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物联网兴起MEMS传感器演绎精彩 2018年11月8日，第五届世界互联网大会分论坛“物联网连接无处不在”在乌镇举行。 据新华网，中国国家互联网信息办公室副主任刘烈宏先生在本届世界互联网大会上表示“物联网已进入跨界融合、集成创新和规模化发展新阶段，将为经济社会发展注入新活力，培育新动能。 物联网在交通、物流、环保、医疗、安防、电力等领域的应用逐渐得到规模化验证，拉开了相关行业的智能化、精细化、网络化变革大幕。 时隔20天后，11月28日小米公司召开AIoT开发者大会，向外界宣布推出9.99元的物联网用WiFi模组；全面开放物联网生态；与宜家等开展战略合作。 5G加快物联网发展。 国际电信联盟ITU于xx年6月为5G的三大类应用场景做出了定义海量连接的物联网业务mMTC、增强型移动互联网业务eMBB、超高可靠性与超低时延业务uRLLC。 随着2018年接近尾声，5G试商用在即，5G作为物联网“IoT”的核心技术，我们判断，未来1年，5G商用提速将加快物联网的发展步伐，越来越多的科技巨擘将会持续加码物联网，届时联网设备规模出货将带动上游芯片、传感器等元器件出货。 AI时代来临，MEMS是传感器的主流技术，将迎来传感器与AI融合的革新，正从简单的数据收集走向环境态势感知、应用意图预测。 动 一、拓展摩尔定律推动MEMS/NEMS技术演进摩尔定律自英特尔创始人戈登摩尔1965年提出至今已经发展了52年，其通过不断减小晶体管尺寸驱动集成电路性能持续提升、成本不断下降，从而带动半导体市场持续繁荣。 随着半导体制程逐步走向14纳米及以下时，ITRS（国际半导体技术发展路线图）在xx年预计半导体技术更新将逐渐放缓，拓展摩尔定律（More thanMoore，简称MtM）与后摩尔定律（More Moore）获得学术界与产业界的认同，逐渐成为推动微电子行业发展的两股重要力量。 （一）MEMS/NEMS发展的原始动力微小型化 1、MEMS/NEMS简介微机电系统（Microelectromechanical Systems，简称MEMS）是将微电子技术与精密机械技术结合发展出来的工程技术，尺寸在1微米到100微米量级，涵盖机械（移动、旋转）、光学、电子（开关、计算）、热学、生物等功能结构，主要分为传感器、致动器、三维结构器件等三大类。 与MEMS类似，NEMS（Nanoelectromechanical systems，纳机电系统）是专注纳米尺度领域的微纳系统技术，只不过尺寸更小。 Table_Page专题研究/电子元器件图图1-1MEMS梳齿状可动部件图图1-2MEMS传感器结构示意Sandia，民生证券研究院Henkel Electronics，民生证券研究院MEMS/NEMS是涉及机械、半导体、电子、物理、生物、材料等学科的交叉领域，代表性器件有加速度计、陀螺仪、磁传感器、微型麦克风、压力计等。 MEMS技术主要包括硅基加工技术、高分子材料微纳加工技术、金属微纳加工技术等。 硅基技术主要是标准CMOS集成电路加工工艺，包括表面微加工、深层刻蚀、体型微加工等。 相比传统的机械传感器与致动器，MEMS具有微型化、重量低、功耗低、成本低、多功能等竞争优势具有微型化、重量低、功耗低、成本低、多功能等竞争优势，可通过微纳加工工艺进行批量制造、封装、测试，因而MEMS/NEMS广泛应用于汽车、消费电子、工业、医疗、航空航天、通信等领域。 图图1-3MEMS在智能手机领域的应用Yole developpement，民生证券研究院Table_Page专题研究/电子元器件 2、MEMS小型化趋势走向NEMS相比上一代产品，移动设备的每次更新换代要求功能增多和性能提升。 随着消费电子产品尺寸的缩小，特别是智能手机“轻、薄”化，电子元器件的布局空间也随着减少，进而推动MEMS走向小型化。 无论是单个MEMS器件，还是集成了加速度计、磁力计、陀螺仪、电子罗盘的MEMS惯性导航单元，封装尺寸的趋势是封装面积在不断缩小，或者在面积相等的情况下从二维向三维拓展，集成更多的电子元件，赋予MEMS更多的功能。 MEMS小型化的趋势是走向NEMS。 MEMS尺寸缩小带来微系统功能密度增加、成本下降、传感性能提升、低功耗等优势。 MEMS器件的尺度是微米量级，NEMS器件是纳米尺度。 