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前言：【核芯觀察】是電子發(fā)燒友編輯部出品的深度系列專(zhuān)欄，目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，理清上、中、下游的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)迅速了解各大細(xì)分環(huán)節(jié)中的行業(yè)現(xiàn)狀。本期【核芯觀察】，將對(duì)IMU慣性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)行梳理，從市場(chǎng)現(xiàn)狀、應(yīng)用場(chǎng)景、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成、產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分布、發(fā)展趨勢(shì)等幾個(gè)部分剖析IMU產(chǎn)業(yè)。

MEMS IMU 市場(chǎng)現(xiàn)狀

MEMS IMU的應(yīng)用領(lǐng)域多樣，核心市場(chǎng)可以分為消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工業(yè)控制等三大領(lǐng)域。消費(fèi)電子領(lǐng)域中，包括智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、游戲手柄、無(wú)人機(jī)等；在汽車(chē)電子領(lǐng)域，主要用于慣性導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛、車(chē)身控制等應(yīng)用；在工業(yè)控制領(lǐng)域，可以應(yīng)用于機(jī)器人導(dǎo)航和控制、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和物流系統(tǒng)、產(chǎn)線(xiàn)上的物品位置檢測(cè)等。

MEMS IMU是MEMS傳感器的關(guān)鍵分支，而近年來(lái)MEMS受益于下游市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，MEMS傳感器市場(chǎng)規(guī)模也在穩(wěn)步攀升。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)，2022年MEMS傳感器市場(chǎng)規(guī)模為145億美元，并將以5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2028年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到196億美元。

在2022年的數(shù)據(jù)中，消費(fèi)電子是MEMS傳感器市場(chǎng)占比最大的細(xì)分領(lǐng)域，占到整體市場(chǎng)的52%份額，盡管智能手機(jī)市場(chǎng)正在面臨衰退，但可穿戴應(yīng)用將接力智能手機(jī)，帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，比如VR/AR、tws、智能手表等應(yīng)用。其次是工業(yè)和汽車(chē)，分別占到MEMS傳感器市場(chǎng)的17%和19%。

按照Yole的推算，到2028年，消費(fèi)電子在MEMS傳感器市場(chǎng)中占比將略微下降到48%，而汽車(chē)占比提升到21%，工業(yè)占比則下降至16%。

在汽車(chē)應(yīng)用中，GNSS定位需要用到六軸IMU，還有其他包括車(chē)身和座艙內(nèi)的各種MEMS壓力傳感器、激光雷達(dá)的MEMS微振鏡等，這些應(yīng)用將會(huì)帶動(dòng)MEMS整體需求持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2028年汽車(chē)MEMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到41億美元，2022年到2028年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)達(dá)到7%。

而工業(yè)和醫(yī)療市場(chǎng)在2022年到2028年預(yù)計(jì)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5%左右。其中工業(yè)市場(chǎng)主要由工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)4.0實(shí)施推動(dòng)，包括工廠中的機(jī)器人或AGV等所用的慣性傳感器、壓力傳感器等，近年來(lái)人形機(jī)器人的興起，同樣也帶動(dòng)MEMS IMU等產(chǎn)品的需求。在醫(yī)療領(lǐng)域，一些監(jiān)測(cè)設(shè)備小型化也帶動(dòng)MEMS傳感器進(jìn)入到可穿戴的醫(yī)療設(shè)備中，這也將帶動(dòng)需求。

從整體MEMS傳感器種類(lèi)來(lái)看，由于IMU集成了多種MEMS傳感器，包括加速度計(jì)、陀螺儀等，在功耗、尺寸和信號(hào)處理上更有優(yōu)勢(shì)。因此從市場(chǎng)上看，IMU在高端消費(fèi)電子以及汽車(chē)電子市場(chǎng)上占有率逐步提高，而單獨(dú)的MEMS陀螺儀產(chǎn)品需求逐年萎縮。

