2017年5月18~20日,中国智慧家庭博览会(CSHE2017)联合深圳(国际)集成电路技术创新与应用展(CICE2017)于深圳会展中心召开。期间,“第三届MEMS传感器创新技术应用对接会暨中国半导体行业协会MEMS分会市场年会”于19日举行,麦姆斯咨询总经理王懿分享了专业的行业观点——智能传感器的机遇和挑战。
麦姆斯咨询总经理王懿分享智能传感器的机遇和挑战
智能传感器兴起,国产陷低端且难“自给自足”
身处智能感知时代,传感器也要求具备智能化的功能。所谓“智能”传感器,是指传感器+微处理器+执行器,利用MEMS和IC技术使传感器更加微型化、集成化和低成本化。智能传感器包括硬件和软件两部分,软件(如自校准、融合算法等)蕴含于微处理器。
在智能传感器的零部件分工方面,传感器从环境中收集信息,微处理器处理和记忆信息,并传给执行器,执行器将信息再作用于外界环境,形成完整的闭环系统。
一种智能传感器架构
那么,智能传感器最大的价值在哪呢?王懿称,智能传感器的价值在于把传感器检测的信号和处理器的信号处理功能(算法)有机结合在一起,使其具有人工智能的作用。
当前,智能传感器的种类主要包括运动类、压力(气压、液压)类、声学类、光学类和环境监测类。目前,国际领先的MEMS企业,如博世、意法半导体、德州仪器等,都在对智能传感器的零部件——MEMS执行器进行深入的布局。
明确了定义及分类后,我们再来看智能传感器在全球和中国的市场规模。“目前,中国占全球智能传感器产值的比例尚较小,”王懿给出了一些数据,“2015年全球智能传感器产值约250亿美元,中国智能传感器产值约10亿美元,而中国智能传感器市场需约为82亿美元,由此可见,中国自产自用的智能传感器市场份额(自给率)仅约12%,高达88%要靠进口,且国产传感器多用于低端领域,价格低廉。除此,设计传感器的设计工具和制造装备基本都靠进口。”
此外,王懿给出一组MEMS传感器产值分布数据显示,整个MEMS产值在全球的区域分布的排序依次是美国(46%)、欧洲(29%)、日本(20%),以及中国的大陆和台湾(中国共占据5%)。从这个分布来看,中国MEMS产业在全球的分量依然非常微小。
2015年全球排名前30位的MEMS厂商
从全球企业排名来看,少数几家中国企业也排在靠后的位置。具体来看,排名靠前的几大企业都有自己的核心应用领域,比如排名第一的博世,其业务领域比较广泛,汽车是大头,消费电子也发展不错。排名第二的是意法半导体,其主要在消费领域布局,因为消费电子的利润比较低,最近也发布了一些汽车级的MEMS产品,试图进入利润稍微丰厚的汽车和工业领域。排名第三的是德州仪器,主要重心放在投影的MEMS微镜阵列。而第四、第六是Avago和Qorvo,主要做射频MEMS,增速很快。
中国领先的智能传感器公司
相对而言,中国MEMS产业的自给率和技术水平都还较低,改变中国的智能传感器现状迫在眉睫。为此,工信部发布了《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019年)》,该指南的目的,是要抓住传感器产业的热门应用领域,如智能终端、物联网、汽车电子等,以提升中高端产品的供给能力,推动我国智能传感器的发展步伐,希望到2019年我国智能传感器有突破,涌现出一批创新能力较强的国际先进企业,技术水平稳步提升,产品结构不断优化,供给能力有效提高。
首先,中国的传感器产业规模要迅速壮大,其次创新能力显著增强,第三生态系统要基本完善。行动指南的四大任务是要补齐制造环节的短版,推进智能传感器向中高端升级。面向消费电子、汽车电子、工业控制、健康医疗等重点行业领域,开放智能传感器应用示范,建设智能传感器创新中心,进一步完善技术研发、标准和知识普及。