NEMS的加工工艺难度相比MEMS要求更高，工艺设备更加复杂、精密。 前目前MEMS技术处在从微米尺度向纳米尺度过渡阶段，NEMS领域在惯性传感器和化学传感器已经有部分商用产品。 根据Yole developpement的研究，单个MEMS的平均成本在0.1美元5美元之间，面积在1mm215mm2，单个NEMS的平均成本在0.1美元1美元之间，面积在1mm210mm2。 据MEMSIC的数据，xx年美新半导体的消费类加速度计和磁传感器销售均价分别为1.06元、1.01元。 图图1-4MEMS小型化趋势是走向NEMSYole developpement，民生证券研究院MEMS小型化的趋势是封装尺寸减小。 在MEMS传感器的晶圆级封装开发工艺中，封装成本约占MEMS传感器总成本的30%40%，封装尺寸面积的减少能够降低MEMS传感器的成本、提高传感器的灵敏度。 根据市场调研机构Yole Dveloppement的研究，MEMS典型器件中，加速度计的封装管脚从xx年的35mm2缩小至xx年的1.6mm2，面积减小了83%。 Table_Page专题研究/电子元器件图图1-5移动设备中MEMS传感器的封装管脚尺寸在不断缩小Yole developpement，民生证券研究院动（二）先进封装将推动MEMS与与IC、RF等器件的三维异质集成 1、拓展摩尔定律推动MEMS发展拓展摩尔定律（MtM）是指通过系统级封装（SIP）等先进封装技术赋予微系统更多非数字电路功能，将射频、模拟电路、生物芯片、高压电源、MEMS等器件进行系统集成，从而增加微系统附加价值的方法。 MtM器件融合了非数字与非电子的信息功能，包括机械、热学、声学、化学、光学、生物医疗等功能，极大拓展了MEMS器件的功能范围和应用领域。 拓展摩尔定律与摩尔定律是微电子技术发展的两条路径。 拓展摩尔定律旨在为微系统/MEMS提供多样化功能的高附加值技术，其应用领域是人和环境的互动以及物与物的连接交互；摩尔定律在CMOS主流技术基础上继续将存储器、逻辑器件、处理器的晶体管尺寸缩小，目前已经进入到7纳米节点。 拓展摩尔定律将带来MEMS器件、MCU、RF、电源等器件的集成，推动微系统走向更高集成密度、更小封装尺寸、更低功耗、更低成本。 Table_Page专题研究/电子元器件图图1-6拓展摩尔定律与摩尔定律的发展趋势ITRS，民生证券研究院 2、封装工艺决定MEMS的性能和成本是封装技术是MEMS器件成功的关键，也是MEMS产业链（设计、加工、封装测试、应用）中不可或缺的环节产业链（设计、加工、封装测试、应用）中不可或缺的环节。 MEMS器件与外界环境的信息、能量、物质交换主要由微系统封装技术实现，封装的质量往往决定了MEMS的整体性能。 MEMS封装技术基于半导体封装技术，包括衬底形成、结构释放、电学互连、器件包封、微组装、测试及可靠性检验等后端工艺。 与与IC封装类似，MEMS封装要考虑封装尺寸、性能、可靠性、成本。 MEMS封装的特征是通过封装技术形成一个或多个腔体的活动结构，使得一种或多种物理量能够透过接口与外界交互。 此外，MMES封装还要重视力学支撑、环境隔离、与外界环境的交互接口、应力、气密性环境、隔离度、特殊信号引出、微结构失效等因素。 因此MEMS封装工艺比IC封装更复杂，封装的类型更加多样化，考虑的因素更多。 MEMS封装在MEMS成本中占比较大。 根据Yole developpement的研究，MEMS成本中，封装约占30%40%，IC约占40%50%。 因而封装环节支撑着MEMS技术的发展，同时也是MEMS成本占比较大的环节。 3、TSV与与SIP等先进封装将MEMS与模拟电路、微控制器、射频、电源等组件集成终端系统厂商不仅仅满足于从MEMS传感器获取的原始数据，还希望所采集的多种传感数据经过采集、校准、压缩、优化后再发送给处理器，这样能减轻处理器的计算压力，满足终端在快速调取数据、态势感知、用户意图预测等方面的需求。 MEMS的挑战于多种电子组件的集成。 MEMS与IC、射频器件、电源等集成-本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8Table_Page专题研究/电子元器件需要先进封装技术或SOC技术。 MEMS工艺微电子技术，但其复杂的三维结构和功能在制造工艺上与主流的半导体CMOS技术还不能完全兼容，但通过先进封装技术可以进行MEMS的系统集成。 