MEMS是傳感器乃至整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重要的技術(shù)分支，目前正處于第三次產(chǎn)業(yè)浪潮的爆發(fā)期，方興未艾，中國及全球MEMS產(chǎn)業(yè)風(fēng)云變幻，新舊企業(yè)起起落落，MEMS霸主幾經(jīng)易主，產(chǎn)業(yè)并購無數(shù)。

本文為我們講述了十年來全球MEMS產(chǎn)業(yè)的歷史：博世稱雄的歷程，博通被收購后變身全球MEMS第二，德州儀器TI增長乏力，惠普戰(zhàn)略失誤出售測量部門后成就今天的博通，ST意法半導(dǎo)體曾用MEMS傳感器幫助東芝推出“防撞數(shù)據(jù)保護(hù)”筆記本；MEMS市場過去10年最大的變化和市場；國內(nèi)最大的兩家變送器，靠的都是美國傳感器；中國MEMS慣性傳感器龍頭美新從美股私有化后被分拆的歷史；歌爾瑞聲敏芯美新西人馬通用微等中國MEMS力量正在急速崛起……

文末提出了關(guān)于MEMS產(chǎn)業(yè)的疑問：未來，改變當(dāng)今MEMS格局的市場在哪里？

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原文作者：林雪萍 | 北京聯(lián)訊動力咨詢有限公司總經(jīng)理，天津大學(xué)精儀學(xué)院兼職教授

（注：本文有部分刪減）

人的行為，正在被全方位跟蹤。手機(jī)、腕表、體重計、可穿戴設(shè)備等這些產(chǎn)品的背后，都有著不起眼的智能顆粒，可以全天候、全空間地識別人的行為狀態(tài)，一絲不差地記錄著消費者習(xí)慣和邏輯內(nèi)涵，它們甚至比人本身還了解自己。

這個智能顆粒，就是一種叫做MEMS傳感器。它一半是芯片，一半是機(jī)械，就像是全芯片武裝的微型機(jī)甲戰(zhàn)士，深刻改變了人與大自然交互的局面。它令人耳目一新的地方在于：這是第一款超越人類感官的傳感器。

智能手機(jī)中，就藏著這個奧秘。早在2012年的iPhone 5，就采用了4個MEMS傳感器。而最近五年越來越風(fēng)靡的真無線耳機(jī)TWS，背后都是MEMS的貢獻(xiàn)。

而這個領(lǐng)域供應(yīng)商的江湖，基本算是波瀾不驚。三十家企業(yè)，可以占據(jù)整體銷售額的90%。它們基本都是榜單上的老面孔，半機(jī)械加上半芯片，進(jìn)行著賽道上的較量。

全球MEMS市場風(fēng)云變幻，雙雄爭霸，韓國缺席，中國力量崛起

全球MEMS收入在2020年達(dá)到1000多億元的市場。江湖上還是老面孔多。但十年前的王者HP，已經(jīng)從第一名跑到后面去了，而博通則異軍突起。一沉一浮，背后就是桌面計算機(jī)時代，向移動互聯(lián)網(wǎng)的全面轉(zhuǎn)身。

打印機(jī)銷量下降，而打印機(jī)噴墨所需要的MEMS傳感器就繼續(xù)下滑，而智能手機(jī)的射頻傳感器的市場則急劇放大，這使得博通這樣的供應(yīng)商想不掙錢都不容易。

整體而言，這是一個無聊的江湖。驚喜并不多。芯片行業(yè)，都在指向大整合。但MEMS傳感器則是一個另類，它拒絕了選擇寡頭壟斷的形態(tài)，而是維持著多元競爭的局面。

它大概呈現(xiàn)了兩個大哥帶20多個小弟的局面。博通和博世是雙雄大戰(zhàn)，各自以近100億人民幣的收入領(lǐng)先于行業(yè)；緊隨其后的是，腰斬一半，大概在50億元的中級選手依次向下。他們就像鋼琴的按鍵一樣，連續(xù)而均勻地從高音區(qū)排到低音區(qū)。5億元人民幣的營收，差不多就可以進(jìn)入全球Top30名單內(nèi)。

