多项数据首次披露！中国MEMS传感器产业全方位剖析（来自Yole）

（1）MEMS 定义及产业链概况 

MEMS 技术被誉为 21 世纪具有革命性的新技术，它的诞生和发展是“需求牵引”
和“技术推动”的综合结果，是微电子和微机械的巧妙结合。

MEMS 即微机电系统，是一种将机械结构与电子系统同时集成制造在一颗芯片上的技术，其特征尺寸一般在微米甚至纳米量级。

用 MEMS 技术制造传感器、执行器或者微结构，具有微型化、集成化、
成本低、效能高、可大批量生产等特点，MEMS 技术的应用对各种传感装置的微型化起到巨大推动作用，目前 MEMS 产品广泛应用于消费电子、汽车电子、工业、医疗等领域。 

MEMS 产业链主要涉及设计研发、晶圆制造、封装测试和系统应用四大环节，具体如下：

（2）MEMS 行业市场规模 

受益于下游应用领域的快速发展，MEMS 行业迎来良好的发展机遇。根据 Yole 的
数据，2020 年全球 MEMS 行业市场规模为 120.48 亿美元，预计 2026 年市场规模将达到 182.56 亿美元，2020-2026 年市场规模复合增长率为 7.17%，呈现逐年稳步上升的态势。

受益于物联网、人工智能和 5G 等新兴技术的快速发展，MEMS 新产品不断涌现、
新功能不断开发、新应用场景不断拓展，预计未来全球 MEMS 市场将持续保持稳定增长。

（3）MEMS 行业市场结构 

MEMS 产品主要分为 MEMS 传感器和 MEMS 执行器。

其中，MEMS 传感器能感知某些物理、化学或生物量（如压力、可见光、声音、温度等）的存在和强度，并能将感知到的信息按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足系统对信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，包括声学传感器、压力传感器、惯性传感器等。

MEMS 执行器是一种实现机械运动或者产生力和扭矩等行为的器件，主要负责接收由传感器送来的电信号并将其转化为微动作或微操作，包括 MEMS 射频器件、喷墨打印头等。

从 2020 年全球 MEMS 产品结构来看，MEMS 产品中市场份额最大的是 MEMS 射频器件，2020 年市场份额占比达到 17.01%，主要是由于 5G 通信网络发展要求手机支持越来越多的通信频段，从而推动了 MEMS 射频器件需求快速增长。

MEMS 产品中市场份额排名第二的是压力传感器，2020 年市场份额占比达到 14.68%，主要得益于压力传感器在汽车、工业和消费品等领域的广泛应用。

此外，受益于智能手机、智能无线耳机、平板电脑和智能可穿戴设备等消费电子产品带动，MEMS 声学传感器、惯性组合传感器市场份额占比均超过 10%。 

（4）MEMS 产品主要应用领域情况 

目前，MEMS 产品广泛应用于消费电子、汽车电子、工业、医疗等领域。随着物联网、人工智能和 5G 等新兴技术的快速发展，智能汽车、智慧医疗和智慧城市等 MEMS
新应用场景不断拓展，市场空间不断扩大。

① 消费电子领域 

从全球 MEMS 产品行业应用领域来看，消费电子是全球 MEMS 行业最大的应用领域，2020 年市场规模占比为 59.19%。

MEMS 射频器件、MEMS 声学传感器、压力传感
器、加速度计、陀螺仪等 MEMS 产品广泛应用在智能手机、智能无线耳机、平板电脑等主流消费电子产品，近年来涌现出的智能可穿戴设备、智能家居、智能音箱、智能电
视等新兴应用领域也广泛应用了 MEMS 产品。

未来，随着消费电子产品类型和数量的增长以及设备智能化程度的提升，其对 MEMS 产品数量的需求也将不断增加。

根据 Yole
的数据，2020-2026 年消费电子领域 MEMS 产品市场规模从 71.31 亿美元增长至 112.66
亿美元，年均复合增长率为 7.92%，呈现逐年快速上升的态势。