以MEMSIC的加速度传感器为例，其采用标准CMOS集成电路工艺将MEMS元件和ASIC电路结构集成到单个芯片上，下游客户可以直接借助MCU来取得加速度计的输出信号，因此无需额外搭配A/D转换器，降低了成本、减小了尺寸。 统传统MEMS定律认为，“一种产品，一种工艺，一种封装”，每种MEMS器件要求特定的工艺和封装技术。 但随着MEMS技术的不断发展成熟，MEMS制造正与标准CMOS工艺进行兼容，通过简化工艺流程或降低MEMS尺寸来降低MEMS的整体成本。 微系统功能不断增加、尺寸日益缩小的需求推动先进封装技术的发展。 先进封装技术通过堆叠单芯片与其他元件并封装在一个外壳里，可实现半导体、MEMS和其他元器件的三维异质集成，其技术包括系统级封装（SIP）、晶圆级封装（WLP）、硅穿孔（TSV）、三维芯片堆叠、2.5D硅转接板。 动三维异质集成是驱动MEMS传感器与其他微电子组件集成的技术。 三维异质集成包括CMOS工艺、新材料、封装技术、软件算法。 系统级封装技术与TSV电学互连技术赋能MEMS与其他元器件以实现三维集成。 图图1-7智能传感器的技术驱动因素意法半导体，民生证券研究院表表1-1传感器商业化的5个判断标准类型体积减小费用降低足够好的规格简化工艺可靠性能量采集器可能可能否否是气敏传感器是可能是-是-本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9Table_Page专题研究/电子元器件基于MEMS触摸屏否否否否是光学MEMS(硅光学平台)是可能是是是微型扬声器是可能否否是自动聚焦装置否否是是是射频MEMS是可能是否否Yole developpement，民生证券研究院TSV的优点在于单组件上的TSV和三维堆叠技术将信号路径大大缩短，实现各个元件之间的电气互连，带来更低的功耗、更高的传输线带宽、更小的封装尺寸，能够集成多种电子组件，降低微系统的整体封装费用。 TSV与与SIP等先进封装技术用于MEMS封装能带来诸多好处。 MEMS与模拟接口电路、MCU、射频之间以往是并排在封装衬底上，TSV通过硅转接板或硅衬底将MEMS传感器叠加于模拟接口电路、MCU、射频上，SIP再将所有元器件一体化集成，这能够大大减少封装面积，缩短MEMS与芯片之间的信号传输损耗，提高MEMS器件的整体性能。 根据Yole的研究，博世将TSV技术用于MEMS加速度计，能降低55%的封装尺寸，拥有低至0.8毫米的封装厚度。 图图1-8TSV用于MEMS与芯片的电学互连Yole developpement，民生证券研究院表表1-2三轴加速度计封装尺寸比较MEMS厂商器件类型封装尺寸有线键合点专用芯片与MEMS芯片连接方式意法半导体LIS2DH2.02.01.0mm22芯片层级有线键合mCube BI3L2.02.00.9mm8晶圆层级熔融键合-Table_Page专题研究/电子元器件博世BMA3551.21.50.8mm8芯片层级有线键合Yole developpement，民生证券研究院（三）MEMS传感器正走向传感融合，系统集成提升附加价值 1、多种传感器融合是发展趋势MEMS面临电子设备应用多元化、小型化、智能化的挑战，增加功能密度、提升精度成为增加功能密度、提升精度成为MEMS的重要驱动因素。 MEMS的传统挑战是缩小器件尺寸或功耗，但仅仅尺寸缩小不再是传感器的唯一驱动因素。 MEMS在消费电子领域遇到的挑战技术和市场。 Yole developpement认为，MEMS在消费电子中的技术挑战包括传感器性能/精度、传感器不可见/小体积设备，市场挑战是指传感器能提供个人/可定制对象的解决方案，并能为消费电子产品带来可感知的价值。 图图1-9MEMS在消费者市场中的挑战Yole developpement，民生证券研究院以传感用户的移动位置信息为例，可穿戴设备需要感知四个自由度的线性加速度、旋转、重力、电子罗盘、计步器、活动监测与终端、运动探测等信息可穿戴设备需要感知四个自由度的线性加速度、旋转、重力、电子罗盘、计步器、活动监测与终端、运动探测等信息，涉及MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、MEMS地磁计以及微控制器和软件。 因此将多种MEMS传感器进行功能集成是满足用户需求的重要发展方向。 