▲2022年MEMS Top30企業(yè)名單，來源：Yole

MEMS傳感器格局基本跟隨了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的腳步，最強(qiáng)的依然是美國，占據(jù)大半壁江山。歐洲以大牌廠家如博世、意法、恩智浦等占據(jù)一席之地，日本以多品牌而獨具特色。韓國則意外缺席，而中國靠真無線耳機(jī)的麥克風(fēng)而占據(jù)兩席位置。

博世博通兩家獨大，但挑戰(zhàn)者眾多

全球MEMS傳感器中，博通和博世兩家獨大的原因。

但二者領(lǐng)先的原因，則各有不同。

博世多年來一直幾乎不離榜首，它最厲害的地方，就在于在應(yīng)用市場能夠腳踩多只船。

它在消費和汽車市場的表現(xiàn)過于強(qiáng)勁，每輛新車平均包含5個博世MEMS，而全球一半的智能手機(jī)至少包含1個博世MEMS。

跟其他廠家多元化的策略不同，博世在這個領(lǐng)域，只提供MEMS傳感器而不提供產(chǎn)品（例如瑞聲在2020年雖然有170億元的收入，但絕大部分都是由耳機(jī)而非傳感器貢獻(xiàn)的）。這也讓博世在MEMS業(yè)務(wù)上的成功格外耀眼。

博世MEMS傳感器的麻煩，在于有一堆的騷擾者，就像是被一群小髭狗盯上的獅子。如意法半導(dǎo)體，在消費市場上直接競爭的是同類型的設(shè)備，但它在汽車市場并不活躍；恩智浦倒是擁有可以競爭的傳感器，但也只是在汽車領(lǐng)域吃得開。而博世同時占住了消費電子和汽車領(lǐng)域，還沒有任何一家擁有這樣的實力。

博通本是外來戶。雖然它是芯片巨頭，但在2016年以前，它在榜單上啥位置都沒有。2016年一家MEMS射頻傳感器收購了博通，并將新公司繼續(xù)命名為博通（準(zhǔn)確應(yīng)該叫做新博通）。這使得2016年排行榜上，亞軍位置就變成了博通，而第二年就成為全球最大的MEMS廠家。

這種驚人的市場驅(qū)動力是來自智能手機(jī)。4G手機(jī)開始普及的移動互聯(lián)網(wǎng)，大大提高了這種傳感器的需求量。智能手機(jī)，重寫了MEMS的產(chǎn)業(yè)格局。意法半導(dǎo)體ST和美國德州TI這些昔日Top3的廠家，就是被智能手機(jī)粗魯?shù)赝妻胶竺妗?/p>

博通的煩惱，是孤獨而犀利的。因為，它正在被一個有著更強(qiáng)加速度的獵豹所追逐。這個獵豹就是美國Qorvo。在射頻-MEMS領(lǐng)域，這兩家公司都是同一設(shè)備類型的強(qiáng)者。在2016年全球前三十名MEMS公司排名中，Qorvo就已經(jīng)開始呈現(xiàn)了驚人的加速度。

10年風(fēng)云，昔日MEMS霸主的落寞

十年前，德州儀器TI和惠普HP占據(jù)了頭把交椅。

十年來，最無奈的應(yīng)該屬于德州儀器TI。它的MEMS產(chǎn)品營收一直保持在8億美元的水平。由于原有的產(chǎn)品已經(jīng)飽和，因此銷售額增長乏力，TI不得不苦等新市場的成熟。而3D手勢識別、汽車平視頭盔HUD或智能照明等應(yīng)用，對TI的產(chǎn)品尚沒有形成明顯的啟動。這些都是TI的尷尬之處。它的翻身仗還是要靠車載市場的激光雷達(dá)了。

HP是蒼茫夜色下的遲暮英雄。當(dāng)年它將測量部分從計算機(jī)部門分拆后出售，顯然是對于未來的一個誤判。這個被出售的部門，最后逐漸演化形成了MEMS傳感器的全球老大博通。

