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核芯观察:2022年MEMS传感器市场规模达196亿美元

MEMS IMU市场现状

MEMS IMU应用领域多样,核心市场可分为消费电子、汽车电子、工业控制三大领域。 在消费电子领域,包括智能手机、可穿戴设备、游戏手柄、无人机等; 在汽车电子领域,主要用于惯导、自动驾驶、车身控制等应用; 在工业控制领域,可应用于机器人导航与控制、自动化仓储与物流系统、生产线上的物品位置检测等。

MEMS IMU是MEMS传感器的一个重要分支。 近年来,MEMS受益于下游市场需求的增长,MEMS传感器市场规模也稳步上升。 根据Yole的数据和预测,2022年MEMS传感器市场规模将为145亿美元,并将以5%的复合年增长率增长,到2028年将达到196亿美元。

2022年数据显示,消费电子是MEMS传感器市场最大的细分领域,占整体市场的52%。 尽管智能手机市场面临衰退,但可穿戴应用将接替智能手机并带来新的增长点,例如VR/AR、tws、智能手表等应用。 其次是工业和汽车,分别占MEMS传感器市场的17%和19%。

根据Yole的测算,到2028年,消费电子在MEMS传感器市场的占比将小幅下降至48%,而汽车占比将增加至21%,工业产品占比将下降至16%。

在汽车应用中,GNSS定位需要使用六轴IMU,以及车身和座舱内的各种MEMS压力传感器、激光雷达用MEMS微镜等,这些应用将带动MEMS整体需求持续增长生长。 预计到2028年汽车MEMS市场规模将达到41亿美元,2022年至2028年年均复合增长率将达到7%。

预计2022年至2028年工业和医疗市场将以5%左右的年均复合增长率增长。工业市场主要受到工业自动化和工业4.0实施的推动,包括机器人中使用的惯性传感器和压力传感器或工厂中的 AGV。 近年来人形机器人的兴起也带动了MEMS IMU等产品的需求。 在医疗领域,一些监测设备的小型化也带动了MEMS传感器进入可穿戴医疗设备,这也将带动需求。

从整体MEMS传感器类型来看,由于IMU集成了多种MEMS传感器,包括加速度计、陀螺仪等,因此在功耗、尺寸和信号处理方面更具优势。 因此,从市场角度来看,IMU在高端消费电子和汽车电子市场的份额正在逐渐增加,而个别MEMS陀螺仪产品的需求却在逐年萎缩。

Yole数据显示,2021年全球IMU市场规模约为18.3亿美元,2022年至2027年年均复合增长率将达到7%。 到2027年,全球IMU市场规模将达到28亿美元。

细分来看,我们重点关注汽车市场,这是MEMS IMU未来增长的重点。 MEMS IMU在汽车上的应用主要适合两部分,一是惯导,二是集成惯导数据的自动驾驶。

2020年开始,组合导航市场爆发,IMU市场释放。 当时,也给国内众多MEMS厂商带来了机遇。 六轴IMU产品开始在汽车导航系统中大规模推出。

在L2、L2+智能驾驶应用中,大规模IMU应用实际上已经开始。 尤其是近年来,“重感知、轻地图”的智能驾驶系统已成为主流方向。 高精度地图在智能驾驶中的地位被削弱。 相反,相对位置的变化比绝对位置精度更重要。 在失去卫星信号的情况下,IMU结合地图也能帮助自动驾驶识别方向。

因此,从这个角度来看,在智能驾驶中,IMU可以与其他智能驾驶传感器结合,实现对车辆在物理世界中的相对坐标和姿态变换的精确监测。 这意味着,未来在L2及以上高端智能驾驶中,IMU的装配比例将逐渐增加。

数据显示,2023年第三季度,中国市场搭载L2+ADAS的新型轻型汽车销量为35万辆,渗透率已达5.7%,连续三个季度位居全球第一。 L2级及以上ADAS车型的渗透率更高。 超过了45%。 预计2024年全球搭载L2+ ADAS的轻型汽车销量将增至450万辆,渗透率将增至5.5%。

然而IMU在ADAS系统中的应用还很少。 车企认为,为 ADAS 系统配备单独的 IMU 成本更高。 因此,在未来的汽车应用中,IMU可能会被用作传感器,并且可能只使用少数IMU,通过数据共享来利用不同应用中的IMU数据。

MEMS IMU在机器人上的应用未来也有很大的前景。 仿人机器人近年来在人工智能驱动下发展迅速,已从早期的技术验证阶段过渡到商业试验阶段。 例如,特斯拉的人形机器人于2022年首次亮相,为新一代人工智能驱动的机器人奠定了基础; 随后跟随仿人机器人的市场热潮,国内外多家机器人公司也纷纷亮相了自己储备已久的仿人机器人产品及相关技术,如玉树的H1、傅里叶GR1机器人、小米铁达机器人、小鹏双足机器人PX5、优必选等。

在此过程中,仿人机器人的步态算法、运动灵活性、耐力和负载能力都得到了显着提升。 重要的是商业落地不再是遥远的空中楼阁。 IMU作为机器人的核心运动传感器,是保证机器人实现精确姿态控制的关键。 人形机器人中的IMU数量将达到2-4个,布置在头部、脚部、胯部等位置。

市场竞争格局

中国是全球最大的MEMS传感器市场。 尚普咨询数据显示,中国市场占全球MEMS传感器市场的23.82%,其次是美国(15.61%)、韩国(9.03%)和日本(8.01%)。 此外,德国(6.57%)、英国(3.29%)等少数经济发达国家也占据重要份额。

从MEMS惯性传感器来看,目前全球市场处于垄断状态。 主要市场份额集中在博世、ST等龙头企业,二者合计占据中国MEMS加速度计和MEMS陀螺仪市场70%以上的份额。 仪器仪表市场占有率80%以上,IMU市场占有率80%以上。 TOP3企业占据了中国整体MEMS传感器市场的80%以上。

可见,目前全球MEMS惯性传感器实际上被国际巨头垄断,市场集中度极高。 其中,在IMU领域,博世市场份额最高,其次是ST和TDK()。 芯墨数据显示,博世是中国MEMS IMU市场份额最大的厂商,占比约33%,其次是ST占25%,TDK占21%。 TOP3占据国内近80%的市场份额。

本土供应商方面,士兰微、美新半导体、思锐科技、美泰电子等多家企业发展势头良好。 但目前,从市场份额来看,思锐科技是市场份额最大的本土厂商,占比2%。 其他本土厂商的市场份额较小,占比不到1%。

MEMS IMU技术在中国经历了从萌芽到快速发展的过程。 早期MEMS IMU主要应用于军事领域,后来逐渐扩展到民用市场。 现已广泛应用于消费电子、汽车、工业自动化等领域。 国内企业在MEMS加速度计、陀螺仪领域已经具备一定的设计能力,但MEMS IMU领域与国际先进水平仍有一定差距。 但随着技术的不断成熟和市场的扩大,国内企业正在集中力量攻克难题,未来有望在高端产品市场取得突破。

价格方面,从目前产业链现状来看,一个车载IMU的单价在1300元左右。 当然,由于精度要求较低,消费电子应用的 IMU 价格在二到三位数不等。 目前,国内部分汽车IMU供应商在满足整车规格及相关指标需求的前提下,已实现三位数价格,向车企大规模供货。

预告:下一期将带来目前市面上各应用领域主流产品对比,以及各大厂商产品线分析。 关注我们,不错过下次更新!