由于 5G 通信网络发展要求手机支持越来越多的通信频段，从而推动了 MEMS 射频
器件需求快速增长，2020 年消费电子领域 MEMS 射频器件市场规模占比最大，达到
28.69%。

而 MEMS 声学传感器是智能语音及人工智能感知的硬件基础，高品质语音通
话、环境降噪和人机语音交互带动 MEMS 声学传感器市场需求快速提升，其 2020 年在
消费电子领域 MEMS 产品市场规模占比为 18.22%，排名第二。

目前，我国正在积极提升消费电子智能传感器一体化解决方案供给能力，推进光学
传感器、惯性传感器、声学传感器向高精度、高集成、高性能方向演进，加快智能传感
器在高端消费电子领域实现规模应用。

② 汽车电子领域 

汽车电子是 MEMS 产品最早的应用领域之一，并在 20 世纪 80 年代末至 90 年代推动了 MEMS 传感器第一次应用浪潮，目前也是 MEMS 产品的第二大应用领域，2020 年
市场规模占比为 16.88%。

当前，世界汽车产业正在经历技术革命，电驱动相关技术、
人工智能技术和互联网技术的快速发展为汽车产业的转型升级提供了强大的技术支撑，
电动化、智能化、网联化是汽车产业转型升级的重要方向。

在转型升级过程中，受益于
汽车行业安全规定及信息化、智能化浪潮，MEMS 传感器在汽车电子领域得到快速发展，根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球汽车电子领域 MEMS 产品市场规模从 24.49 亿美元
增长至 28.59 亿美元，年均复合增长率为 1.96%。

MEMS 产品在汽车电子领域的应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统、电子车
身稳定程序、电控悬挂、电动手刹、斜坡起动辅助、胎压监控、引擎防抖、车辆倾角计
量和车内心跳检测等，目前平均每辆汽车包含 10-30 颗 MEMS 传感器，而在高档汽车中大约会采用 30 颗甚至上百颗 MEMS 传感器。

此外，自动驾驶已成为汽车产业未来的发展趋势，环境信息的感知是实现自动驾驶的基础，越高级别的自动驾驶对信息感知能力的需求越高，对应的 MEMS 传感器用量和价值量会相应快速提升。

激光雷达是高级别无人驾驶技术实现的关键，相较于摄像头对物体及其距离的识别依赖深度学习算法而无
法做到完全准确，激光雷达兼具测距远、角度分辨率优、受环境光照影响小、无需深度
学习算法可直接获得物体的距离和方位信息的优势，可显著提升自动驾驶系统的可靠性。

根据沙利文的数据，受无人驾驶车辆规模扩张、激光雷达在高级辅助驾驶中渗透率
增加以及服务型机器人、智能交通建设等领域需求的推动，2017-2025 年全球激光雷达市场规模从 5.1 亿美元增长至 135.4 亿美元，年均复合增长率为 50.66%，呈现高速发展的态势，而 MEMS 产品作为激光雷达重要的应用工具迎来了快速增长的市场需求。

③ 工业领域 

在工业领域，应用 MEMS 产品能够优化工业生产管理、提高工业生产效率、提升
智能化生产水平，具有广阔的应用空间。

例如，在液压系统、安全控制系统、压力监控
系统、制冷压缩机系统等配备压力传感器进行反馈控制，从而实现智能控制；在冶金、
石油化工、天然气等工业生产过程控制中应用气体传感器实时监测生产过程中特定气体
成分，提升工业生产效率。

MEMS 产品市场需求随着工业互联网应用的不断成熟、工业转型升级的趋势而不断提升。

根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球工业领域 MEMS 产
品市场规模从 12.43 亿美元增长至 20.91 亿美元，年均复合增长率为 6.72%。

目前，我国正在积极推进工业智能传感器智慧应用，提升工业惯性传感器、气体传感器稳定性与可靠性，突破多传感器数据融合处理关键技术，增强数控机床、工业机器人、制造装备等深度感知和智慧决策能力，持续提升智能传感器在工业领域的应用水平。