HP當(dāng)年的出售，似乎是出賣了靈魂。HP高層當(dāng)時以為只有一個賽道，而個人電腦與打印機(jī)家庭裝是王者之道。

彼時的德州儀器TI，也呈現(xiàn)了老態(tài)龍鐘的步伐，它的數(shù)字處理器沒能搭上液晶LCD平板電視的快船。排名第一是兩個老年人的競爭，但時代已經(jīng)翻篇了。家庭打印機(jī)的數(shù)量越來越少了。人們開始使用智能手機(jī)和平板電腦，而不是打印大量文檔。

這期間，金山WPS軟件沒有在桌面市場站穩(wěn)腳跟，但卻在手機(jī)閱讀頁面大展身手。WPS能夠曲線崛起的原因，就是惠普正面跌落的殺手。打印機(jī)銷量下降，噴墨頭的需求就會受影響。同樣日本佳能和愛普生的傳感器業(yè)務(wù)，同樣受到打印機(jī)沒落的拖累，頗有同病相憐的意思。大浪之下，下沉的往往不是一家，而是昔日所有的競爭對手，齊齊翻船。

混戰(zhàn)：沒有一種設(shè)備能真正改變MEMS格局

意法半導(dǎo)體ST的MEMS業(yè)務(wù)，曾經(jīng)有著輝煌的歷史。當(dāng)年在東芝推出的“防撞數(shù)據(jù)保護(hù)”筆記本，一時驚艷。當(dāng)筆記本處于跌落狀態(tài)的時候，MEMS就自動感知和啟動，關(guān)閉數(shù)據(jù)硬盤，從而有效保護(hù)數(shù)據(jù)。

這是ST替東芝以及隨后跟進(jìn)的IBM筆記本所研制的一種場景（該故事被筆者作為“長臂灰度創(chuàng)新”，在《灰度創(chuàng)新》這本書有描述）。現(xiàn)在，雖然它也一直難以在汽車和工業(yè)MEMS市場有所斬獲，但依然有著一個強(qiáng)大的后臺，蘋果是其最重要的客戶。作為唯一大客戶，這讓它一直處于警惕的狀態(tài)。

Qorvo目前排在第五位，在華為高端手機(jī)中，不可缺少的芯片名單就有這個公司。作為一家射頻廠商，它真的是一只初生牛犢，這幾年狂飆猛進(jìn)。Qorvo是在2015 年，由兩家RF解決方案供應(yīng)商合并而成，也是有著強(qiáng)烈的國防軍工背景。隨后，趕上了射頻傳感器的大發(fā)展。

Qorvo成立后，進(jìn)行了多次并購，來擴(kuò)大其產(chǎn)品線。Qorvo凌厲的攻勢，注定要給博通這樣的冠軍帶來很多麻煩。

剩下的就是兄弟混戰(zhàn)。英飛凌、森薩塔Sensata、日本電裝Denso、安費諾、和邁來芯Melexis等專注于汽車類市場，Alps以及日本旭化成AKM、索尼、村田則主要服務(wù)于消費類市場，松下重在工業(yè)領(lǐng)域，霍尼韋爾在工業(yè)和航天軍工。而泰科TE恩智浦NXP在多個市場都有涉足，由于多次收購，泰科的多元化能力大幅度增強(qiáng)。

MEMS市場在過去10多年，最大的變化是來自智能手機(jī)和關(guān)聯(lián)產(chǎn)品如智能耳機(jī)。除此之外，還沒有任何一種設(shè)備，能夠真正改變MEMS的市場內(nèi)格局。出乎意外的是，汽車電子雖然崛起，但并沒有為這個市場增加新的面孔。而增強(qiáng)現(xiàn)實AR等雷聲大雨點小，讓人不得不表示失望。

殘酷的市場：MEMS獨立廠商市場潛力巨大被不斷并購

日本電氣化學(xué)公司TDK，一直就是電子原材料和元器件的先鋒。作為昔日錄音機(jī)磁帶和電腦磁盤的王者，它現(xiàn)在專注在各種電容器以及傳感器系統(tǒng)。旗下有多個不同品牌。

