這個智能顆粒，就是一種叫做MEMS傳感器。它一半是芯片，一半是機械，就像是全芯片武裝的微型機甲戰士，深刻改變了人與大自然交互的局面。它令人耳目一新的地方在于：這是第一款超越人類感官的傳感器。智能手機中，就藏著這個奧秘。早在2012年的iPhone 5，就采用了4個MEMS傳感器。而最近五年越來越風靡的真無線耳機TWS，背后都是MEMS的貢獻。

而這個領域供應商的江湖，基本算是波瀾不驚。三十家企業，可以占據整體銷售額的90%。它們基本都是榜單上的老面孔，半機械加上半芯片，進行著賽道上的較量。

無聊的江湖，拒絕驚喜

全球MEMS收入在2020年達到1000多億元的市場。江湖上還是老面孔多。但十年前的王者HP，已經從第一名跑到后面去了，而博通則異軍突起。一沉一浮，背后就是桌面計算機時代，向移動互聯網的全面轉身。打印機銷量下降，而打印機噴墨所需要的MEMS傳感器就繼續下滑，而智能手機的射頻傳感器的市場則急劇放大，這使得博通這樣的供應商想不掙錢都不容易。

整體而言，這是一個無聊的江湖。驚喜并不多。芯片行業，都在指向大整合。但MEMS傳感器則是一個另類，它拒絕了選擇寡頭壟斷的形態，而是維持著多元競爭的局面。它大概呈現了兩個大哥帶20多個小弟的局面。博通和博世是雙雄大戰，各自以近100億人民幣的收入領先于行業；緊隨其后的是，腰斬一半，大概在50億元的中級選手依次向下。他們就像鋼琴的按鍵一樣，連續而均勻地從高音區排到低音區。5億元人民幣的營收，差不多就可以進入全球Top30名單內。 

圖1  2019年MEMS Top25 企業銷售額分布圖

（Source：Statista 2020，南山工業書院繪制）

MEMS傳感器格局基本跟隨了半導體產業的腳步，最強的依然是美國，占據大半壁江山。歐洲以[敏感詞]廠家如博世、意法、恩智浦等占據一席之地，日本以多品牌而獨具特色。韓國則意外缺席，而中國靠真無線耳機的麥克風而占據兩席位置。

江湖縱橫，絕代雙雄

全球MEMS傳感器中，博通和博世兩家獨大的原因。

但二者領先的原因，則各有不同。

博世以15億美元的收入，多年來一直幾乎不離榜首。它最厲害的地方，就在于在應用市場能夠腳踩多只船。它在消費和汽車市場的表現過于強勁，每輛新車平均包含5個博世MEMS，而全球一半的智能手機至少包含1個博世MEMS。跟其他廠家多元化的策略不同，博世在這個領域，只提供MEMS傳感器而不提供產品（例如瑞聲在2020年雖然有170億元的收入，但絕大部分都是由耳機而非傳感器貢獻的）。這也讓博世在MEMS業務上的成功格外耀眼。

博世MEMS傳感器的麻煩，在于有一堆的騷擾者，就像是被一群小髭狗盯上的獅子。如意法半導體，在消費市場上直接競爭的是同類型的設備，但它在汽車市場并不活躍；恩智浦倒是擁有可以競爭的傳感器，但也只是在汽車領域吃得開。而博世同時占住了消費電子和汽車領域，還沒有任何一家擁有這樣的實力。

博通本是外來戶。雖然它是芯片巨頭，但在2016年以前，它在榜單上啥位置都沒有。2016年一家MEMS射頻傳感器收購了博通，并將新公司繼續命名為博通（準確應該叫做新博通）。這使得2016年排行榜上，亞軍位置就變成了博通，而第二年就成為全球最大的MEMS廠家。這種驚人的市場驅動力是來自智能手機。4G手機開始普及的移動互聯網，大大提高了這種傳感器的需求量。智能手機，重寫了MEMS的產業格局。意法半導體ST和美國德州TI這些昔日Top3的廠家，就是被智能手機粗魯地推搡到后面。

博通的煩惱，是孤獨而犀利的。因為，它正在被一個有著更強加速度的獵豹所追逐。這個獵豹就是美國Qorvo。在射頻-MEMS領域，這兩家公司都是同一設備類型的強者。在2016年全球前三十名MEMS公司排名中，Qorvo就已經開始呈現了驚人的加速度。

王者無榮耀

十年前，德州儀器TI和惠普HP占據了頭把交椅。

十年來，最無奈的應該屬于德州儀器TI。它的MEMS產品營收一直保持在8億美元的水平。由于原有的產品已經飽和，因此銷售額增長乏力，TI不得不苦等新市場的成熟。而3D手勢識別、汽車平視頭盔HUD或智能照明等應用，對TI的產品尚沒有形成明顯的啟動。這些都是TI的尷尬之處。它的翻身仗還是要靠車載市場的激光雷達了。