用户需要全套传感器解决方案。 从数据维度看，单品类传感器从单轴向三轴集成，数据采集从一维向多维转变，比如单轴加速度计向三轴加速度计演变；从传感器融合角度看，用户的单项需求采集需要多种传感器配合才能实现，比如惯性传感单元组合倾向于集成加速度计、陀螺仪、地磁计等MEMS传感器。 Table_Page专题研究/电子元器件表表1-3可穿戴设备传感器的进化分类功能复杂度所需传感器第一代产品计步器当在平地上跑步或走路时计步低加速度计第二代产品活动追踪器在不平的路面上跑步或走路时计步中等加速度计、压力计第三代产品手环在进行移动、跑步、游泳、骑车等运动时，自动识别活动高加速度计、压力机、陀螺仪第四代产品智能手表准确识别你的位置和你在做什么极其高加速度计、压力机、陀螺仪、温度/湿度传感器、麦克风、WiFi、GPS意法半导体，民生证券研究院 2、传感融合是传感器融合为一体的关键技术传感器融合应用的趋势是从数据采集到多维度数据整合再演进到应用场景解读，从低精度传感器向高精度传感器演进，从离散传感器向智能传感器演变。 移动设备中常见的三类传感器的融合趋势惯性类传感器将加速度计、陀螺仪、地磁计集成，形成9轴惯性测量单元；环境类传感器将气体/微粒传感器、压力传感器、温/湿度传感器、麦克风集成在一起，组成环境传感组合；光学类传感器将可见光传感器、接近光/环境光、3D视觉传感器、多频谱光传感器一体化集成，形成光学传感组合。 多种传感器融合的关键在于传感器软件和算法。 每种传感器所采集的数据在传输之前需要经过校正与优化，多种传感器数据融合产生大量的原始数据，需要特定算法和微控制器进行处理。 优化的算法和高效的微控制器能够产生用户所需的数据，减轻中央处理器的计算压力，提高传感数据的准确性和效率。 图图1-10三类重要传感器融合的趋势Yole developpement，民生证券研究院移动设备需要态势感知。 传感器融合要求节点具备智能，智能传感器需要意识到用户的身份、位置、时间、活动。 多种传感器融合是获取精确数据的前提，通过MCU对数据进行预处理能够最小化通信活动，占用的总线带宽最小化，从而获得更加精确的数据，实-Table_Page专题研究/电子元器件现高效的系统。 根据Semico Research的研究，基于系统的传感融合将从xx年的4亿增长到xx年的25亿个。 传感器集成趋势从离散器件向传感与数据处理一体化集成的智能传感器发展。 MCU或板上系统将MEMS传感器所需的模数转换接口电路、信号处理电路、数据输出电路集成，系统级封装（SiP）或片上系统（SoC）再将MCU与MEMS传感器一体化集成，形成智能传感器节点。 图图1-11传感器集成趋势ARM，民生证券研究院 3、传感器价值提升正从硬件走向软硬结合的系统集成长期来看，MEMS传感器的平均价格趋于下降。 根据Yole developpement的研究，MEMS传感器在2000年至xx年之间的平均价格以-6%的复合增速下降，其中，由于xx年智能手机的快速增长带动MEMS传感器规模化放量，MEMS传感器的平均价格在xx年至xx年间以-13%的复合增速下降。 Table_Page专题研究/电子元器件图图1-12xx年-2020年年MEMS传感器平均价格趋于下降Yole developpement，民生证券研究院随着多功能传感器占比的提升以及传感器系统集成度的增加，MEMS传感器的平均价格下降趋势有望减缓传感器的平均价格下降趋势有望减缓。 在传感器融合的背景下，多种传感器的数据需要经过校准与处理，再通过算法模型对数据进行解读，比如运动监测数据与室内导航数据结合从而实现传感器对用户活动状态和地理位置的态势感知，传感器的应用价值随着软硬协同化发展得到提升。 图图1-13传感器融合应用线路图Yole developpement，民生证券研究院传感器价值增长曲线从传感器走向系统集成。 相比高附加值的IC器件，传感器的单品价值量远远不如MCU、AP等IC器件。 MEMS传感器制造商将多种单一功能传感器组-Table_Page专题研究/电子元器件合成多功能合一的组合传感器，再通过集成模数接口电路、微控制器（MCU）、应用处理器（AP）等芯片，传感器价值将完成二次升级。 