近來，關于馬斯克計劃在特斯拉人工智能日上發(fā)布“特斯拉人形機器人”的消息不斷發(fā)酵，使得智能機器人的關注度再次飆升，有望成為繼智能汽車后的又一風口，商業(yè)價值巨大。而MEMS傳感器作為數(shù)字時代的感知層，也被廣泛應用于機器人當中，擔當著機器人實現(xiàn)智能感知功能的基礎，同樣成為新時代的風口。

　　機器人正成為MEMS傳感器主要應用市場

　　根據(jù)ADI亞太區(qū)微機電產(chǎn)品線總監(jiān)趙延輝的介紹：“MEMS傳感器可以測量沖擊、傾角、轉動、加速度、振動等多種信號。”隨著數(shù)字化、智能化程度的不斷提高，MEMS傳感器在外部感知中所能發(fā)揮的作用也越來越大。

　　MEMS技術對機器人的開發(fā)尤其有利，其可以通過對多種運動及環(huán)境因素感知，使它們變得更加智慧，使用時更加安全。以工業(yè)機器人為例，一方面智能機器人在工業(yè)領域的應用越來越廣泛;另一方面，MEMS技術支撐機器人的外部感知，為數(shù)據(jù)采集提供高可靠性、可擴展性、靈敏度和成本效益高的解決方案。

　　西安中星測控有限公司董事長兼總經(jīng)理谷榮祥指出，機器人最關鍵的兩個技術點：一個是感知，另一個是控制。感知的完成主要就依托于各類傳感器，MEMS傳感器是其中應用較為廣泛的一個大類。

　　谷榮祥還特別強調(diào)，根據(jù)機器人的擬人化程度不同，其應用的傳感器種類也不相同，擬人化程度越高應用的傳感器種類和數(shù)量就會越多。近年來機器人行業(yè)智能化程度的不斷提高，為MEMS傳感器提供了大量的市場應用機會。

　　慣性傳感器中的加速度計、陀螺儀等產(chǎn)品是機器人當中應用最為廣泛的產(chǎn)品類型。根據(jù)美的集團中央研究院感知技術研究所高級工程師熊貴林的介紹，在工業(yè)機器人中，位置角度感測、力度與扭矩載荷測量、航跡規(guī)劃、智能圖像及輪廓識別等都是最常見的應用場景，其中都離不開MEMS傳感器的加持。加速度計可以用來監(jiān)測工業(yè)設備的振動和旋轉速度;陀螺儀傳感器是一種基于自由空間移動和定位的控制系統(tǒng)，可用于感測與維持方向;基于加速度計和陀螺儀的慣性測量單元(IMU)在工業(yè)機器人中有著非常廣泛的應用。

　　機器人的機械手臂中就會集成編碼器、加速度計、力傳感器等。對于機器人這種高精密的機械設備，其手臂伸出去的角度和姿態(tài)都要考慮到安全性、穩(wěn)定性等多種要素，編碼器可以解算運行位姿和速度，加速度計可以檢測運行安全，機械手臂的轉動和展開需要力傳感器測試載荷量程。導航更是常見的應用功能，在室內(nèi)無法依靠GPS的情況下，要完成室內(nèi)航跡的規(guī)劃，IMU就是不可或缺的關鍵器件。

　　“隨著機器人產(chǎn)業(yè)智能化的發(fā)展，姿態(tài)檢測和協(xié)作控制，航跡規(guī)劃推算等場景都是不可避免的。MEMS傳感器適應多場景應用，更復雜的動作信號采集與控制，極致狀況下甚至可以使機器手臂配上有觸覺感知的夾爪達到媲美人手的靈活程度。”熊貴林強調(diào)。

　　隨著機器人的智能化程度不斷提高，其中加載的MEMS傳感器將變得越來越多。據(jù)專家估算，由于機器人的智能化程度不同，傳感等感知部分約占機器人總成本的10%到20%。機器人領域有望繼消費電子、汽車之后，成為MEMS傳感器的新興的主要應用市場。