HP是蒼茫夜色下的遲暮英雄。當年它將測量部分從計算機部門分拆后出售，顯然是對于未來的一個誤判。這個被出售的部門，最后逐漸演化形成了MEMS傳感器的全球老大博通。

HP當年的出售，似乎是出賣了靈魂。HP高層當時以為只有一個賽道，而個人電腦與打印機家庭裝是王者之道。彼時的德州儀器TI，也呈現了老態龍鐘的步伐，它的數字處理器沒能搭上液晶LCD平板電視的快船。排名第一是兩個老年人的競爭，但時代已經翻篇了。家庭打印機的數量越來越少了。人們開始使用智能手機和平板電腦，而不是打印大量文檔。這期間，金山WPS軟件沒有在桌面市場站穩腳跟，但卻在手機閱讀頁面大展身手。WPS能夠曲線崛起的原因，就是惠普正面跌落的殺手。打印機銷量下降，噴墨頭的需求就會受影響。同樣日本佳能和愛普生的傳感器業務，同樣受到打印機沒落的拖累，頗有同病相憐的意思。大浪之下，下沉的往往不是一家，而是昔日所有的競爭對手，齊齊翻船。

剩下的都是混戰

意法半導體ST的MEMS業務，曾經有著輝煌的歷史。當年在東芝推出的“防撞數據保護”筆記本，一時驚艷。當筆記本處于跌落狀態的時候，MEMS就自動感知和啟動，關閉數據硬盤，從而有效保護數據。這是ST替東芝以及隨后跟進的IBM筆記本所研制的一種場景（該故事被筆者作為“長臂灰度創新”，在《灰度創新》這本書有描述）。現在，雖然它也一直難以在汽車和工業MEMS市場有所斬獲，但依然有著一個強大的后臺，蘋果是其最重要的客戶。作為唯一大客戶，這讓它一直處于警惕的狀態。

Qorvo目前排在第五位，在華為高端手機中，不可缺少的芯片名單就有這個公司。作為一家射頻廠商，它真的是一只初生牛犢，這幾年狂飆猛進。Qorvo是在2015 年，由兩家RF解決方案供應商合并而成，也是有著強烈的[敏感詞][敏感詞]背景。隨后，趕上了射頻傳感器的大發展。Qorvo成立后，進行了多次并購，來擴大其產品線。Qorvo凌厲的攻勢，注定要給博通這樣的冠軍帶來很多麻煩。

剩下的就是兄弟混戰。英飛凌、森薩塔Sensata、日本電裝Denso、安費諾、和邁來芯Melexis等專注于汽車類市場，Alps以及日本旭化成AKM、索尼、村田則主要服務于消費類市場，松下重在工業領域，霍尼韋爾在工業和航天[敏感詞]。而泰科TE恩智浦NXP在多個市場都有涉足，由于多次收購，泰科的多元化能力大幅度增強。

MEMS市場在過去10多年，最大的變化是來自智能手機和關聯產品如智能耳機。除此之外，還沒有任何一種設備，能夠真正改變MEMS的市場內格局。出乎意外的是，汽車電子雖然崛起，但并沒有為這個市場增加新的面孔。而增強現實AR等雷聲大雨點小，讓人不得不表示失望。

沒意思的股市

日本電氣化學公司TDK，一直就是電子原材料和元器件的先鋒。作為昔日錄音機磁帶和電腦磁盤的王者，它現在專注在各種電容器以及傳感器系統。旗下有多個不同品牌。

2015年前后TDK對于MEMS業務，可以說是用恍然大悟的信念和老房子著火的決心，一口氣連續吃下三個公司。成為日本近十個MEMS廠家中的頭牌，力壓松下、電裝和旭化成。值得關注的是TDK收購的這兩家，分別是在全球第三和第四家上市的MEMS公司。

而另外一家上市MEMS公司美新，是華人一手創辦，2009年成為第一家美國上市之后，本是前途光明，但卻成為急吼吼的資本犧牲品。2012年由于連續虧損，它被IDG資本相中，完成私有化。隨后，IDG開始證明自己就是傳說中的辣手摧花，MEMS主業被稀釋。在一系列的拯救、傳鼓接花再傳鼓之后，如今的美新已經被拆成三個公司。而目標則只有一個，那就是迫不及待地上市，最后這次努力的目的地，就是科創板。急功近利的資本，讓好學生本來優良的履歷本加上了很多小叉叉。江山似有，容顏不再。

可以說，股市沒有給這些MEMS公司帶來福音。這四家MEMS上市公司，二十年間，無一成功。這充分顯示了MEMS這個市場的殘酷性，只依靠MEMS的業務（不管是傳感器，還是擴展到代工）的品牌，基本不具備獨立存活的能力，股市也救不活。