图图1-14价值增长曲线从传感器走向系统集成Yole developpement，民生证券研究院根据Yole developpement的数据，单一功能传感器的平均价格不足1美元/个，多功能组合传感器的平均价格约2.53美元/个，集成了MCU与AP（应用处理器）的传感器系统平均价格在3040美元/个，比如MEMS加速度计的价格约为0.14美元，麦克风的价格约为0.19美元。 MEMS传感器生态系统形成。 全球MEMS产业生态包括MEMS制造商、芯片组供应商、软件供应商、系统/服务供应商等。 随着传感器技术的成熟和平均价格的走低，MEMS生态的价值正从产品逐步走向软件和算法领域。 Table_Page专题研究/电子元器件图图1-15MEMS传感器生态系统Yole developpement，民生证券研究院在 二、博世在MEMS领域的成功要素项（一）单项MEMS传感器技术储备丰富 1、博世在全球MEMS行业的市场竞争格局博世（BOSCH）是全球MEMS领域的龙头。 博世旗下有四个事业部汽车科技、工业科技、能源与建筑科技、消费者商品。 博世是全球最大的汽车电子技术供应商，xx年汽车电子业务占其销售额的66%。 自xx年起，凭借在汽车传感器的出货量优势，博世一举超越意法半导体，成为全球MEMS行业的老大。 MEMS领域的营业收入连续增长。 xx年博世在MEMS方面的营收接近5亿美元，xx年博世在MEMS方面的营业收入为12.14亿美元，6年复合增长率为15.9%，营收规模和增速远超第二名意法半导体。 全球MEMS的领先厂商还包括意法半导体、德州仪器、惠普、楼氏、应盛美等。 Table_Page专题研究/电子元器件图图2-1xx-xx主要MEMS公司MEMS业务销售额Yole developpement，民生证券研究院 2、博世是创新驱动的平台型企业的博世是全球领先的MEMS传感器、致动器及解决方案供应商。 博世目前拥有约42万的研究者与产品开发人员，位于全球89个国家。 博世在过去10年投资了超过350亿欧元在研究和产品开发上。 根据Bosch Sensortec发布的报告显示，每个工作日，博世平均申请19个专利。 这使得博世成为世界领先的专利应用科技公司，同时也是德国首屈一指的高科技公司。 耕博世深耕MEMS领域超过20年。 1995年至xx年是MEMS传感器渗透汽车电子领域的发展时期，博世在此期间研发的产品包括加速度计、角速度传感器、压力传感器、质量流量传感器等；得益于智能手机的快速发展，xx年至xx年是MEMS传感器进入消费电子领域的快速发展时期，博世在此期间研发的产品包括地磁传感器、陀螺仪、压力传感器、湿度传感器、组合传感器、专用传感器、MEMS麦克风等；xx年博世开始进入物联网领域，推出智能传感器、嵌入式软件与算法、定制化物联网传感器等。 Table_Page专题研究/电子元器件图图2-2博世公司在MEMS领域的创新历程Bosch，民生证券研究院世博世MEMS技术全球领先，在研发史上创造了多个全球第一。 xx年博世推出全球尺寸最小的数字压力传感器，xx年发布全球封装尺寸最小的数字压力传感器，xx年推出全球最小的封装尺寸为33mm2的陀螺仪，xx年在全球率先推出第一个室内空气质量传感器以及智能传感器组合。 表表2-1博世的MEMS产品发展历史年份产品xx年第一个加速度传感器面试xx年世界最小的数字压力传感器xx年世界最小的数字加速度计传感器xx年加速度计和压力传感器全组合xx年无xx年第一个22mm2加速度计传感器xx年33mm2电子罗盘xx年世界最小的封装尺寸为33mm2的陀螺仪xx年带微控制器的传感器xx年超低功耗惯性传感单元xx年世界第一个室内空气质量传感器、智能传感器组合Bosch，民生证券研究院世博世MEMS产品线丰富，涉及四个领域运动传感、声学、连接与解决方案、汽车电子产品线丰富，涉及四个领域运动传感、声学、连接与解决方案、汽车电子。 博世发明了针对MEMS产品制造工艺的DRIE（Deep reactive-ion etching，深反应离子刻蚀）技术，该工艺奠定了博世在MEMS领域的产品工艺开发基础。 Table_Page专题研究/电子元器件表表2-2博世MEMS的四个领域MEMS领域产品应用领域运动传感加速度计、地磁传感器、陀螺仪、压力传感器、湿度传感器、组合传感器、专用传感器消费电子声学MEMS麦克风消费电子连接与解决方案智能传感器、致动器节点、嵌入式软件与算法、定制化的物联网传感器器与致动器解决方案消费电子、工业领域汽车电子加速度计、角速度计、压力传感器、流体质量流量传感器汽车领域Bosch，民生证券研究院（二）多功能组合传感器带来单品价值提升展博世发展MEMS传感器的策略是多样化的传感器功能集成。 