一、慣性傳感器為MEMS傳感器最大細(xì)分品類，2023年占比達(dá)35%
MEMS傳感器能夠感知某些物理、化學(xué)或者生物量（如壓力、可見光、聲音、溫度等）的存在和強(qiáng)度，并能將感知到的信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足系統(tǒng)對(duì)信息傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。按照感知技術(shù)，MEMS傳感器分為慣性傳感器、壓力傳感器、聲學(xué)傳感器、環(huán)境傳感器和光學(xué)傳感器等，其中慣性傳感器為MEMS傳感器最大細(xì)分品類，2023年占比達(dá)35%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
二、核心產(chǎn)品--陀螺儀、速度計(jì)市場(chǎng)不斷滲透，我國(guó)MEMS慣性傳感器行業(yè)規(guī)模呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)MEMS慣性傳感器行業(yè)發(fā)展深度研究與投資趨勢(shì)分析報(bào)告（2025-2032）》顯示，MEMS慣性傳感器主要產(chǎn)品包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)，其中陀螺儀和加速度計(jì)最為核心，磁力計(jì)通常作為輔助或補(bǔ)充因而重要性次于陀螺儀和加速度計(jì)。
陀螺儀市場(chǎng)應(yīng)用以激光陀螺儀（第一代）、光纖陀螺儀（第二代）、MEMS 陀螺儀為主。其中激光陀螺儀和光纖陀螺儀應(yīng)用時(shí)間較早且具有精度高的優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)級(jí)、導(dǎo)航級(jí)、戰(zhàn)略級(jí)的領(lǐng)域，但由于其體積大、成本高、抗機(jī)械沖擊能力差，大規(guī)模量產(chǎn)能力有限，制約著上述應(yīng)用平臺(tái)向小型化、低成本化、智能化發(fā)展。MEMS 陀螺儀具有低成本、小體積、高可靠、易于批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，隨著精度不斷提升以及降本需求增多，MEMS 陀螺儀將逐步向中低精度兩光陀螺應(yīng)用領(lǐng)域滲透。
MEMS陀螺儀按照核心性能分類
| 類別 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 零偏穩(wěn)定性（°/h） | 標(biāo)度因數(shù)精度（ppm） | 角度隨機(jī)游走（°/√h） | 陀螺儀技術(shù) |
| 消費(fèi)級(jí) | 消費(fèi)電子 | >15 | >1000 | >0.5 | MEMS 陀螺儀 |
| 戰(zhàn)術(shù)級(jí) | 高端工業(yè)（如測(cè)繪，資源勘探）、車輛和飛行體 | 0.15 - 15 | 100 - 1000 | 0.05 - 0.5 | 激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀、MEMS 陀螺儀 |
| 導(dǎo)航級(jí) | 航空，長(zhǎng)航時(shí)無人系統(tǒng) | 0.01 -0.15 | 1 - 100 | 0.01 - 0.05 | 激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀、MEMS 陀螺儀 |
| 戰(zhàn)略級(jí) | 航天，航海 | <0.01 | <1 | <0.01 | 機(jī)電陀螺儀、激光陀螺儀、光纖陀螺儀 |
資料來源：觀研天下整理
MEMS加速度計(jì)利用敏感結(jié)構(gòu)將線加速度的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化量，最終通過專用集成電路讀出電容值的變化，得到物體運(yùn)動(dòng)的加速度值。MEMS 加速度計(jì)同樣具有MEMS 陀螺儀的零偏穩(wěn)定性、標(biāo)度因數(shù)精度的核心性能參數(shù)。根據(jù)這些核心性能參數(shù)，可以將加速度計(jì)分為消費(fèi)級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)、導(dǎo)航級(jí)、戰(zhàn)略級(jí)，在消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)、高可靠等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
MEMS加速度計(jì)按照核心性能分類
| 類別 | 零偏穩(wěn)定性（ug） | 標(biāo)度因數(shù)精度（ppm） | 加速度計(jì)技術(shù) |
| 消費(fèi)級(jí) | >1000 | >1000 | MEMS 加速度計(jì) |
| 戰(zhàn)術(shù)級(jí) | 50 - 1000 | <1000 | MEMS 加速度計(jì)、石英加速度計(jì) |
| 導(dǎo)航級(jí) | 5 - 50 | <500 | 機(jī)械擺式加速度計(jì)、石英加速度計(jì)、MEMS加速度計(jì) |
| 戰(zhàn)略級(jí) | <5 | <10 | 機(jī)械擺式加速度計(jì)、石英加速度計(jì) |
資料來源：觀研天下整理
隨著MEMS陀螺儀、MEMS加速度計(jì)市場(chǎng)持續(xù)滲透，我國(guó)MEMS慣性傳感器行業(yè)空間廣闊。2022 年我國(guó) MEMS 慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模為 77.4 億元，預(yù)計(jì) 2027 年我國(guó) MEMS 慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 125.7億元。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