2015年前后TDK對于MEMS業(yè)務(wù)，可以說是用恍然大悟的信念和老房子著火的決心，一口氣連續(xù)吃下三個公司。成為日本近十個MEMS廠家中的頭牌，力壓松下、電裝和旭化成。值得關(guān)注的是TDK收購的這兩家，分別是在全球第三和第四家上市的MEMS公司。

而另外一家上市MEMS公司美新，是華人一手創(chuàng)辦，2009年成為第一家美國上市之后，本是前途光明，但卻成為急吼吼的資本犧牲品。2012年由于連續(xù)虧損，它被IDG資本相中，完成私有化。隨后，IDG開始證明自己就是傳說中的辣手摧花，MEMS主業(yè)被稀釋。

在一系列的拯救、傳鼓接花再傳鼓之后，如今的美新已經(jīng)被拆成三個公司。而目標(biāo)則只有一個，那就是迫不及待地上市，最后這次努力的目的地，就是科創(chuàng)板。急功近利的資本，讓好學(xué)生本來優(yōu)良的履歷本加上了很多小叉叉。江山似有，容顏不再。

MEMS賽道異軍突起的中國力量

傳感器是中國制造的超級短板。令人感慨的是，這塊市場至今缺乏足夠的重視。但在所有的傳感器類別中，MEMS傳感器算是發(fā)展突出的，它抓住了智能手機(jī)麥克風(fēng)的機(jī)會。

MEMS麥克風(fēng)是近二十年來最耀眼的明星。在2002年樓氏電子量產(chǎn)第一顆MEMS麥克風(fēng)，中國的瑞聲和歌爾也緊隨其后，其他機(jī)會則留給了英飛凌、TDK、NJRC等。

中國廠家在MEMS領(lǐng)域取得了令人矚目的突破，包括智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備的麥克風(fēng)，已經(jīng)具備在全球市場上與樓氏競爭的潛力。

2013年樓氏達(dá)到了30億元人民幣的收入，然后它就像被跳進(jìn)了一個孫悟空的魔力圓圈，再也沒有能跳出來，直到如今。

也就是在這一年，樓氏電子對歌爾發(fā)起知識產(chǎn)權(quán)調(diào)查，就是從封裝專利開始；而歌爾也迅速反擊，一年之后，雙方不僅握手言和，而且締結(jié)了進(jìn)一步的商務(wù)合作關(guān)系。

中國低成本制造的優(yōu)勢，已經(jīng)被證明是一種強(qiáng)大的核心競爭力，這是國外企業(yè)也望塵莫及的地方。

瑞聲和歌爾已經(jīng)證明了追趕成熟市場模式的可行性。在這個真無線TWS耳機(jī)高達(dá)1500億的市場，中國第二波的挑戰(zhàn)者已經(jīng)開始入場。

既有2020年上市的蘇州敏芯，2020年收入達(dá)到了3.3億，也有新銳力量福建西人馬，后者在今年5月剛剛推出MEMS麥克風(fēng)新品，作為國內(nèi)采用垂直制造IDM模式經(jīng)營的一家傳感器企業(yè)，這家公司的創(chuàng)新力很值得期待。

而剛剛?cè)谫Y完畢的通用微GEMES公司，也在躍躍欲試。其設(shè)計的高端產(chǎn)品，將委托全球第二大MEMS代工廠——賽微電子旗下的瑞典Silex，后者是中國傳感器領(lǐng)域少見的一次并購。

未來，MEMS的市場在哪里？MEMS時鐘？MEMS揚聲器？

想弄清楚MEMS未來的格局，并不容易。作為一個元器件，它無法自己發(fā)力，只能依賴智能產(chǎn)品的發(fā)展。

美國TE公司則通過并購，把握住自己的命運。作為年收入為130億美元全球最大的傳感器和連接器公司，在消費品、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域等都有不俗的表現(xiàn)。2019年它收購了德國FirstSensor，這是化工行業(yè)變壓器最重要的傳感器。而國內(nèi)最重要的變送器制造商重慶川儀，一直使用的該品牌的傳感器。