以惯性传感器（三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴地磁计）为例，博世将三轴加速度计和三轴地磁计组合，通过封装形成六轴电子罗盘产品，将三轴加速度计和三轴陀螺仪组合，通过封装形成六轴惯性传感单元产品，六轴电子罗盘与三轴陀螺仪组合形成9+3个自由度的惯性传感组合。 图图2-3博世公司MEMS惯性传感器组合产品Bosch，民生证券研究院博世拥有宽广的MEMS传感器技术储备以及从低集成度到较高集成度的MEMS产品，其MEMS传感器主要分为5大系列惯性、地磁计、环境、传感集群、麦克风。 每个系列的MEMS传感器包括单一性能的传感器、多功能的传感器组合，能满足多个细分领域的客户需求。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19Table_Page专题研究/电子元器件图图2-4博世公司MEMS传感器5大产品系列Bosch，民生证券研究院MEMS累计出货量接连创新高。 自1995年涉足MEMS以来，博世公司的MEMS累计出货量接连创下新高，从1995年到xx年MEMS累计出货量接近40亿个。 图图2-51995-xx年博世公司MEMS累计出货量（百万个）Bosch，民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20Table_Page专题研究/电子元器件是（三）系统集成能力是MEMS企业的核心竞争优势MEMS领域的系统集成能力不仅需要知道MEMS制造工艺，而且还需要掌握传感器相关的知识（软硬件协同设计、传感器集成功能、传感器数据融合）以及MEMS传感器应用领域相关的知识（应用领域背景知识、客户需求、除了传感器数据融合之外的知识）。 在博世在MEMS传感器领域拥有极强的系统集成能力。 惯性传感器组合方面，博世具备九轴、微控制器、传感器数据融合软件的系统集成能力；在环境传感器组合方面，博世拥有大气压力传感器、湿度传感器、温度传感器的集成能力；在声学传感器组合方面，博世的产品为声学麦克风、麦克风阵列控制，能够提供传感数据融合软件。 图图2-6博世在MEMS传感器集成趋势Bosch，民生证券研究院以博世六轴MEMS惯性传感器BMC050为例进行分析，BNC050采用16管脚的LGA封装，尺寸为3mm3mm0.95mm，通过MEMS封装技术集成了ASIC专用芯片、三轴加速度计、三轴地磁计。 根据Yole developpement的研究，其成本构成如下专用芯片（48%）、封装测试（35%）、MEMS（13%）、地磁计（4%）。 表表2-3博世MEMS传感器BMC050的主要结构及成本分解分类封装尺寸封装工艺说明成本MEMS封装3mm3mm0.95mm LGA封装，16管脚0.165美元（包括测试与良率损失费用）加速度计用ASIC裸芯片面积为1.38mm2采用0.18微米CMOS工艺，2P，4M Hz0.098美元MEMS加速度计（三轴）1.96mm2封装盖子采用体硅各项同性刻蚀，传感器采用外延硅片表面微加工，键合采用玻璃-玻璃键合0.059美元Z轴地磁计+专2.19mm单轴（Z轴），采用0.18微米0.126美元本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告21Table_Page专题研究/电子元器件用芯片CMOS工艺，2P，4M HzX轴/Y轴地磁计0.61mm单轴（X轴或Y轴），薄膜淀积工艺0.009美元Inertial MEMSManufacture Trendxx，民生证券研究院图图2-7博世MEMS惯性传感器BMC050的封装结构图图2-8博世MEMS惯性传感器BMC050的成本构成Inertial MEMSManufacture Trendxx，民生证券研究院Inertial MEMSManufacture Trendxx，民生证券研究院随着MEMS应用领域的拓展，宽泛的传感技术储备和传感器应用背景成为新型电子消费领域的必备宽泛的传感技术储备和传感器应用背景成为新型电子消费领域的必备。 博世在MEMS传感器技术、传感器软硬协同能力、解决方案的集成能力方面具备雄厚的实力，从而能够满足不同层次、不同应用领域的客户需求。 