IMU是机器人的 “平衡小脑”，像 Optimus 就搭载了 40 颗以上的 IMU 传感器，分布在四肢、头部等位置。它集成了 MEMS 加速度计和陀螺仪，可实时捕捉机器人的加速度、角速度和姿态信息，误差能低至微米级，以此确保机器人行走、跑步时的动态平衡，避免倾倒。

力传感器多安装在手腕、脚腕等关节处，常见的是六维力矩传感器。其能精准测量三维空间内的力和力矩数据，比如感知脚部接触地面的反作用力，帮助机器人调整重心和步态；也能辅助手腕把控操作力度，让机器人完成搬运物品等动作时发力更平稳。

此外还有触觉传感器、辅助感知类MEMS传感器等，触觉传感器使机器人能精准控制抓取力度，实现夹持鸡蛋、折叠衣物等精细操作，避免损坏物体。辅助感知类 MEMS 器件包括 MEMS 测距芯片和微振镜。其中测距芯片可助力机器人探测周围障碍物，完成路径规划；微振镜用于激光雷达，能配合视觉算法实现实时环境探测，让机器人适应复杂的家居或工业场景。

随着人形机器人对微型化、低功耗传感器的需求上升，全球MEMS市场稳步增长，一个高度拟人化的人形机器人往往需要上百颗MEMS传感器，随着人形机器人的产业化，每一台机器人的传感器用量甚至可能达到 200~300颗 MEMS传感器。

除了消费电子、汽车、机器人等主流赛道，MEMS 在商业航天、光电等小众领域的突破，正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郭颖向半导体产业纵横表示，该公司专注于 MEMS压电快反镜这一细分品类，其产品已成功应用于商业航天卫星的激光通信系统，成为实现高速星间通讯的核心器件。相较于传统压电陶瓷快反镜，该 MEMS 快反镜实现了轻量化、低功耗、高精度、高可靠、低成本的革命性突破，目前已拿到批产客户订单，等待在轨验证。

尽管应用场景持续扩容，但代工体系的短板已成为中国 MEMS 产业向高端突围的核心制约。与国际巨头普遍采用的 IDM（设计制造一体化）模式不同，中国 MEMS 企业以 Fabless（无晶圆厂）为主，而 MEMS 工艺的强专用性进一步放大了这一模式的痛点。

业内人士向半导体产业纵横表示，MEMS 工艺不存在统一标准，不同细分领域的产品对晶圆厂的硬件设备、工艺流程、参数调试均有差异化要求，且批次一致性控制涉及大量柔性技术经验。对于 Fabless 企业而言，这意味着需要与代工厂深度绑定：在代工厂缺乏成熟工艺时，需联合开发适配模块；即便代工厂具备基础工艺，也需根据芯片设计路线定制具体流程。

IDM 模式虽能实现设计与制造的深度协同，但高昂的投入让多数企业望而却步。业内测算，一条 MEMS 中试线投入约 10-15 亿元，量产线则需 200 亿元以上，且单台设备价格高达数千万元，再加上封装测试环节的额外投入，对企业资金实力提出极高要求。因此，国内仅有少数企业尝试 IDM 模式，多数企业仍依赖代工体系。

值得注意的是，8 英寸与 12 英寸硅片的选择仍无统一答案。行业人士普遍认为，8 英寸工艺成熟度高、良率稳定，仍是当前多数 MEMS 产品的首选；12 英寸虽具备成本优势，但需与良率提升、设备更新形成协同，短期内难以成为主流。这种工艺路线的选择分歧，也反映了 MEMS 代工行业的不成熟性。

Yole Group 估算，2024 年大中华区 MEMS 企业共加工晶圆约 33.8 万片，预计到 2030 年将增长至 43.8 万片，占全球 MEMS 晶圆产量的约 9.5%。得益于产业生态的活力，这一比例有望在未来几年突破 10%。

03 下一代MEMS技术，颠覆产业

英国知名研究公司IDTechEx在一份报告中关注了即将颠覆产业的下一代尖端MEMS技术，重点聚焦了3个关键领域：先进MEMS IMU、MEMS重力计以及MEMS扬声器。

先进MEMS IMU方面，据QYR数据显示，2023 年全球 MEMS IMU 芯片市场规模已达到约 32 亿美元。预计在 2024 - 2030 年期间，市场规模将以年复合增长率（CAGR）约 8.5% 的速度持续增长，到 2030 年有望突破 60 亿美元。这一增长背后有诸多驱动因素。随着物联网、人工智能、自动驾驶等新兴技术的兴起，对高精度、小型化、低功耗传感器的需求急剧增加。

MEMS重力计方面，虽然重力通常被引用为9.8 m/s²，但实际值会有显著变化。地下埋藏的矿产、洞穴和资源都会改变当地的重力值，而监测重力微小偏差的能力将开启传感的新维度。重力是一种加速度，因此极其精确的加速度计可以提供高度准确的局部重力场值。

MEMS扬声器方面，消费电子领域几十年来一直是MEMS创新的温床。对更小、更高效、更经济组件的需求，推动了MEMS麦克风、MEMS加速度计和MEMS陀螺仪在智能手机中的应用。MEMS扬声器可能成为下一个热门MEMS应用。