　　國外企業(yè)仍占據(jù)國內(nèi)主要市場

　　在國際市場上，MEMS傳感器供應商主要有博世集團、博通集團、意法半導體、德州儀器、惠普、樓氏電子等，其中博世、博通是全球MEMS傳感器市場兩大龍頭企業(yè)，兩者合計約占全球市場的25%。我國MEMS傳感器市場規(guī)模龐大，但國內(nèi)市場仍以國外廠商主導，國內(nèi)企業(yè)如歌爾聲學、漢威電子、金龍機電、水晶光電等競爭力較弱。

　　MEMS傳感器企業(yè)商業(yè)模式包括垂直整合制造模式(IDM模式)、垂直分工制造模式(Fabless模式)、外購芯片封測模式等，隨著制造技術和封裝測試技術的提高，MEMS傳感器行業(yè)內(nèi)企業(yè)將更青睞于Fabless模式。從發(fā)展趨勢來看，隨著新一代信息技術的發(fā)展，MEMS傳感器應用場景將更加多元化，為順應市場消費潮流、滿足多方位市場需求，MEMS傳感器市場將向著微型化、集成化、柔性化、精準化方向升級。

　　MEMS傳感器應用領域廣泛，我國是全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)和消費國，在智能化時代下，智能家居、智能城市、可穿戴設備、車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)將為MEMS傳感器行業(yè)發(fā)展帶來廣闊的空間。我國MEMS傳感器行業(yè)起步晚、企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足，因此目前國內(nèi)市場仍由國外企業(yè)占據(jù)主導，由此來看，我國MEMS傳感器企業(yè)提升空間較大。

　　國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)迎來了重大發(fā)展機遇期

　　一、MEMS市場需求旺盛，國產(chǎn)芯片迎來重大機遇。2021年中國MEMS市場規(guī)模超過900億元，同比增長超過20%，中國已成為全球MEMS產(chǎn)業(yè)最大單一市場，增速遠高于全球平均水平，展現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢頭。預計到2023年中國MEMS市場規(guī)模將超過1200億元，MEMS國產(chǎn)化芯片迎來了重大發(fā)展機遇。但國內(nèi)MEMS產(chǎn)品的技術水平與國外相比仍有很大的差距，尤其高端MEMS傳感器普遍受到西方國家制約。

　　二、大而不強，前路漫漫，我輩仍需努力。目前，我國在中高端MEMS市場超過60%的市場份額被國外巨頭占據(jù)，80%的傳感器芯片依賴國外。歐洲、美國、日本等幾乎壟斷了全球“高、精、尖”傳感器市場。時下芯片領域的國產(chǎn)替代為國內(nèi)半導體廠商帶來了難得的機遇，但相比國外同行，我國MEMS產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中存在以下幾個問題：國家戰(zhàn)略層面缺乏足夠重視、關鍵技術與核心產(chǎn)品和國際頂尖尚存差距、缺乏有代表性的晶圓制造平臺、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新不夠、高端人才特別是領軍人才匱乏。

　　三、加強我國MEMS產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，提升國產(chǎn)芯片的市場占有率，已是刻不容緩的任務。萬成東呼吁行業(yè)向上反映實際存在問題，在國家層面明確MEMS的重要戰(zhàn)略地位，出臺對應引導政策并加強頂層設計和系統(tǒng)布局;建設國家級MEMS技術創(chuàng)新中心、國家重點實驗室、晶圓制造代工平臺、器件測試分析平臺以及模塊封裝與應用平臺;根據(jù)國家重大戰(zhàn)略需求，推動發(fā)展全球領先的重大關鍵技術攻關，支持“四基” (核心基礎零部件、關鍵基礎材料、先進基礎工藝和產(chǎn)業(yè)技術基礎) 研究，實現(xiàn)MEMS產(chǎn)業(yè)從跟跑、并跑到最終領跑;推動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，支持MEMS芯片制造龍頭企業(yè)建立企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡，與研發(fā)設計環(huán)節(jié)產(chǎn)生互動。

　　文章來源： 中國電子報，新思界網(wǎng)，通信世界