图图2-9博世MEMS传感器的应用场景广泛Bosch，民生证券研究院从博世构建了从MEMS传感器功能组合、MEMS与芯片一体化集成、MEMS辅助软件、数据与云系统的系统集成能力辅助软件、数据与云系统的系统集成能力。 除了单项传感器产品、多功能产品集成产品、软硬件48%35%13%4%专用芯片成本封装测试成本MEMS成本地磁计成本本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告22Table_Page专题研究/电子元器件配套解决方案之外，博世熟知MEMS传感器数据融合，建立了开放的软件开放平台和API接口，对传感器的应用领域有着深刻的理解。 图图2-10博世构建了以传感器为核心的智能家居生态系统IEK产业经济与趋势研究中心，民生证券研究院 三、MEMS细分领域众多，下一个增长点是物联网（一）政策加大力度支持传感器产业发展持国家出台系列政策大力支持MEMS与传感器发展。 根据“十三五”国家科技创新规划中国制造2025重点领域技术路线图十三五规划智能传感器产业三年行动指南（xx-2019年）促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）等政策文件，政策面从关键技术研发、产业应用等角度大力支持MEMS与传感器的发展。 技术方面，政策重点支持新型传感器、传感器核心器件、传感器集成应用、智能感知、智能控制、微纳制造、MEMS、新材料传感器、智能蒙皮微机电系统等关键技术的研发攻关。 应用领域方面，政策重点推进工业制造、数控机床、机器人、汽车、航空、农业机械、可穿戴设备、物联网、VR/AR等领域的传感器发展与产业化。 中国制造2025重点领域技术路线图提出，在汽车电子控制系统方面，国产关键传感器国内市场占有率达到80%，到2020年，国内企业将掌握传感器、控制器关键技术，供应能力满足自主规模需求，产品质量达到国际先进水平。 智能传感器产业三年行动指南（xx-2019年）提出，到2019年，我国智能传本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告23Table_Page专题研究/电子元器件感器产业规模达到260亿元；主营业务收入超十亿元的企业5家，超亿元的企业20家。 表表3-1近年来传感器及微机电系统发展政策一览年份政策内容xx年12月13日促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）计划提出，着重率先突破智能传感器等核心技术，到2020年，压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高，信噪比达到70dB、声学过载点达到135dB的声学传感器实现量产，绝对精度100Pa以内、噪音水平0.6Pa以内的压力传感器实现商用，弱磁场分辨率达到1pT的磁传感器实现量产。 在模拟仿真、设计、MEMS工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平，具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。 xx年11月20日智能传感器产业三年行动指南（xx-2019年）指南提出补齐设计、制造关键环节短板，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，开展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、知识产权、检测等公共服务能力，助力产业创新发展；合理规划布局，进一步完善产业链，促进产业集聚发展。 xx年7月“十三五”国家科技创新规划规划提出，在微电子和光电子技术方面，重点加强极低功耗芯片、新型传感器等技术与器件的研发；在发展智能绿色服务制造技术中，发展机器人、智能感知、智能控制、微纳制造等关键技术；在光电子制造关键装备方面，开展新型光通信器件、半导体照明、高效光伏电池、MEMS（微机电系统）传感器等关键制造装备研发；在工业传感器方面，开展工业传感器核心器件、智能仪器仪表、传感器集成应用等技术攻关，加强工业传感器技术在智能制造体系建设中的应用，提升工业传感器产业技术创新能力；在海洋环境安全保障方面，发展近海环境质量监测传感器和仪器系统。 