三、在低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域蓬勃發(fā)展下，我國(guó)IMU市場(chǎng)份額將逐步提升
IMU 即慣性測(cè)量單元，是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)及加速度的裝置。一個(gè) IMU 通常包含三個(gè)軸向的陀螺儀和三個(gè)軸向的加速度計(jì)，以測(cè)量物體在三維空間中的角速率和加速度。得益于低空經(jīng)濟(jì)、高階智駕、人形機(jī)器人等領(lǐng)域發(fā)展，IMU市場(chǎng)規(guī)模及占比將逐步提高。預(yù)計(jì) 2027 年我國(guó)IMU市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 75.5 億元，占MEMS慣性傳感器總市場(chǎng)規(guī)模的 60.06%。
IMU在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用情況
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 應(yīng)用情況 |
| 低空經(jīng)濟(jì) | 發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)，離不開“四張網(wǎng)”，包括配套物理設(shè)施的“設(shè)施網(wǎng)”、低空感知及通信的“空聯(lián)網(wǎng)”、數(shù)字空域及操作系統(tǒng)的“航路網(wǎng)”、數(shù)字化管服系統(tǒng)的“服務(wù)網(wǎng)”。“四張網(wǎng)”是推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施框架，其中空聯(lián)網(wǎng)通過數(shù)字化手段，對(duì)低空飛行進(jìn)行全面感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)控制，既有利于飛行數(shù)據(jù)的收集分析，也提升了低空飛行的安全性。導(dǎo)航設(shè)施是空聯(lián)網(wǎng)的組成部分，當(dāng)前低空導(dǎo)航網(wǎng)主要以 GPS、北斗等為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主，逐步融合慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等能力。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航能夠?yàn)闊o人機(jī)提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位和導(dǎo)航服務(wù)，依靠分布在太空的多顆衛(wèi)星向地面或低空的接收設(shè)備發(fā)送信號(hào)，接收設(shè)備通過測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間等參數(shù)，計(jì)算出自身的位置（經(jīng)度、緯度、高度）；慣性導(dǎo)航定位利用慣性測(cè)量單元（IMU）中的陀螺儀測(cè)量物體的角速度，加速度計(jì)測(cè)量物體的加速度，然后通過積分運(yùn)算推算出物體的姿態(tài)、速度和位置信息；視覺導(dǎo)航定位通過攝像頭等視覺傳感器采集周圍環(huán)境的圖像信息，然后利用圖像識(shí)別、特征匹配、視覺里程計(jì)等技術(shù)手段，與預(yù)先存儲(chǔ)的地圖（如三維地圖）或已知的地標(biāo)特征進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定自身的位置。各種定位手段各有其優(yōu)缺點(diǎn)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，低空飛行器的導(dǎo)航定位逐步發(fā)展成多源融合、多冗余設(shè)計(jì)的模式，帶來 IMU 的潛在增量。 |
| 高階智駕 | L2+等高階智駕方案逐步落地，智駕關(guān)鍵零部件的需求相應(yīng)增加。在 L2+級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，高精定位模塊至關(guān)重要，衛(wèi)慣組合（GNSS+IMU）是目前高精度定位技術(shù)的主流方案。其中，GNSS 全名為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，如中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）、美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS），當(dāng)感知到衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，GNSS 模塊負(fù)責(zé)解析衛(wèi)星數(shù)據(jù)，獲取衛(wèi)星坐標(biāo)（x,y,z)，但由于存在天體物理模型誤差、星間誤差、傳播誤差等，GNSS 只能給出車輛大概位置，其精度在米級(jí)別，定位精度不足，因而需要通過 RTK 服務(wù)將誤差進(jìn)行糾正。RTK是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)，通過將車輛附近空間的誤差因子計(jì)算出來給到車輛，用以修正定位。一般自動(dòng)駕駛使用的是六軸 IMU，包含了三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺儀，加速度計(jì)檢測(cè)物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，而陀螺檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，測(cè)量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。IMU 可以在衛(wèi)星信號(hào)消失時(shí)，推算出車輛的準(zhǔn)確位置，但 IMU 的誤差也會(huì)隨著時(shí)間累計(jì)，因此也需要 GNSS+RTK 隔段時(shí)間來糾正，三者相輔相成，共同擔(dān)任起自動(dòng)駕駛的定位工作。 |
