MEMS惯性传感行业分析

引言

MEMS惯性传感器主要分为陀螺仪、加速度计及惯性传感组合（IMU，通常情况下每套IMU包含三组陀螺仪和加速度计）。MEMS惯性传感器具有体积小、重量轻、成本低等优点，因此在消费电子、汽车、工业、医疗健康等多个领域得到广泛应用。其中，陀螺仪是一种测量物体旋转角度和快慢的器件，主要用于导航定位、姿态感知、状态监测、平台稳定等。汽车是MEMS惯性传感器的第二大细分市场，在汽车产业迈向电动化、智能化、网联化、共享化发展浪潮中，高精度定位导航需求牵引及MEMS技术驱动双重因素助推高性能MEMS陀螺仪在汽车行业的应用逐渐拓展到自动驾驶领域，MEMS惯性传感器作为自动驾驶汽车定位的关键元件之一，将随汽车智能化的提升而快速发展。随着L3及以上自动驾驶的逐步渗透，MEMS惯性传感器（陀螺仪）行业规模也将持续增长。

行业现状

1、市场规模

根据Yole Intelligence的统计，全球MEMS惯性传感器的市场规模从2018年的28.31亿美元、31.21亿颗增长至2021年的35.09亿美元、39.39亿颗，预计该市场将于2027年增长至49.43亿美元、60.60亿颗，复合增长率分别为6.39%和7.65%。

从市场结构来看，2021年IMU、加速度计、陀螺仪、磁力计的占比分别为52.15%、34.74%、10.66%、2.45%，2021-2017年MEMS IMU市场持续增长，MEMS陀螺仪的市场呈现逐年萎缩态势，主要原因系独立的MEMS陀螺仪在高端消费电子和汽车电子市场中逐渐被IMU所替代。其中，预计2027年全球MEMS陀螺仪市场规模为3.41亿美元、2.32亿颗，全球MEMS IMU市场规模将增长至27.92亿美元、22.82亿颗。

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数据来源：Yole Intelligence

注：磁力计市场规模相对较小，数据未列入图表

数据来源：Yole Intelligence

根据Yole统计，MEMS惯性传感器主要应用于消费电子及汽车电子领域。从销售量看，2021年MEMS惯性传感器在汽车电子领域销售量为6.57亿颗，占比16.68%；预计2027年MEMS惯性传感器在汽车电子领域销售量为8.61亿颗，占比为14.21%。

根据芯谋研究数据，中国MEMS惯性传感器市场规模由2018年的45.7亿元增至2022年的77.4亿元。2022年以来，自动驾驶快速发展，高精度定位导航需求牵引与当下汽车市场销量兴旺趋势下，MEMS惯性传感器（陀螺仪）刚需爆发，预计中国惯性传感器市场将以10.2%的增速快速增长，至2027年增长至125.7亿元。

数据来源：芯谋研究

从细分品类市场来看，芯谋研究在《2022年中国MEMS惯性传感器市场分析报告》中提到，MEMS IMU占惯性传感器市场份额最大，占比约为56%，MEMS陀螺仪的市场规模占比约为10%（MEMS加速度计的市场规模占比约为34%）。预计MEMS陀螺仪将从2022年的7.8亿元增长到2025年的9.0亿元，2027年将达9.1亿元，MEMS IMU市场规模从2022年43.1亿元以11.9%的增速增长，到2025年增长至61.8亿元，至2027年达75.5亿元。

数据来源：芯谋研究

数据来源：芯谋研究

从细分应用市场来看，中国新能源汽车销售持续增长和L2+自动驾驶的逐步落地背景下，中国MEMS陀螺仪及MEMS IMU需求量也将水涨船高。Bosch资料显示，一辆汽车中配置4颗陀螺仪。根据中国汽车工业协会数据，2023年，我国汽车产销量分别达3016.1万辆和3009.4万辆，同比分别增长11.6%和12%，预计 2025年中国汽车销量将达到3000万辆。据此推算，2025年中国汽车用MEMS陀螺仪市场需求量将达1.2亿颗。

当前，很多新能源厂商将MEMS IMU作为车载惯导系统的一部分，起到提高驾驶安全性、辅助GPS导航的作用。根据中国汽车工业协会数据，2023年，我国乘用车产销量分别达2612.4万辆和2606.3万辆，同比分别增长9.6%和10.6%，新能源汽车产销量分别达958.7万辆和949.5万辆，同比分别增长35.8%和37.9%，市场占有率达31.6%，高于上年同期5.9个百分点。根据中商产业研究院统计，我国自动驾驶等级正在由L2向L3+过渡。2023年我国在售新车L2渗透率达51%，L3和L4渗透率分别分别为20%和11%，按照《汽车产业中长期发展规划》（工信部联装〔2017〕53号），到2025年，我国自动驾驶汽车渗透率达到80%，其中L2和L3的渗透率达到25%。按照L2/L3+汽车装配一颗IMU的比例为20%计算，预计2025年中国汽车用MEMS IMU市场需求量将达150万颗。

2、中国MEMS惯性传感器竞争格局

根据头豹研究院于2023年发布的MEMS惯性传感器系列报告，中国MEMS惯性传感器市场竞争集中于民用领域，汽车是MEMS惯性传感器第二大民用领域，仅次于消费电子，在汽车领域，自动驾驶有望成为MEMS惯性传感器应用市场的关注焦点。

当前MEMS惯性传感器产品仍是国际领先企业占据主导地位，从MEMS惯性传感器细分产品看，Bosch、ST等头部企业合计占据中国加速度计器市场70%以上份额，占据陀螺仪80%以上份额，占据IMU 85%以上份额。从市场集中度角度而言，加速度计市场CR3大于80%，陀螺仪计市场CR3大于90%，IMU市场CR3大于95%。

随着中国企业的技术研发技术不断提升，国产替代正在加速，当前我国MEMS惯性传感器元器件设计的厂商数量已初具规模， MEMS先进产线在持续加快布局。由于但传统应用领域已被国际企业占据，中国企业在新技术革命浪潮中，借助中国在新能源汽车、5G等行业的发展优势和契机，力争在自动驾驶、物联网领域新兴市场进行实现突围。

3、MEMS惯性传感器产业链

MEMS惯性传感器行业产业链分为三个环节。产业链上游参与主体为传感器元器件设计企业、软件、原材料及设备供应商，产业链中游参与主体是传感器加工、封装测试企业，纯MEMS晶圆制造企业是MEMS惯性传感器晶圆的主要加工企业，产业链下游参与者为传感器应用解决方案提供商及终端设备系统集成商等。

4、MEMS陀螺仪工艺流程

MEMS陀螺仪主要由MEMS芯片和ASIC芯片构成，主要工艺有：MEMS工艺（硅基MEMS加工，包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术）、ASIC工艺（一般采用CMOS工艺）、封装、测试。