異軍突起的中國曲調

傳感器是中國制造的超級短板。令人感慨的是，這塊市場至今缺乏足夠的重視。但在所有的傳感器類別中，MEMS傳感器算是發展突出的，它抓住了智能手機麥克風的機會。

MEMS麥克風是近二十年來最耀眼的明星。在2002年樓氏電子量產第一顆MEMS麥克風，中國的瑞聲和歌爾也緊隨其后，其他機會則留給了英飛凌、TDK、NJRC等。

中國廠家在MEMS領域取得了令人矚目的突破，包括智能手機和可穿戴設備的麥克風，已經具備在全球市場上與樓氏競爭的潛力。

2013年樓氏達到了30億元人民幣的收入，然后它就像被跳進了一個孫悟空的魔力圓圈，再也沒有能跳出來，直到如今。也就是在這一年，樓氏電子對歌爾發起知識產權調查，就是從封裝專利開始；而歌爾也迅速反擊，一年之后，雙方不僅握手言和，而且締結了進一步的商務合作關系。中國低成本制造的優勢，已經被證明是一種強大的核心競爭力，這是國外企業也望塵莫及的地方。

瑞聲和歌爾已經證明了追趕成熟市場模式的可行性。在這個真無線TWS耳機高達1500億的市場，中國第二波的挑戰者已經開始入場。既有去年剛剛上市的蘇州敏芯，2020年收入達到了3.3億，也有新銳力量福建西人馬，后者在今年5月剛剛推出MEMS麥克風新品，作為國內采用垂直制造IDM模式經營的一家傳感器企業，這家公司的創新力很值得期待。而剛剛融資完畢的通用微GEMES公司，也在躍躍欲試。其設計的高端產品，將委托全球第二大MEMS代工廠——賽微電子旗下的瑞典Silex，后者是中國傳感器領域少見的一次并購。

未來的神諭

想弄清楚MEMS未來的格局，并不容易。作為一個元器件，它無法自己發力，只能依賴智能產品的發展。

美國TE公司則通過并購，把握住自己的命運。作為年收入為130億美元全球最大的傳感器和連接器公司，在消費品、工業和醫療領域等都有不俗的表現。2019年它收購了德國FirstSensor，這是化工行業變壓器最重要的傳感器。而國內最重要的變送器制造商重慶川儀，一直使用的該品牌的傳感器。另外一家變送器制造商，則是北京遠東羅斯蒙特，這是美國艾默生旗下的公司。這意味著，國內最大的兩家變送器，靠的都是美國傳感器。命門的鑰匙，都放在美國人口袋里。這個舉動，極大地刺激了中國儀表制造商。

很多新興市場等待MEMS傳感器。例如無人機，結合衛星導航是一個新的興奮點。電子煙也是一個新興市場。數字差壓MEMS傳感器，可以實現電子開關的氣流檢測，這一方面合肥微納、歌爾、蘇州敏芯和上海矽睿等都有布局。

還有MEMS時鐘領域。領導者是美國SiTime公司，高達90%的市場占有率。作為一種全硅振蕩器，它以高性能和低成本，全面取代傳統石英振蕩器產品。我們需要這樣的計時來干什么？汽車已經證明了自己就是一臺四輪超級計算機。而多樣化的電子裝置，決定了必須有步調一致的心跳系統。一輛汽車需要多達70個計時設備，大家耳熟能詳的GPS和倒車攝像頭之類的計時設備，其實都只是微不足道的刻度。自動駕駛汽車需要的[敏感詞]計時，時間需要保持在十億分之一秒。或者再想想，達芬奇手術刀在進行手術的時候，400多個傳感器需要有驚人的一致性。這些，就是MEMS時鐘驚心動魄的那一刻。而Sitime就在這些人類無法觸及的時間刻度里，尋找著自己的市場空間。

MEMS新品就像是田地里漫流的水流，它不斷尋找著最小阻力的方向前進。既然在麥克風領域，已經有諸多公司，如TDK、英飛凌等，不斷發布適用于此類語音應用的新型數字MEMS麥克風。而下一步的突破，則就是音箱。在過去的幾年里，好幾家開發基于MEMS的微音箱，正在試圖改變這項回響已久的古老技術。也許音箱老品牌博士Bose也該發抖了。音箱會不會被這些新興的技術，掀翻呢？反正耳機已經被干倒了。全球[敏感詞]的音頻巨頭、傳統四大HiFi品牌之首——森海塞爾的消費者業務部門，就在五月被出售。收購價格16億元，可是它在2020年營收為20億元。可以說，幾乎就是倒貼錢賣出去了，它就是倒在了全保真耳機TWS的刀下。

汽車電氣化給MEMS產業帶來的是矛盾的消息。好消息是，電氣化、自動駕駛為MEMS帶來了更大的蛋糕。對于包含內燃機的混合動力汽車HEV，好消息繼續，畢竟發動機需要使用多個壓力傳感器。但是對于純電動車，由于沒有內燃機，也沒有了對動力傳動系統傳感器的需求。而汽車動力傳動系統占據了MEMS壓力傳感器總需求量的51%。這意味著領頭羊，如博世、英飛凌和日本電裝，都必須提前剎車換道。

小記：智能的預言

即使如此，MEMS傳感器仍然是一種預言，萬物有眼，劇透未來。MEMS廠家的一舉一動，就像是一本關于未來產品的參考書，預示著各種可能的智能之路。