| 人形機(jī)器人 | 目前，人形機(jī)器人歷經(jīng)實(shí)驗(yàn)室智能以及應(yīng)用推廣階段后，已進(jìn)入小批量應(yīng)用階段，而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵之一在于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能自主運(yùn)動(dòng)，這要求人形機(jī)器人具備靈活的“大小腦”和“四肢”，IMU 即起到了“小腦”的作用。與傳統(tǒng)機(jī)器人依賴固定軌道或高精度地圖不同，人形機(jī)器人需要應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境。IMU 是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)及加速度的設(shè)備，在人形機(jī)器人中扮演者“動(dòng)態(tài)感知中樞”的角色，是實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、動(dòng)態(tài)平衡和精細(xì)操控的關(guān)鍵組件。在人形機(jī)器人中，IMU 被廣泛應(yīng)用于頭部、四肢等關(guān)鍵部位，主要起到姿態(tài)控制和平衡、導(dǎo)航和定位、動(dòng)作執(zhí)行和路徑規(guī)劃三個(gè)作用，并借此提升機(jī)器人運(yùn)作安全性。由于人形機(jī)器人對(duì)慣性導(dǎo)航傳感器小型化、集成化、大批量生產(chǎn)的需求，低成本高性能的 MEMS 慣性傳感器逐步成為發(fā)展趨勢(shì)。目前，MEMS IMU 已在兩足人形機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用，如特斯拉 Optimus、波士頓動(dòng)力 Atlas 等知名人形機(jī)器人，均內(nèi)置多個(gè) IMU，分別安置于頭部、雙足和胯部等關(guān)鍵部位，確保動(dòng)作流暢精準(zhǔn)。 |
資料來源：觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
四、我國(guó)MEMS慣性傳感器市場(chǎng)被國(guó)際巨頭瓜分，國(guó)內(nèi)廠商競(jìng)爭(zhēng)力仍待提升
MEMS 產(chǎn)業(yè)作為高度技術(shù)、資本及智力密集型領(lǐng)域，天然形成了多重進(jìn)入壁壘，使得市場(chǎng)集中度處于較高水平。國(guó)外廠商起步較早，在整體資產(chǎn)規(guī)模、資金實(shí)力和技術(shù)水平等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)主要市場(chǎng)份額。
在高性能 MEMS 慣性傳感器領(lǐng)域，這一情況尤為凸顯，市場(chǎng)份額集中在 Honeywell、ADI 等行業(yè)巨頭手中，而中國(guó)企業(yè)在高性能 MEMS 慣性傳感器市場(chǎng)的占有率較小。根據(jù)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi) MEMS 加速度計(jì)市場(chǎng)份額TOP4均為海外企業(yè)，總占比達(dá)69%；國(guó)內(nèi)IMU市場(chǎng)份額TOP5均為海外企業(yè)，總占比達(dá)93%。
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國(guó)內(nèi)廠商正加大投入、加強(qiáng)自主創(chuàng)新，深耕細(xì)分市場(chǎng)。目前具備MEMS陀螺儀或加速度計(jì)設(shè)計(jì)能力的國(guó)產(chǎn)廠商主要有芯動(dòng)聯(lián)科、明皜傳感（蘇州固锝子公司）、士蘭微、星網(wǎng)宇達(dá)、深迪半導(dǎo)體、矽?？萍肌⒚捞┛萍嫉?，其中同時(shí)具備MEMS 陀螺儀或加速度計(jì)設(shè)計(jì)能力的主要是芯動(dòng)聯(lián)科、士蘭微、美泰科技、中星測(cè)控、微元時(shí)代等。從產(chǎn)品性能來看，芯動(dòng)聯(lián)科和美泰科技的導(dǎo)航級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)產(chǎn)品性能遠(yuǎn)高于士蘭微的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品。在貿(mào)易摩擦等宏觀環(huán)境不確定性增加的背景下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主可控需求將為我國(guó) MEMS產(chǎn)業(yè)帶來良好發(fā)展機(jī)遇，MEMS 慣性傳感器加速進(jìn)口替代，企業(yè)在全球市場(chǎng)中的排名也將不斷提升。
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