一般來講,大部分MEMS壓力傳感器的敏感元件是硅膜片,按照不同的敏感機理,MEMS壓力傳感器可以分為電容式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器以及諧振式壓力傳感器。目前汽車上的壓力傳感器有很多:歧管壓力測量,用來控制空燃比,控制廢棄循環等;大氣壓測量,用來修正空燃比;氣缸內氣測量,用來控制爆震;燃油噴射壓力測量;充氣壓力測量,安全氣囊系統;輪胎氣壓,輪胎氣壓的監控等。
從我國MEMS壓力傳感器主要上市企業的研發投入強度來看,2016-2020年,我國主要企業的研發投入強度較大,尤其是敏芯股份(688286),研發投入強度基本保持在10%以上。
從主要上市企業有關MEMS壓力傳感器的研發項目來看,各企業積極布局高精度等高端MEMS壓力傳感器,具體來看敏芯股份(688286)的研發項目達到國際先進水平,可廣泛用于可穿戴、智能家居等領域;另外,其在MEMS壓力傳感器的封裝測試技術已經達到行業領先水平。未來,隨著像敏芯股份(688286)一類的企業將不斷涌現,我國MEMS壓力傳感器芯片設計國產化以及行業產業化可期。
近些年來,新型半導體材料不斷出現,MEMS的加工工藝、傳感器的結構設計以及敏感元件的集成設計也在不斷地突破,成本低、準確度高、可批量生產及體積小等特點使MEMS壓力傳感器的應用范圍也越來越廣泛。目前,汽車和醫療是MEMS壓力傳感器最大的應用領域。未來智能手機、平板電腦可能集成MEMS壓力傳感器用以檢測大氣壓,或充當高度計以支持室內定位服務。
2012-2017年,我國汽車產量整體保持上升的趨勢,近兩年有所下降。2017年后,我國汽車產量開始下滑。2019年,我國汽車產業面臨的壓力進一步加大,產銷量與行業主要經濟效益指標均呈現負增長。2019年產量為2572.1萬輛,同比下降7.51%。2020年,由于國內疫情的影響,一季度部分工廠停工停產,導致全年汽車產量下降至2522.5萬輛,同比下降2%。
受益于政策的優惠,我國新能源汽車市場從2014年開始快速發展,近幾年保持相對穩定狀態。目前,為了緩解疫情對新能源汽車行業的影響,我國推遲補貼政策至2021年底,行業發展正逐漸恢復中。根據中國汽車工業協會統計數據顯示,2020年中國新能源汽車產量達到136.6萬輛,產量較2019年有所回升。
壓力傳感器是汽車電子控制系統電子控制系統的重要信息源,由于安裝位置的環境溫度和印刷電路板(PCB)上的要求放置,傳統的壓力傳感器在汽車應用中可能會發生高溫,從而影響附近零部件的工作溫度。而MEMS壓力傳感器克服了原有傳感器溫度適應性差的缺點,一般能保證0.1%~0.3%F.S.的穩定性。普通轎車一般搭載近百種MEMS壓力傳感器,而高檔轎車的MEMS壓力傳感器需求更大。
目前,MEMS壓力傳感器已成為MEMS傳感器市場規模最大的細分市場之一,在汽車、工業、醫療和和航天航空領域均有廣泛的應用。2020年我國MEMS壓力傳感器市場規模約為135億元。
MEMS壓力傳感器在汽車市場應用的興起是其應用市場的一部分,未來壓力傳感器里的高度計另外一個主要應用市場將會是爆發的無人機市場。美國《Aviation Week&Space Technology》刊登的分析報告稱,2014-2023年將是無人機市場的指數發展期,至2023年全球無人機市場的規模將達到673億美元。高度計將廣泛應用于無人機的制造。隨著無人機制造市場的爆發,壓力傳感器中高度計的用量應將出現更大增長。
從應用來看,無人機內置的高性能MEMS氣壓傳感器可精確測量高度,并可與IMU的高度控制讀數結合使用。另外,MEMS氣壓計還有低延遲性、體積小、重量輕、功耗低等優勢。
隨著無人機技術的逐步成熟,近幾年無人機應用逐漸從軍用擴展到民用領域,在防災、電力、森林、氣象、噴灑農藥、遙感遙測、電力巡線、地質勘探、海洋勘測等多方面有廣泛的應用,并且已有貨運航空公司開展無人機送貨的實驗運行。2015-2019年我國無人機市場規模不斷擴大,2019達到604億元。
在國內市場上,在消費電子、可穿戴設備、無人機等行業高需求的推動下,結合國內MEMS壓力傳感器國產化進程加快,以及市場歷年增長趨勢,預測到2025年約接近300億元。
以上數據參考前瞻產業研究院《中國MEMS傳感器行業市場需求與投資戰略規劃分析報告》,同時前瞻產業研究院還提供產業大數據、產業研究、產業鏈咨詢、產業圖譜、產業規劃、園區規劃、產業招商引資、IPO募投可研、IPO業務與技術撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。
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