MEMS 陀螺儀應(yīng)用前景及市場發(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，相比光學陀螺儀和機械轉(zhuǎn)子陀螺儀，現(xiàn)階段其精度還相對較低，環(huán)境適應(yīng)性能力較低。

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。利用其他原理制成的角運動檢測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，相比光學陀螺儀和機械轉(zhuǎn)子陀螺儀，現(xiàn)階段其精度還相對較低，環(huán)境適應(yīng)性能力較低。

在實際的井下鉆井作業(yè)中，由于井間磁干擾的影響，以磁導向為基礎(chǔ)的MWD(無線隨鉆測量儀器)傾角數(shù)據(jù)誤差較大，容易受到鉆柱沖擊和振動的影響，且在惡劣環(huán)境下會導致系統(tǒng)過度磨損和過早的故障，帶來高昂的維護費用或停機成本。

因此，能源行業(yè)也在積極尋找磁導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、更具性價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傳感器所具備的對磁不敏感，可靠性高、體積小、適于批量生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化的特點在能源勘探領(lǐng)域得以發(fā)揮。

MEMS陀螺儀利用內(nèi)部振動結(jié)構(gòu)來確定鉆頭轉(zhuǎn)速，進而確定井斜、方位、刀面等參數(shù)，實現(xiàn)井身軌跡與鉆頭位置的實時監(jiān)測，保證井深達到預定位置。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陀螺測斜儀可以在停泵后實時獲取測量數(shù)據(jù)，無需像機械陀螺那樣等待30分鐘，大大提高了施工效率和降低施工成本;同時，與機械陀螺相比，MEMS陀螺可以承受井下沖擊和振動等極端條件，使用過程中不需要重新校準，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)用及市場需求空間測算研究報告》顯示：

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

在消費類電子方面，低精度 MEMS 陀螺儀應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，主要用在手機、游戲機、音樂播放器等手持設(shè)備上，使得人機互動達到一個新的高度;中級 MEMS 陀螺儀主要用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)、GPS 輔助導航系統(tǒng)、精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動化、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%的市場份額，具體應(yīng)用場景包括資源勘探、測量測繪、光電吊艙等;在戰(zhàn)術(shù)級和導航級應(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%的市場份額，具體應(yīng)用場景包括無人系統(tǒng)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)、動中通等;在戰(zhàn)略級應(yīng)用領(lǐng)域，激光陀螺儀的適用性較強，占據(jù)了該應(yīng)用領(lǐng)域 72%的市場份額，具體應(yīng)用場景為航天航海等領(lǐng)域。

MEMS 陀螺儀應(yīng)用前景及市場發(fā)展空間分析

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

芯動聯(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已達到國際先進水平，亦可達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 年芯動聯(lián)科是主營業(yè)務(wù)營收中，MEMS 陀螺儀每年營收為 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 加速度計每年營收為 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，可逐步應(yīng)用于中低精度兩光陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域。同時，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，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)域智能化升級的要求，進一步拓展高性能 MEMS 陀螺儀的增量市場。

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，并憑借不斷 提升的精度與穩(wěn)定性，在工業(yè)級市場中逐漸代替光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統(tǒng) 機械陀螺儀，并有望在戰(zhàn)術(shù)級、導航級等市場中擴大份額。

本報告由中研普華的資深專家和研究人員通過長期周密的市場調(diào)研，參考國家統(tǒng)計局、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、中國行業(yè)研究網(wǎng)、全國及海外專業(yè)研究機構(gòu)提供的大量權(quán)威資料，并對多位業(yè)內(nèi)資深專家進行深入訪談的基礎(chǔ)上，通過與國際同步的市場研究工具、理論和模型撰寫而成。全面而準確地為您從行業(yè)的整體高度來架構(gòu)分析體系。讓您全面、準確地把握整個MEMS陀螺儀行業(yè)的市場走向和發(fā)展趨勢。

更多行業(yè)詳情請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國MEMS陀螺儀應(yīng)用及市場需求空間測算研究報告》。

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  2022-2027年中國MEMS陀螺儀應(yīng)用及市場需求空間測算研究報告

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