④ 医疗领域 

随着体外诊断、药物研究、病患监测、给药方式以及植入式医疗器械等领域发展，
医疗设备需要迅速提高性能、降低成本、缩小尺寸。

由于 MEMS 产品自身具有微型化、
集成化等优势，其在医疗领域用途广泛且发展较为迅速。MEMS 技术使医疗设备可以做到微型化，并提升其自动化、智能化和可靠性水平，医疗检测、诊断、手术和治疗过程可以更加便捷、精准，甚至无痛。

MEMS 声学传感器可以用于助听器实现微型化、高降噪性能、低功耗、高可靠性和稳定性；MEMS 压力传感器可以检测包括血压、眼内压、
颅内压等在内的人体器官压力水平；MEMS 惯性传感器可以用于心脏病治疗设备；MEMS 图像传感器普遍应用于包括 CT 扫描、内窥镜在内的医学成像设备中。

根据 Yole
的数据，2018-2026 年全球医疗领域 MEMS 产品市场规模从 6.71 亿美元增长至 11.80 亿
美元，年均复合增长率为 7.32%，呈现稳步上升的态势。

目前，我国正在积极拓展医用 MEMS 传感器应用领域，发展符合医疗电子高灵敏度、
髙信噪比、高安全特性要求的生物传感器，推动医用 MEMS 传感器从病人监测、体外
诊断、医疗成像和病人护理应用场景向视网膜植入、外骨骼、心脏起搏器等新兴领域延伸。

二、MEMS 传感器行业概述及发展现状

传感器是物体实现感知功能的主力，传感器产业是国民经济的基础性、战略性产业，
是信息化和工业化深度融合的源头，对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业、保障
和提高人民生活水平发挥着重要作用。

当今全球信息技术发展正处于跨界融合、加速创新、深度调整的历史时期，呈现万物互联、万物智能的新特征。

在万物互联、人机交互时代，符合需求的传感器必须具备体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性强、适于
批量化生产、易于集成和实现智能化等特征，应用 MEMS 技术的传感器应运而生，成为了与外界环境交互的重要手段和感知信息的主要来源，正在逐步替代传统机械传感器，广泛应用于消费电子、汽车电子、工业、医疗等领域。

随着物联网、人工智能和 5G 等新兴技术的快速发展，MEMS 新产品不断涌现、新
功能不断开发、新应用场景不断拓展。

同时，设备智能化程度的不断提升，将使得单个
设备中搭载的 MEMS 传感器数量逐步增加，从而带动行业持续快速增长。以 iPhone 手
机为例，2007 年 iPhone 2G 到 2021 年 iPhone 13，手机智能化程度不断提升、功能不断丰富，指纹识别、3D touch、ToF、深度感知等功能的加入，使得传感器数量（包含非
MEMS 传感器）由最初的 5 颗增加到 20 颗以上。

根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球
MEMS 传感器市场规模从 90.85 亿美元增长至 123.60 亿美元，年均复合增长率为 3.92%。

三、MEMS 传感器细分行业概述及发展现状

（1）MEMS 声学传感器 

① 行业概述及市场规模 

MEMS声学传感器是一种运用MEMS技术将声学信号转换为电信号的声学传感器，
具有体积小、功耗低、一致性好、可靠性及抗干扰能力强等优势，广泛应用于智能手机、
智能无线耳机、平板电脑、智能可穿戴设备和智能家居等消费电子领域及汽车电子等领域。

目前，消费电子为 MEMS 声学传感器主要应用领域，2020 年占比为 94.09%。受益于下游应用领域的快速发展，MEMS 声学传感器成为了 MEMS 产品中市场份额较大、增速较快的细分市场之一。

根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球 MEMS 声学传感器市场规模从 11.53 亿美元增长至 18.71 亿美元，年均复合增长率为 6.24%；出货量
从 52.98 亿颗增长至 111.15 亿颗，年均复合增长率为 9.70%，均呈现稳步上升的态势。

