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(一)政策加大力度支持传感器产业发展
国家出台系列政策大力支持MEMS与传感器发展。根据《“十三五”国家科技创新规划》《中国制造2025重点领域技术路线图》《十三五规划》《智能传感器产业三年行动指南 (2017-2019年)》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)等政策文件,政策面从关键技术研发、产业应用等角度大力支持 MEMS 与传感器的发展。
技术方面,政策重点支持新型传感器、传感器核心器件、传感器集成应用、智能感知、智能控制、微纳制造、MEMS、新材料传感器、智能蒙皮微机电系统等关键技术的研发攻关。
应用领域方面,政策重点推进工业制造、数控机床、机器人、汽车、航空、农业机械、可穿戴设备、物联网、VR/AR 等领域的传感器发展与产业化。
《中国制造2025重点领域技术路线图》提出,在汽车电子控制系统方面,国产关键传感器国内市场占有率达到80%,到2020年,国内企业将掌握传感器、控制器关键技术,供应能力满足自主规模需求,产品质量达到国际先进水平。
《智能传感器产业三年行动指南 (2017-2019年)》提出,到2019年,我国智能传感器产业规模达到260亿元;主营业务收入超十亿元的企业5家,超亿元的企业20家。
年份 | 政策 | 内容 |
2017年12月 13日 | 《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020 年)》 | 《计划》提出,着重率先突破智能传感器等核心技术,到 2020 年,压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高,信噪比达到 70dB、声学过载点达到 135dB 的声学传感器实现量产,绝对精度 100Pa 以内、噪音水平 0.6Pa 以内的压力传感器实现商用,弱磁场分辨率达到 1pT 的磁传感器实现量产。在模拟仿真、设计、MEMS 工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平,具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。 |
2017年11月 20日 | 《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019年)》 | 《指南》提出:补齐设计、制造关键环节短板,推进智能传感器向中高端升级;面向消费电子、汽车电子、工业控制、健康医疗等重点行业领域,开展智能传感器应用示范;建设智能传感器创新中心,进一步完善技术研发、标准、知识产权、检测等公共服务能力,助力产业创新发展;合理规划布局,进一步完善产业链,促进产业集聚发展。 |
2016年7月 | 《“十三五”国家科技创新规划》 | 《规划》提出,在微电子和光电子技术方面,重点加强极低功耗芯片、新型传感器等技术与器件的研发;在发展智能绿色服务制造技术中,发展机器人、智能感知、智能控制、微纳制造等关键技术;在光电子制造关键装备方面,开展新型光通信器件、半导体照明、高效光伏电池、MEMS(微机电系统)传感器等关键制造装备研发;在工业传感器方面,开展工业传感器核心器件、智能仪器仪表、传感器集成应用等技术攻关,加强工业传感器技术在智能制造体系建设中的应用,提升工业传感器产业技术创新能力;在海洋环境安全保障方面,发展近海环境质量监测传感器和仪器系统。 |
2016年3月 | 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 | 《纲要》提出,在高档数控机床领域开发高档数控系统、轴承、光栅、传感器等主要功能部件及关键应用软件;在新一代信息技术产业创新领域,培育集成电路产业体系,培育人工智能、智能硬件、新型显示、移动智能终端、第五代移动通信(5G)、先进传感器和可穿戴设备等成为新增长点。 |
2015年 | 《中国制造2025重点领域技术路线图》 | 《路线图》提出,到2020年,我国工业传感器、智能仪器仪表和检测设备、制造物联设备等在国内得到规模化应用;在新型工业传感器方面,开发具有数据存储和处理、自动补偿、通信功能的低功耗、高精度、高可靠的智能型光电传感器、智能型接近传感器、高分辨率视觉传感器、高精度流量传感器、车用惯性导航传感器(INS)、车用DOMAIN域控制器等新型工业传感器,以及分析仪器用高精度检测器,满足典型行业和领域的泛在信息采集的需求;在工业传感器核心技术方面,研究传感器无线通信技术、传感器信号处理技术、传感器可靠性设计与试验技术、传感器精密制造与检测技术;在机器人传感器方面,重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉、光敏、高频测量、激光位移等传感器,满足国内机器人产业的应用需求;在机器人关键零部件研制及应用示范工程中,支持减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的研制及产业化应用;在航空专用传感器,提高油液、气体、温度、压力等航空传感器的监测精度和可靠性;研发基于新型敏感材料、新型封装材料、新型导电材料等新材料的传感器;在智能蒙皮微机电系统方面,针对柔性机翼和智能蒙皮的需要,开展相关微机电系统技术研究和集成验证;在汽车电子控制系统方面,国产关键传感器国内市场占有率达到80%,到2020年,掌握传感器、控制器关键技术,供应能力满足自主规模需求,产品质量达到国际先进水平;在农业机械专用传感器,发展施肥播种机械作业深度、行走速度、作业质量等测控传感器,植保机械前进速度、喷量、压力、喷洒面积等测控传感器,收获机械喂入量、清选与夹带损失、割台高度、滚筒转速、产量流量和谷物水分等测控传感器。 |
