没想到连华为也被卡住！错过了芯片，中国不能再错过MEMS了！

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一场科技盛事于3月23日揭开帷幕，华为公司推出了其最新旗舰手机系列——P60。这次发布距离上一次P系列更新已经过去了整整600天，其中最令人瞩目的亮点是这款手机首次支持双向北斗卫星通信，标志着全球首个支持这项技术的智能手机诞生。

然而，尽管手机能够 "向上捅破天"，支持双向北斗卫星通信，但令人遗憾的是，P60依然不支持5G网络。在当今5G网络普及的浪潮下，这款华为的旗舰产品推出时只支持4G，着实令人感到失望。

这一次，我们要深入探讨的是，究竟是什么技术让这款手机"卡住了脖子"？答案就在于MEMS，这一技术诞生于上世纪60年代的美国，被誉为21世纪最富有革命性的高新技术。

当前，MEMS产业正处于蓬勃发展的黄金时期，尤其在传感器领域。如果错过了芯片时代，那么我们中国绝不能再错过MEMS时代！

对于一般的人来说，MEMS可能并不是一个家喻户晓的概念，也不清楚MEMS的重要性。但是，在2023年的今天，5G技术已经在中国全面普及，然而，华为这样的手机却无法享受5G网络，究其原因，却是因为缺少国产射频前端模组，具体来说，是卡在了一个MEMS射频器件上。

射频前端模组包括滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等器件，而在其中，滤波器被认为是射频前端模组中最为关键的分立器件之一。目前，5G射频前端模组所使用的滤波器工艺正是MEMS技术，而其在射频前端模组中的成本占比超过50%，主要由国外公司垄断，如村田制作所等。

随着MEMS技术的不断渗透，射频开关也逐渐开始采用MEMS工艺。虽然近年来不断有关国产射频厂商量产5G MEMS射频滤波器的消息传出，但直到华为发布的最新旗舰手机P60系列，仍然不能支持5G网络。这凸显了MEMS技术的重要性。

虽然华为拥有自主研发的5G芯片，但由于无法生产国产的射频前端模组，尤其是MEMS滤波器，使得其手机依然无法实现5G网络连接。这一事件某种程度上也反映出了我国在MEMS技术领域的相对滞后，甚至不如芯片技术。

从前文所述，可以看出MEMS传感器基本原理与传统传感器并无太大差异，但其关键在于如何制造、量产以及性能表现。因此，工艺和材料成为了最为重要的因素，这也是MEMS IDM厂商和代工厂商如此有价值的原因。

目前，在全球MEMS IDM和代工领域，我国大陆的厂商都尚未进入全球前列，这与芯片领域的中芯国际、华虹宏力等有着较大差距。尽管一些中国公司如歌尔微电子、瑞声科技、高德红外等进入了全球前30榜单，但是除了高德红外，歌尔微电子和瑞声科技的MEMS Die主要依赖于国外公司供应，自主设计和生产的比例相对较低。这一情况直接导致了我国大多数MEMS企业利润率较低，因为他们需要购买国外的MEMS Die和ASIC来进行封装。

MEMS技术自20世纪80年代末开始受到世界各国的广泛重视，而我国的MEMS产业起步相对较晚，大致在2010年前后才初露雏形。如今，全球主要的MEMS技术途径由美国、德国和日本掌握，分别是基于集成电路加工技术的硅基微加工技术、基于X射线深度光刻、微电铸和微铸塑的LIGA技术以及精密加工技术，例如微细电火花EDM和超声波加工技术。

目前，尽管中高端传感器几乎都已经完成了MEMS化，但我国仍然需要向国外采购大部分中高端MEMS传感器芯片，这与我国芯片自给率相比差距较大。根据IC Insights的数据，2021年中国IC市场规模达到1865亿美元，而中国大陆的IC产值只有312亿美元，自给率仅约为16.7

%，而在MEMS器件方面，我国的自给率更是不到10%。

许多MEMS器件，我国尚未具备成熟的生产能力，尤其是像前文提到的MEMS滤波器这样的关键组件。以投影机为例，其中最核心的芯片之一就是DMD，这也是一种MEMS器件，而全球仅有美国的TI能够生产这种芯片。

DMD技术，又被称为“数字光线处理技术”，通过数字信号控制数十万到上百万个微小的反射镜，将不同数量的光线投射出去，实现高分辨率的投影效果。每个微镜的面积仅有16×16微米，微镜按矩阵行列排布，每个微镜可以在二进制0/1数字信号的控制下做正10度或负10度的角度翻转。如果美国禁止出口这种芯片，那么台湾的扬明、台达等投影机引擎企业都将面临困境，全球的投影技术也将受到影响。

每年数十亿颗MEMS器件，无处不在，密切关联着数十万亿级的庞大下游市场。当今，我们所使用的各种智能电子产品，几乎都离不开MEMS器件的应用。手机是最明显的例子之一，其中集成了大量的MEMS传感器。

当我们旋转手机时，屏幕会智能地跟随，这要归功于MEMS加速度传感器的工作。而当我们转动或移动手机，游戏中的角色也会跟着动，这则是MEMS陀螺仪和加速度传感器共同的作用。我们可以通过语音唤醒手机助手，这背后则是MEMS麦克风在工作。

可以说，没有MEMS，我们就无法享受到如此智能的手机体验。

随着技术的发展，4G时代为我们带来了在线流媒体、直播、短视频等互联网经济的繁荣，因此对高制程的芯片需求激增，形成了芯片热潮。而如今，进入5G时代，万物互联将人与物联结在一起，物联网和元宇宙的概念也开始萌芽。这将使得MEMS器件的应用范围更广泛，为物联网提供更多感知能力。

从纳米尺度的原子力显微镜尖端，到具有数百万个可运动反射镜的数字投影芯片，MEMS器件的市场应用已经极为广泛。汽车、医疗、手机、VR/AR、航天航空等领域都在大规模使用MEMS器件，其市场前景异常看好。例如，前文提到的华为手机的5G问题，如果国产MEMS射频滤波器能够成功批量生产，那么华为手机的市场竞争力和销量都将大幅提升，进一步推动华为终端产品的千亿级营收。

此外，MEMS已经广泛应用于喷墨打印机喷嘴、医疗诊断微流控器件，以及我们常用的移动设备中的MEMS麦克风、加速度计、陀螺仪、振荡器和FBAR滤波器等。根据知名咨询公司Yole的数据，全球每年生产数十亿颗MEMS器件，到2026年，全球MEMS市场价值将超过1220亿美元，复合年增长率将达到11.3%。可以说，MEMS器件无处不在，而且正在蓬勃发展。

那么，什么是MEMS？根据百科的解释，MEMS是微机电系统，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，是一种高科技装置，其内部结构一般在微米甚至更小的范围内，可以看作是一个独立的智能系统。MEMS主要用于各种传感器，用来测量加速度、角速度、压力、位移、流量、电量、磁场、红外、温度、气体成分、湿度、PH值、离子浓度、生物浓度、触觉等。简单来说，MEMS就是一种在微小尺寸下制造各种机械结构的工艺。

MEMS融合了微电子加工工艺和精密机械加工等技术，涉及到微电子、机械、材料、力学、化学、甚至生

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