MEMS 陀螺儀應(yīng)用前景及市場(chǎng)發(fā)展空間分析

• 吳澳燕 2023年10月29日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1221 79
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MEMS 陀螺儀具有體積小、質(zhì)量輕、集成化程度高、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，相比光學(xué)陀螺儀和機(jī)械轉(zhuǎn)子陀螺儀，現(xiàn)階段其精度還相對(duì)較低，環(huán)境適應(yīng)性能力較低。

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。

MEMS 陀螺儀具有體積小、質(zhì)量輕、集成化程度高、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，相比光學(xué)陀螺儀和機(jī)械轉(zhuǎn)子陀螺儀，現(xiàn)階段其精度還相對(duì)較低，環(huán)境適應(yīng)性能力較低。

在實(shí)際的井下鉆井作業(yè)中，由于井間磁干擾的影響，以磁導(dǎo)向?yàn)榛A(chǔ)的MWD(無線隨鉆測(cè)量?jī)x器)傾角數(shù)據(jù)誤差較大，容易受到鉆柱沖擊和振動(dòng)的影響，且在惡劣環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過度磨損和過早的故障，帶來高昂的維護(hù)費(fèi)用或停機(jī)成本。

因此，能源行業(yè)也在積極尋找磁導(dǎo)向傳感器的替代方案，開發(fā)商迫切地希望得到更多更可靠、更精準(zhǔn)、更具性價(jià)比的定向鉆井傳感器，支持其勘探開采業(yè)務(wù)的發(fā)展，而MEMS傳感器所具備的對(duì)磁不敏感，可靠性高、體積小、適于批量生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)在能源勘探領(lǐng)域得以發(fā)揮。

MEMS陀螺儀利用內(nèi)部振動(dòng)結(jié)構(gòu)來確定鉆頭轉(zhuǎn)速，進(jìn)而確定井斜、方位、刀面等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)井身軌跡與鉆頭位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證井深達(dá)到預(yù)定位置。不同于傳統(tǒng)傳感器，MEMS陀螺儀在鉆井應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)非常明顯：與分立傳感器相比，MEMS陀螺儀更小，功耗和成本更低;MEMS陀螺測(cè)斜儀可以在停泵后實(shí)時(shí)獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，無需像機(jī)械陀螺那樣等待30分鐘，大大提高了施工效率和降低施工成本;同時(shí)，與機(jī)械陀螺相比，MEMS陀螺可以承受井下沖擊和振動(dòng)等極端條件，使用過程中不需要重新校準(zhǔn)，并且消耗的能量更少。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國MEMS陀螺儀應(yīng)用及市場(chǎng)需求空間測(cè)算研究報(bào)告》顯示：

MEMS 陀螺儀的工作模態(tài)分為驅(qū)動(dòng)模態(tài)與檢測(cè)模態(tài)，兩種模態(tài)的工作狀態(tài)、 穩(wěn)定控制及后續(xù)信號(hào)處理都需要通過外圍電路來實(shí)現(xiàn)，靜電驅(qū)動(dòng)是目前大部分 MEMS 陀螺儀采用的驅(qū)動(dòng)方法，靜電驅(qū)動(dòng)的基本原理是平板電容器，主要有兩 種驅(qū)動(dòng)方式：一是通過平行電容極板間距變化來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)靜電力;二是通過平行電容極板正對(duì)面積變化來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)靜電力。根據(jù)陀螺儀的不同結(jié)構(gòu)類型，目前 MEMS 陀螺儀有多種檢測(cè)方式，例如電磁檢測(cè)、電容檢測(cè)、壓電檢測(cè)和壓阻檢測(cè) 等。

在消費(fèi)類電子方面，低精度 MEMS 陀螺儀應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，主要用在手機(jī)、游戲機(jī)、音樂播放器等手持設(shè)備上，使得人機(jī)互動(dòng)達(dá)到一個(gè)新的高度;中級(jí) MEMS 陀螺儀主要用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)、GPS 輔助導(dǎo)航系統(tǒng)、精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、大型醫(yī)療設(shè)備等;在軍工領(lǐng)域，現(xiàn)階段高精度的 MEMS 陀螺儀還不夠成熟，應(yīng)用較少。