根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2021年全球IMU市場(chǎng)規(guī)模約為18.3億美元，2022到2027年年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到7%，到2027年全球IMU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到28億美元。

拆分來(lái)看，我們重點(diǎn)關(guān)注一下MEMS IMU未來(lái)增長(zhǎng)的重點(diǎn)，汽車(chē)市場(chǎng)。MEMS IMU在汽車(chē)上的應(yīng)用，主要適用于兩大部分，一是慣性導(dǎo)航，二是融合慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)的自動(dòng)駕駛。

從2020年開(kāi)始，組合導(dǎo)航市場(chǎng)爆發(fā)，IMU市場(chǎng)得到釋放，當(dāng)時(shí)也給很多國(guó)內(nèi)的MEMS廠商帶來(lái)機(jī)遇，六軸IMU產(chǎn)品開(kāi)始大規(guī)模登陸汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)上。

L2和L2+的智能駕駛應(yīng)用中，其實(shí)就開(kāi)始大規(guī)模的IMU應(yīng)用。特別是近年來(lái)“重感知，輕地圖”的智駕系統(tǒng)成為主流方向，高精地圖在智能駕駛中的地位被削弱，取而代之的是相對(duì)位置的變化要比絕對(duì)位置精度更重要。而在失去衛(wèi)星信號(hào)的情況下，IMU結(jié)合地圖也能夠幫助自動(dòng)駕駛對(duì)方向的識(shí)別。

因此從這個(gè)角度看，IMU在智能駕駛上，能夠結(jié)合其他智能駕駛傳感器，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在物理世界相對(duì)坐標(biāo)和姿態(tài)轉(zhuǎn)換的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。也就意味著未來(lái)在L2或以上的高階智能駕駛中，IMU的裝配比例會(huì)逐漸提高。

根據(jù)Canalys的數(shù)據(jù)，2023年第三季度中國(guó)市場(chǎng)搭載L2+ADAS的輕型車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量35萬(wàn)輛，滲透率已經(jīng)達(dá)到5.7%，已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度全球第一，而L2及以上的ADAS車(chē)型滲透率更是超過(guò)45%。預(yù)計(jì)2024年全球配備L2+ ADAS的輕型車(chē)銷(xiāo)量將增長(zhǎng)至450萬(wàn)輛，滲透率增長(zhǎng)至5.5%。

不過(guò)IMU在ADAS系統(tǒng)上的應(yīng)用還較少，車(chē)企認(rèn)為對(duì)于ADAS系統(tǒng)單獨(dú)再配一個(gè)IMU的價(jià)格較高。因此未來(lái)汽車(chē)應(yīng)用中，IMU作為傳感器，可能會(huì)只用少數(shù)IMU，通過(guò)數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)在不同應(yīng)用中對(duì)IMU數(shù)據(jù)的利用。

MEMS IMU在機(jī)器人上的應(yīng)用未來(lái)也有很大前景，近年人形機(jī)器人伴隨著AI驅(qū)動(dòng)發(fā)展迅速，已經(jīng)從早期的技術(shù)驗(yàn)證階段過(guò)渡到了商業(yè)試水期。比如，特斯拉在2022年首秀的Optimus人形機(jī)器人，奠定了新一代AI驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人基礎(chǔ)；隨后跟隨人形機(jī)器人的市場(chǎng)熱潮，多家國(guó)內(nèi)外機(jī)器人公司也亮出了儲(chǔ)備已久的人形機(jī)器人產(chǎn)品以及相關(guān)技術(shù)，比如宇樹(shù)的Unitree H1、傅里葉GR1、Apptronik的Apollo機(jī)器人、小米鐵大機(jī)器人、小鵬雙足機(jī)器人PX5、優(yōu)必選WalkerX等等。

