中国MEMS陀螺仪应用及市场需求空间测算研究报告

• 陈观秋 2023年3月29日 来源：百度 237 7
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MEMS陀螺仪具有体积小、重量轻、环境适应性强、价格低、易于大批量生产等特点，率先在汽车和消费电子领域得到了大量应用。随着性能的进一步提高，MEMS陀螺仪应用也被拓展到了工业、航空航天等领域，使得惯性系统应用领域大为扩展。

MEMS陀螺仪具有体积小、重量轻、环境适应性强、价格低、易于大批量生产等特点，率先在汽车和消费电子领域得到了大量应用。随着性能的进一步提高，MEMS陀螺仪应用也被拓展到了工业、航空航天等领域，使得惯性系统应用领域大为扩展

一、MEMS陀螺仪基本情况

陀螺仪是测量载体相对空间角速率的传感器，可以感知和测量载体的角运动状态和变化，MEMS陀螺仪的核心是一颗微机械(MEMS)芯片，一颗专用控制电路(ASIC)芯片及应力隔离封装。

MEMS陀螺仪工作原理为：采用半导体加工技术在硅晶圆上制造出的MEMS芯片，在ASIC芯片的驱动控制下感应外部待测信号并将其转化为电容、电阻、电荷等信号变化，ASIC芯片再将上述信号变化转化成电学信号，最终通过封装将芯片保护起来并将信号输出，从而实现外部信息获取与交互的功能。

陀螺仪早在上世纪初便开始被使用，早期作为寻北仪应用于航海导航，后来被广泛应用于航空航天、飞机导航、导弹控制等军工领域，以及包括石油钻探、矿山隧道等在内的特定工业领域。近年来随着技术的不断进步，陀螺仪在消费电子设备上扮演着越来越重要的角色，才逐渐被大众所熟知。

MEMS陀螺仪发展于20世纪80年代，指的是用微机械加工工艺制造的陀螺仪，目前主流是振动式，原理与转子式有所不同，主要利用科里奥利力原理(在旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系会产生直线运动的偏移，这个导致偏移产生的“虚拟”力便被称为科里奥利力)，通过振动来诱导和探测科里奥利力，从而对角速度进行测量。根据测量原理的不同，主要包括框架式角振动陀螺、音叉式梳状谐振陀螺、振动轮式硅微陀螺等。

MEMS陀螺仪的发展印证了MEMS行业的特性，陀螺仪从早期的机械装置，借助成熟的半导体产业链，进化到由微机械装置和集成电路组合构成的一块“芯片”。虽然精度水平比较低，但是瑕不掩瑜。通过结合其他传感器的数据以及算法上的改进，其精度足以满足大多数的消费级应用、得益于其极低的成本和功耗，极小的体积和质量，集成方便和数据输出简单的特性，MEMS陀螺仪在消费级市场受到极大的欢迎。

二、MEMS陀螺仪应用状况

MEMS陀螺仪具有体积小、重量轻、环境适应性强、价格低、易于大批量生产等特点，率先在汽车和消费电子领域得到了大量应用。随着性能的进一步提高，MEMS陀螺仪应用也被拓展到了工业、航空航天等领域，使得惯性系统应用领域大为扩展。

MEMS陀螺仪具有小型化、高集成、低成本的优势，解决了第一、二代陀螺仪体积质量大、成本高的不足，并随着精度和稳定性的持续提升，在陀螺仪市场中占据了重要的位置。高性能MEMS陀螺仪正逐渐替代光纤陀螺仪、激光陀螺仪的部分下游应用，产品微型化更适应行业发展趋势，且国产替代优势明显。

据中研产业研究院《2022-2027年中国MEMS陀螺仪应用及市场需求空间测算研究报告》分析：

我国MEMS陀螺仪产业起步较晚，我国的MEMS传感器产品多处于技术相对成熟、市场格局相对稳定的传统MEMS应用领域，而新兴领域的MEMS陀螺仪产品在测量精度、响应时间、稳定性、可靠性等方面与国外差距较大，尚未形成具有市场竞争力、较为完善的产品系列，产品结构略显单薄。

MEMS陀螺仪本来是作为一种导航和定位的工具的，如今它已经应用在生活的方方面面，其实是相当于把它当做了一种传感器使用。随着MEMS技术的发展，陀螺仪也会与很多器件一起使用，让产品更加聪明， MEMS陀螺仪在消费电子领域的作用也越来越大。

传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。

三、MEMS陀螺仪市场需求

目前，中国MEMS陀螺仪产业尚处于起步阶段。陀螺仪器件的发展共经历四个阶段，呈现出高精度、小型化、可靠性强的发展趋势。未来基于现代量子力学技术的核磁共振陀螺仪、原子干涉MEMS陀螺仪，将向更高精度、更可靠陀螺仪发展历史。

得益于半导体行业成熟的产业链，MEMS陀螺仪从提出概念到量产使用仅花费了五六年时间。MEMS陀螺仪在早期凭借着成本低、体积小等绝对优势，使得很多之前未曾被考虑过的军事和商业的应用方向出现，例如开始在一些成本要求较低的短程炮弹中加入制导系统。

不过，MEMS陀螺仪真正迎来爆发是在智能手机时代，目前已被广泛应用于手机、游戏机、无线鼠标、数码相机、智能可穿戴设备、玩具级无人机等产品中。预计未来随着物联网的发展，智能硬件进一步得到推广，其需求将出现高速增长。

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