高性能 MEMS 陀螺儀在工業(yè)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域使用較為廣泛，占據(jù)了該應(yīng)用領(lǐng)域 86%的市場(chǎng)份額，具體應(yīng)用場(chǎng)景包括資源勘探、測(cè)量測(cè)繪、光電吊艙等;在戰(zhàn)術(shù)級(jí)和導(dǎo)航級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域，兩光陀螺應(yīng)用比較廣泛，分別占據(jù)了該應(yīng)用領(lǐng)域 78%和 92%的市場(chǎng)份額，具體應(yīng)用場(chǎng)景包括無人系統(tǒng)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)、動(dòng)中通等;在戰(zhàn)略級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域，激光陀螺儀的適用性較強(qiáng)，占據(jù)了該應(yīng)用領(lǐng)域 72%的市場(chǎng)份額，具體應(yīng)用場(chǎng)景為航天航海等領(lǐng)域。

MEMS 陀螺儀應(yīng)用前景及市場(chǎng)發(fā)展空間分析

2017年我國MEMS陀螺儀市場(chǎng)規(guī)模大約在1.6億元，增長(zhǎng)率為11.38%，2018年MEMS陀螺儀市場(chǎng)增長(zhǎng)率15%，2019年MEMS陀螺儀市場(chǎng)增長(zhǎng)率為18%，2021年MEMS陀螺儀的市場(chǎng)規(guī)模為41.49億元。

芯動(dòng)聯(lián)科是國內(nèi)MEMS陀螺儀重要生產(chǎn)企業(yè)，企業(yè)高性能MEMS陀螺儀核心性能指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，亦可達(dá)到部分光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統(tǒng)陀螺儀精度水平。

2020-2022 年芯動(dòng)聯(lián)科是主營業(yè)務(wù)營收中，MEMS 陀螺儀每年?duì)I收為 0.84/1.33/1.83 億元，占 主營業(yè)務(wù)比例分別為 77.96/80.25/80.70%;MEMS 加速度計(jì)每年?duì)I收為 0.18/0.22/0.14 億元，占主營業(yè)務(wù)比例 16.74/13.11/6.04%。

隨著高性能 MEMS 陀螺儀的精度不斷提升，并依托成本的優(yōu)勢(shì)，可逐步應(yīng)用于中低精度兩光陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，由于高性能 MEMS 陀螺儀具有小體積、高集成、抗高過載的優(yōu)勢(shì)，可以解決光纖陀螺和激光陀螺由于體積較大、抗沖擊能力弱的問題，滿足高可靠、無人系統(tǒng)等領(lǐng)域智能化升級(jí)的要求，進(jìn)一步拓展高性能 MEMS 陀螺儀的增量市場(chǎng)。

MEMS 陀螺儀解決了前兩代陀螺儀體積大、質(zhì)量大、成本高的缺點(diǎn)，并憑借不斷 提升的精度與穩(wěn)定性，在工業(yè)級(jí)市場(chǎng)中逐漸代替光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統(tǒng) 機(jī)械陀螺儀，并有望在戰(zhàn)術(shù)級(jí)、導(dǎo)航級(jí)等市場(chǎng)中擴(kuò)大份額。

本報(bào)告由中研普華的資深專家和研究人員通過長(zhǎng)期周密的市場(chǎng)調(diào)研，參考國家統(tǒng)計(jì)局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會(huì)、中國行業(yè)研究網(wǎng)、全國及海外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)提供的大量權(quán)威資料，并對(duì)多位業(yè)內(nèi)資深專家進(jìn)行深入訪談的基礎(chǔ)上，通過與國際同步的市場(chǎng)研究工具、理論和模型撰寫而成。全面而準(zhǔn)確地為您從行業(yè)的整體高度來架構(gòu)分析體系。讓您全面、準(zhǔn)確地把握整個(gè)MEMS陀螺儀行業(yè)的市場(chǎng)走向和發(fā)展趨勢(shì)。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國MEMS陀螺儀應(yīng)用及市場(chǎng)需求空間測(cè)算研究報(bào)告》。

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  2022-2027年中國MEMS陀螺儀應(yīng)用及市場(chǎng)需求空間測(cè)算研究報(bào)告

  本報(bào)告由中研普華的資深專家和研究人員通過長(zhǎng)期周密的市場(chǎng)調(diào)研，參考國家統(tǒng)計(jì)局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會(huì)、中國行業(yè)研究網(wǎng)、全國及海外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)提供的大量權(quán)...

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