在這個(gè)過(guò)程中，人形機(jī)器人的步態(tài)算法、運(yùn)動(dòng)靈活性、續(xù)航能力和負(fù)載能力都有了顯著提升，重要的是，商業(yè)落地不再是遙不可及的空中樓閣。而IMU作為機(jī)器人的核心運(yùn)動(dòng)傳感器，是確保機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)姿態(tài)控制的關(guān)鍵，人形機(jī)器人中IMU的用量將會(huì)達(dá)到2—4個(gè)，配置在頭部、雙足、胯部等位置上。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

中國(guó)是全球最大的MEMS傳感器市場(chǎng)，根據(jù)尚普咨詢(xún)的數(shù)據(jù)，中國(guó)市場(chǎng)占全球MEMS傳感器市場(chǎng)23.82%的份額，其次是美國(guó) (15.61%)、韓國(guó) (9.03%)和日本 (8.01%)。此外德國(guó) (6.57%)、英國(guó) (3.29%)等少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家也占據(jù)了重要份額。

從MEMS慣性傳感器的角度來(lái)看，目前全球市場(chǎng)是呈現(xiàn)壟斷的格局的，主要市場(chǎng)份額集中在博世、ST等頭部企業(yè)上，合計(jì)占到中國(guó)的MEMS加速度計(jì)市場(chǎng)70%以上份額，占MEMS陀螺儀市場(chǎng)80%以上份額，占IMU 80%份額。而TOP3企業(yè)在中國(guó)MEMS傳感器整體市場(chǎng)上占比要超過(guò)80%。

可以看到目前全球MEMS慣性傳感器實(shí)際上都是國(guó)際巨頭所壟斷，市場(chǎng)集中度極高。其中在IMU領(lǐng)域，博世的市占率最高，其次是ST和TDK（InvenSense）。按芯謀的數(shù)據(jù)，博世是中國(guó)MEMS IMU市場(chǎng)上份額最大的廠商，占比約33%，其次ST占比25%，TDK占比21%，TOP3合計(jì)占有國(guó)內(nèi)近80%的市場(chǎng)份額。

本土供應(yīng)商方面，士蘭微、美新半導(dǎo)體、矽睿科技、美泰電子等多家企業(yè)都有不錯(cuò)的發(fā)展勢(shì)頭。但目前在市場(chǎng)份額上，矽睿科技是市場(chǎng)份額最大的本土廠商，市場(chǎng)份額占比為2%，其余本土廠商的市場(chǎng)份額較小，占比均小于1%。

MEMS IMU技術(shù)在中國(guó)經(jīng)歷了從起步到快速發(fā)展的過(guò)程。早期，MEMS IMU主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，隨后逐步推廣至民用市場(chǎng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)企業(yè)在MEMS加速度計(jì)和陀螺儀領(lǐng)域已具備一定的設(shè)計(jì)能力，但在MEMS IMU領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。不過(guò)，隨著技術(shù)的不斷成熟和市場(chǎng)的擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)企業(yè)正集中力量攻堅(jiān)，未來(lái)有望在高端產(chǎn)品市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)突破。

在價(jià)格方面，從產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀來(lái)看，車(chē)載IMU單價(jià)為1300元左右，當(dāng)然消費(fèi)電子應(yīng)用的IMU由于精度需求較低，價(jià)格從兩位數(shù)到三位數(shù)不等。目前一些國(guó)產(chǎn)車(chē)載IMU供應(yīng)商，在滿(mǎn)足車(chē)規(guī)以及相關(guān)指標(biāo)需求的前提下，已經(jīng)做到三位數(shù)的價(jià)格，并已經(jīng)向車(chē)企大規(guī)模供貨。

預(yù)告：下一期將帶來(lái)目前市場(chǎng)上各應(yīng)用領(lǐng)域的主流產(chǎn)品對(duì)比，以及各大廠商的產(chǎn)品線(xiàn)分析，關(guān)注我們不錯(cuò)過(guò)下次更新！

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