随着物联网、人工智能和 5G 等新兴技术的快速发展，MEMS 声学传感器成为了智
能语音以及人工智能感知的硬件基础，高品质语音通话、环境降噪和人机语音交互带来
MEMS 声学传感器市场需求的快速提升。

同时，人机交互、健康监测、环境监测、工业互联、元宇宙等新应用场景不断涌现，推动了 MEMS 声学传感器应用场景的快速拓展。

②主要下游市场需求及变动因素 

A、智能手机 

智能手机为 MEMS 声学传感器最主要的应用领域，根据 Yole 的数据，2020 年智能手机领域 MEMS 声学传感器出货量为 33 亿颗，占比约为 48.12%；预计 2026 年出货量
增长至 47 亿颗，年均复合增长率为 6.07%。

智能手机作为信息时代的硬件接口，技术
升级和功能创新所引发的新产品需求推动其在 2010 年以后实现渗透率的快速提升，但随着行业发展日趋成熟并进入 4G 向 5G 升级的过渡期，行业增速逐渐放缓。

根据 IDC
的数据，2020 年全球智能手机出货量为 12.92 亿部，同比下降 5.9%。

随着成熟市场 5G
网络的大规模铺设，非洲、南亚、东南亚和南美等新兴市场的日益成熟，全球智能手机
市场将迎来新一轮产业升级，终端消费者的产品更新、迭代需求上升，智能手机有望迎
来换机潮，市场规模将随之逐渐回暖。

此外，手机渗透率的逐步提升使得各手机产业链
上的相关厂商更加重视产品性能更新换代所带来的销量增长，推动产品质量的进一步提
升，产品性能日趋完善，在进一步改善用户体验的同时，也变相提升了消费者更换机型
的预期。根据 IDC 的数据，2021 年全球智能手机出货量将增长 7.4%，达到 13.7 亿台，其中 5G 手机出货量将达到 5.7 亿台，同比增长 123.4%。

随着全球智能手机市场的逐渐
回暖，智能手机领域 MEMS 声学传感器需求量也将随着上升。 

根据 IDC 的数据，我国为全球智能手机生产制造重要基地之一，2020 年我国智能
手机出货量为 3.26 亿台，占全球出货量比重为 25.23%。

此外，国产智能手机品牌市场竞争力不断提升，2020 年全球前五大智能手机厂商中，我国厂商占据 3 席，分别为华为、
OPPO 和 vivo，出货量占比分别为 14.6%、11.4%和 8.6%。

我国智能手机行业的持续发展，为我国 MEMS 声学传感器行业的发展提供了广阔的市场空间。 

随着手机智能化程度、消费者对音质及语音交互要求的不断提升，单个设备中搭载
的 MEMS 声学传感器数量逐步增加。

目前，主流智能手机至少使用 2 颗 MEMS 声学传感器，部分高端智能手机使用 3-4 颗 MEMS 声学传感器，分别用于语音采集、噪音消除
和改善语音识别等功能。 

B、智能无线耳机 

2016 年末，苹果发布首款智能无线耳机 AirPods，由于其外形时尚、佩戴便利，受
到了市场的广泛欢迎，各大消费电子厂商相继推出了智能无线耳机产品。越来越多的智
能手机取消 3.5 毫米耳机插孔、产品功能向音频以外的应用场景延伸，推动了智能无线
耳机市场爆发式的增长。

根据 Counterpoint Research 的数据，2017-2021 年全球智能无线
耳机出货量从 0.09 亿副增长至 3.10 亿副。

智能无线耳机没有物理按键，通过集成 MEMS 声学传感器、加速度计等多种 MEMS
传感器，使消费者通过敲击、语音、环境自适应等新型交互方式，实现通话、离线唤醒、
音乐控制、应用开启和降噪模式切换等多种功能。因此，智能无线耳机是 MEMS 传感
器尤其是 MEMS 声学传感器重要的应用领域之一。