2015年 | 《产业结构调整指导目录(15年修正版)》 | 《指导目录》鼓励以下传感器产业发展:数字化、智能化、网络化工业自动检测仪表与传感器,原位在线成份分析仪器,具有无线通信功能的低功耗智能传感器,电磁兼容检测设备,智能电网用智能电表(具有发送和接收信号、自诊断、数据处理功能),光纤传感器,传感器电子制造。 |
2015年 | 《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》 | 《方案》支持人工智能领域的芯片、 传感器、操作系统、 存储系统等核心技术研发与产业化工程。 |
2013年5月 | 《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》 | 《计划》提出总体目标(2013~2025 年):传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列,产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”转变,涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到 50%以上。 |
2006年 | 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》 | 《纲要》提出发展传感器网络及智能信息处理,重点开发多种新型传感器及先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术,发展低成本的传感器网络和实时信息处理系统,提供更方便、功能更强大的信息服务平台和环境; 重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术;重点研究异常环境条件下的传感器技术,传感器自动标定技术,海底信息传输技术等 |
表 1 :近年来传感器及微机电系统发展政策一览
(二)国内 MEMS 产业链完整,蓄势待发
中国是全球 MEMS 传感器最大的市场,重点产品包括运动类、声学类、射频类、红外成像等领域,构建了从科研、产品开发、设计到代工制造、封装测试、下游应用的完整产业链。2015 年中国 MEMS 传感器市场规模约为 300 亿元,连续两年增速在 15%以上,随着消费电子、汽车电子、物联网等市场的发展以及国内制造工艺技术的不断革新,中国MEMS 传感器市场将迎来重要发展机遇。
中国是全球 MEMS 行业的增长引擎。中国拥有全球最大的智能手机和汽车市场,但中高端传感器和传感器芯片自主化率低,MEMS 传感器需求十分强劲。以智能手机为例,目前iphone手机中所使用的MEMS器件在9~13个,随着智能手机部件更新的加快,MEMS器件在智能手机中的使用量将有望达到 20 个。随着华为、小米、OPPO、Vivo 等国产手机厂商在全球崛起,预计智能手机所需要的硅麦克风、加速度计、陀螺仪、电子罗盘、射频仪器、高精度压力传感器、气体传感器等EMMS 器件将实现快速增长,2017 年至 2020年,年均复合增速有望达到 20%以上。
MEMS 产业链中,科研环节包括大学、科研院所等机构,产品开发环节包括上海微技术工业研究院、苏州纳米城、无锡物联网等单位,设计环节包括 MEMSIC、硅睿科技、敏芯微电子等,代工制造包括中芯国际、华虹宏力、CSMC、ASMC、耐威科技,封装测试包括长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技等,下游应用包括智能手机、平板电脑、汽车、工业等领域。
国内 MEMS 代工制造以 6 英寸和 8 英寸产线为主,封装测试环节是强项,应用领域正从手机、汽车走向 VR/AR、物联网等领域。
图 1 :中国 MEMS 产业链
中国 MEMS 企业主要集中在长三角。根据 SITRI 的研究,上海、苏州、无锡三地的MEMS 企业占全国的比例约为 19%、18%、16%。中国的 MEMS 企业主要分布在长三角、京津冀、珠三角。
图 2 :中国 MEMS 企业分布
应用领域 | MEMS器件 | 主要企业 |
消费与移动领域 | 惯性传感器 | MEMSIC 美新、Senodia 深迪、QST 矽睿、 MiraMEMS 明皜、TUMEMS 水木智芯、Silan 士兰微、 |
麦克风 | Goertek 歌尔、AAC 瑞声、GETTOP 共达电声、 MicroLink 上海微联、 | |
压力传感器 | Consensic 无锡感芯、 Lexvu 上海丽恒光、 | |
光传感器 | Epticore 上海艾谱科微、 Simaera 上海芯晨、 | |
RF 传感器 | SiMEMS 苏州希美、 ROFSmicro 天津诺思、 | |
汽车与工业领域 | 惯性传感器 | MT Microsystems 河北美泰、MEMSensing 苏州敏芯、 |
压力传感器 | First MEMS 青鸟元芯、NanoMEMS 无锡纳微、 | |
红外热成像 | Dali-Tech 浙江大立、Magnity 上海巨哥、Luxvu 上海丽恒光、Guide Infrared 武汉高德、GWIC 北京广微积电、 Raytron 烟台睿创、 | |
生物与医疗领域 | Jinshan 重庆金山、 Micropoint 深圳微点生物技术、 |
表 2 :按照应用领域中国主要 MEMS 企业的分布
文章来源:民生证券研究院