xx年3月中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要纲要提出，在高档数控机床领域开发高档数控系统、轴承、光栅、传感器等主要功能部件及关键应用软件；在新一代信息技术产业创新领域，培育集成电路产业体系，培育人工智能、智能硬件、新型显示、移动智能终端、第五代移动通信（5G）、先进传感器和可穿戴设备等成为新增长点。 xx年中国制造2025重点领域技术路线图路线图提出，到2020年，我国工业传感器、智能仪器仪表和检测设备、制造物联设备等在国内得到规模化应用；在新型工业传感器方面，开发具有数据存储和处理、自动补偿、通信功能的低功耗、高精度、高可靠的智能型光电传感器、智能型接近传感器、高分辨率视觉传感器、高精度流量传感器、车用惯性导航传感器（INS）、车用DOMAIN域控制器等新型工业传感器，以及分析仪器用高精度检测器，满足典型行业和领域的泛在信息采集的需求；在工业传感器核心技术方面，研究传感器无线通信技术、传感器信号处理技术、传感器可靠性设计与试验技术、传感器精密制造与检测技术；在机器人传感器方面，重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉、光敏、高频测量、激光位移等传感器，满足国内机器人产业的应用需求；在机器人关键零部件研制及应用示范工程中，支持减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的研制及产业化应用；在航空专用传感器，提高油液、气体、温度、压力等航空传感器的监测精度和可靠性；研发基于新型敏感材料、新型封装材料、新型导电材料等新材料的传感器；在智能蒙皮微机电系统方面，针对柔性机翼和智能蒙皮的需要，开展相关微机电系统技术研究和集成验证；在汽车电子控制系统方面，国产关键传感器国内市场占有率达到80%，到2020年，掌握传感器、控制器关键技术，供应能力满足自主规模需求，产品质量达到国际先进水平；在农业机械专用传感器，发展施肥播种机械作业深度、行走速度、作业质量等测控传感器，植保机械前进速度、喷量、压力、喷洒面积等测控传感器，收获机械喂入量、清选与夹带损失、割台高度、滚筒转速、产量流量和谷物水分等测控传感器。 xx年产业结构调整指导目录(15年修正版)指导目录鼓励以下传感器产业发展数字化、智能化、网络化工业自动检测仪表与传感器，原位在线成份分析仪器，具有无线通信功能的低功耗智能传感器，电磁兼容检测设备，智能电网用智能电表（具有发送和接收信号、自诊断、数据处理功能），光纤传感器，传感器电子制造。 xx年“互联网+”人工智能三年行动实施方案方案支持人工智能领域的芯片、传感器、操作系统、存储系统等核心技术研发与产业化工程。 xx年5月加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划计划提出总体目标（xx2025年）传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列，产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”转变，涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控，高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。 xx年国家中长期科学和技术发展规划纲要纲要提出发展传感器网络及智能信息处理，重点开发多种新型传感器及先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术，发展低成本的传感器网络和实时信息处理系统，提供更方便、功能更强大的信息服务平台和环境；重点本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告24Table_Page专题研究/电子元器件研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术；重点研究异常环境条件下的传感器技术，传感器自动标定技术，海底信息传输技术等各级政府官网，民生证券研究院是（二）从互联网到万物互联，