随着消费者对环境降噪功能需求的快速提升，单个设备中搭载的 MEMS 声学传感
器数量逐步增加。为了实现高性能降噪，智能无线耳机单耳使用一颗声学传感器用于接收语音，两颗声学传感器用于环境降噪。

因此，一副典型的智能无线耳机可使用 6 颗
MEMS 声学传感器。受益于智能无线耳机市场爆发式的增长和单个设备中搭载的 MEMS 声学传感器数
量逐步增加，智能无线耳机领域对 MEMS 声学传感器的需求量呈现快速上升的态势。

根据 Yole 的数据，2020 年智能无线耳机领域 MEMS 声学传感器出货量为 11 亿颗，占
比约为 16.04%；预计 2026 年出货量大于 45 亿颗，市场发展潜力巨大。 

C、智能可穿戴设备 

智能可穿戴设备是整合在服装、饰品、随身佩戴物品或植入表皮/体内，可以舒适的
穿戴或佩戴的智能电子设备，其通常具有多种感知、监测状态或生理指标以及提高工作效率等功能。

为了实现语音交互、运动监测和健康监测等功能，智能可穿戴设备通常搭载 MEMS 声学传感器、加速度计、陀螺仪、压力传感器和惯性传感器等多种传感器。 

智能可穿戴设备凭借其便携、可穿戴、数据可监测性、低成本、低功耗等优势，具有丰富的应用场景和广阔的市场空间。 

近年来，智能可穿戴设备市场处于高速增长期，智能手表和智能手环等产品渗透率
快速提高，为 MEMS 传感器提供了广阔的市场空间。

根据 Gartner 的数据，2019-2022
年全球智能可穿戴设备（不含耳机）终端用户消费规模从 316.0 亿美元增长至 497.0 亿
美元，年均复合增长率为 16.29%。其中，智能手表终端用户消费规模从 185.0 亿美元增长至 313.4 亿美元，保持良好的增长势头。

D、智能家居 

智能家居是以家庭居住场景为对象，融合物联网、自动控制、大数据和人工智能等
关键技术，将家电控制、环境监控、影音娱乐、信息管理等功能进行有机结合，通过对
家居设备线上集中智能化管理，提供更加智能、安全、便捷、舒适的家庭人居环境。

近年来，随着人工智能和物联网技术的快速发展，各种智能家居设备层出不穷，覆盖智能
安防、智能照明、智能家电和智能影音等方面，并日益被广大消费者认知与接受。

总体而言，智能家居市场目前还处于发展初期阶段，发展较为迅速，市场空间较大。随着人工智能技术的进步和语音识别准确性的提升，语音交互已经成为智能家居的
重要入口之一。

由于智能家居设备使用场景主要为相对嘈杂的中远距离，为了实现远场拾音和降低环境噪音，语音交互一般需要多颗 MEMS 声学传感器组成的声学传感器阵列，从而对智能家居设备中 MEMS 声学传感器的数量和性能提出了较高的要求。

受益于全球智能家居市场的快速增长和远场拾音的要求，智能家居领域的 MEMS 声学传感
器具有广阔的市场空间。

E、汽车电子 

当今，智能汽车已成为全球汽车产品发展的战略方向，汽车将由单纯的交通运输工
具逐渐转变为智能移动空间和应用终端，有望成为继 PC、手机后下一个互联网入口，
而语音识别、人脸识别、手势识别和虹膜识别等有望逐步替代中控及仪表，成为主要的
人车交互方式。

语音交互作为智能汽车接收信息和指令的重要方式，为 MEMS 声学传感器提供了新的发展机遇。目前，MEMS 声学传感器在汽车电子领域应用规模整体较小但具有较大的市场空间。

根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球汽车电子领域 MEMS 声
学传感器出货量从 0.37 亿颗增长至 1.85 亿颗，年均复合增长率为 22.42%，呈现快速上
升的态势。

（2）MEMS 压力传感器 

MEMS 压力传感器是采用 MEMS 技术将压强信号转化为电信号的压力测量器件，
具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性强、适于批量化生产、易于集成和实现
智能化等优势，广泛应用于消费电子、汽车电子、工业和医疗等领域。