另外一家變送器制造商，則是北京遠(yuǎn)東羅斯蒙特，這是美國艾默生旗下的公司。這意味著，國內(nèi)最大的兩家變送器，靠的都是美國傳感器。命門的鑰匙，都放在美國人口袋里。這個舉動，極大地刺激了中國儀表制造商。

很多新興市場等待MEMS傳感器。例如無人機(jī)，結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航是一個新的興奮點。電子煙也是一個新興市場。數(shù)字差壓MEMS傳感器，可以實現(xiàn)電子開關(guān)的氣流檢測，這一方面合肥微納、歌爾、蘇州敏芯和上海矽睿等都有布局。

還有MEMS時鐘領(lǐng)域。領(lǐng)導(dǎo)者是美國SiTime公司，高達(dá)90%的市場占有率。作為一種全硅振蕩器，它以高性能和低成本，全面取代傳統(tǒng)石英振蕩器產(chǎn)品。

我們需要這樣的計時來干什么？汽車已經(jīng)證明了自己就是一臺四輪超級計算機(jī)。而多樣化的電子裝置，決定了必須有步調(diào)一致的心跳系統(tǒng)。一輛汽車需要多達(dá)70個計時設(shè)備，大家耳熟能詳?shù)腉PS和倒車攝像頭之類的計時設(shè)備，其實都只是微不足道的刻度。

自動駕駛汽車需要的精確計時，時間需要保持在十億分之一秒。或者再想想，達(dá)芬奇手術(shù)刀在進(jìn)行手術(shù)的時候，400多個傳感器需要有驚人的一致性。這些，就是MEMS時鐘驚心動魄的那一刻。而Sitime就在這些人類無法觸及的時間刻度里，尋找著自己的市場空間。

MEMS新品就像是田地里漫流的水流，它不斷尋找著最小阻力的方向前進(jìn)。既然在麥克風(fēng)領(lǐng)域，已經(jīng)有諸多公司，如TDK、英飛凌等，不斷發(fā)布適用于此類語音應(yīng)用的新型數(shù)字MEMS麥克風(fēng)。

而下一步的突破，則就是音箱。在過去的幾年里，好幾家開發(fā)基于MEMS的微音箱，正在試圖改變這項回響已久的古老技術(shù)。也許音箱老品牌博士Bose也該發(fā)抖了。音箱會不會被這些新興的技術(shù)，掀翻呢？反正耳機(jī)已經(jīng)被干倒了。

全球頂級的音頻巨頭、傳統(tǒng)四大HiFi品牌之首——森海塞爾的消費者業(yè)務(wù)部門，就在五月被出售。收購價格16億元，可是它在2020年營收為20億元。可以說，幾乎就是倒貼錢賣出去了，它就是倒在了全保真耳機(jī)TWS的刀下。

汽車電氣化給MEMS產(chǎn)業(yè)帶來的是矛盾的消息。好消息是，電氣化、自動駕駛為MEMS帶來了更大的蛋糕。對于包含內(nèi)燃機(jī)的混合動力汽車HEV，好消息繼續(xù)，畢竟發(fā)動機(jī)需要使用多個壓力傳感器。

但是對于純電動車，由于沒有內(nèi)燃機(jī)，也沒有了對動力傳動系統(tǒng)傳感器的需求。而汽車動力傳動系統(tǒng)占據(jù)了MEMS壓力傳感器總需求量的51%。這意味著領(lǐng)頭羊，如博世、英飛凌和日本電裝，都必須提前剎車換道。

結(jié)語：改變當(dāng)今MEMS格局的市場在哪里？

即使如此，MEMS傳感器仍然是一種預(yù)言，萬物有眼，劇透未來。MEMS廠家的一舉一動，就像是一本關(guān)于未來產(chǎn)品的參考書，預(yù)示著各種可能的智能之路。

未來，改變當(dāng)今MEMS格局的市場在哪里？

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審核編輯 黃宇