受益于下游应用
领域的快速发展，MEMS 压力传感器成为了 MEMS 产品中市场份额较大的细分市场之一。

根据 Yole 的数据，2018-2026 年全球 MEMS 压力传感器市场规模从 18.60 亿美元增
长至 23.62 亿美元，年均复合增长率为 3.03%；出货量从 14.85 亿颗增长至 21.83 亿颗，
年均复合增长率为 4.93%。

汽车电子是 MEMS 压力传感器的传统应用领域，也是应用占比最大的领域，广泛
应用于轮胎压力、燃油压力、气囊压力、空调压力、进气歧管压力等汽车电子系统中。 

随着汽车安全法规的要求及智能化的发展趋势，MEMS 压力传感器的应用场景及需求越来越多，例如动力系统、底盘及安全系统、尾气处理系统、车身舒适性系统、电力系统等。

此外，2020 年 1 月 1 日起，我国所有新认证乘用车强制安装胎压监测系统，提升了
对 MEMS 压力传感器的市场需求。

得益于 3D 导航、运动检测、健康检测等应用的开发，消费电子领域 MEMS 压力传感器的需求稳定增长，MEMS 压力传感器逐步成为了智能手机、智能可穿戴设备的标准
配置，为用户提供更准确的导航信息、运动数据及健康数据。

在手机、电脑等电子产品中，利用 MEMS 压力传感器来感知触控的力度从而实现不同的功能；在无人机、航模中，MEMS 压力传感器用于提供海拔信息并配合导航定位系统。

在医疗领域，示波法血压测量依然是传统血压计的首选。同时，便携式的血压测量
终端已经在各大厂商中开发并投放市场，MEMS 压力传感器是其中的关键器件。

随着物联网的快速发展，工业控制领域呈现向智能监控、智能控制方向发展的趋势，在液压系统、安全控制系统、压力监控系统、制冷压缩机系统等方面配备压力传感器进行反馈控制，具有较大的市场潜力。

在电子烟、医疗雾化器等需要流量监测的应用终端上，气流传感器作为核心器件发挥了关键作用。在电子烟中，气流传感器能够检测使用者的抽吸气压，在感知到吸气后使电子烟进入工作状态。

随着消费者对电子烟产品的接受程度不断提高、相关技术日趋
成熟，电子烟渗透率将随之提升、市场规模将逐步扩大。 

（3）MEMS 惯性传感器 

MEMS 惯性传感器主要用于测量线性加速度、振动、冲击和倾角等物理属性，主要产品包括用于测量线性加速度的加速度计及同原理的单轴或多轴振动传感器、测量角速
度的陀螺仪、感应磁场强度的磁传感器以及各类惯性传感器的组合。

MEMS 惯性传感器主要应用于消费电子和汽车电子领域。

在消费电子领域，惯性传感器可以实现 GPS 导
航、屏幕翻转、游戏控制、摄像机图像稳定和硬盘保护等功能。

在汽车电子领域，MEMS
惯性传感器主要应用于汽车电子稳定系统、GPS 辅助导航系统、汽车安全气囊、车辆姿
态测量等方面。

用于获取振动信号的骨声纹传感器，属于惯性传感器分类，因其高灵敏度、高带宽的特性，可用于智能无线耳机的上行降噪、语音唤醒和声纹 ID 等功能，主要原理为传感器接收声带发生后传播的振动信号，结合整机算法处理，实现语音活动监测和通话降噪，降低产品功耗，提升通话质量。

此外，通过 MEMS 骨声纹传感器将头骨传导的声纹加上空气传播的声纹合在一起构成独一无二的生物信息，实现一句话完成身份验证，进行解锁或唤醒语音助手的操作。

基于拾取振动的技术原理和应用技术，此类传感器也将应用于 VR/AR 智能眼镜、助听器和智能头盔等新兴穿戴终端，并进一步渗透到工业机器人、物联网实时监控、医疗健康监测和汽车移动终端等。