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文檔簡介

1、 電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析報告MEMS黃金時代到來,國內(nèi)廠商加速成長 核心觀點MEMS 器件應用廣泛,市場空間大。MEMS 器件涵蓋射頻 MEMS、壓力傳 感器、麥克風、加速度計、陀螺儀、慣性組合等諸多產(chǎn)品類型,廣泛應用于 消費電子、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、通信等場景。從市場規(guī)模上來看,根據(jù) IHS 的數(shù)據(jù),2019 年全球 MEMS 市場規(guī)模為 165 億美元(折合人民幣千億以 上)。國內(nèi)市場方面,根據(jù)賽迪智庫的統(tǒng)計,2019 年市場規(guī)模約 600 億元, 占全球市場比例約 54%,且國內(nèi)市場增速持續(xù)高于全球。物聯(lián)網(wǎng)興起帶動 MEMS 器件需求放量,同時受益技術升級產(chǎn)品利潤空間有 望增厚。技術浪潮是

2、 MEMS 需求的最大推動力,過去的汽車電子化和以智 能手機為首的消費電子浪潮,推動了 MEMS 需求的快速增長,此次物聯(lián)網(wǎng) 浪潮下 MEMS 器件需求有望迎來進一步放量。同時,傳統(tǒng)應用中占比最大 的智能手機和汽車領域,受益于 5G 換機和自動駕駛趨勢,用量亦不斷提 升。同時,受益于微型化帶來的成本下降及融合化、智能化等技術升級, MEMS 器件利潤空間有望逐步增厚。國產(chǎn)化率低,未來進程有望加速。目前國內(nèi)市場前 10 廠商占據(jù)的份額中僅 6%屬于國內(nèi)廠商。但國內(nèi)廠商當前已經(jīng)具備主流 MEMS 器件的生產(chǎn)能力, 同時產(chǎn)業(yè)鏈不斷走向成熟。未來,受益于政策的支持、疫情和貿(mào)易摩擦倒逼 下的國產(chǎn)化訴求、

3、科創(chuàng)板成立帶來的有利融資環(huán)境等優(yōu)勢,MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈 國產(chǎn)化進程有望加速。國內(nèi) MEMS 聲學器件率先實現(xiàn)由追趕到超越。樓氏、英飛凌、TDK 等國外 MEMS 麥克風企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)起步較早,早期占據(jù)了全球主要的市場份 額。但目前,國內(nèi) MEMS 麥克風的設計制造工藝已趨成熟,相應技術指標 已達國際領先水平,代表廠商歌爾股份 MEMS 麥克風產(chǎn)品在尺寸、靈敏度、 靈敏度公差、信噪比、聲學過載點等主要指標上均已位居全球領先。在技術 超越的同時,國內(nèi)頭部企業(yè)依托中國作為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國和消 費國的市場地位,以及低成本的優(yōu)勢,市場份額有望不斷提升,進一步鞏固 微型麥克風(ECM+MEMS)全

4、球龍頭的地位。1. MEMS 器件應用廣泛,市場空間大1.1 MEMS 產(chǎn)品日益豐富,中國為主要市場MEMS 即微機電系統(tǒng)(Microelectro Mechanical Systems),利用集成電路制造技術和微機械加工 技術,把微傳感器、微執(zhí)行器制造在一塊芯片上的微型集成系統(tǒng)。MEMS 中的核心元件一般包含 兩類:一個傳感器或執(zhí)行器,以及一個信號傳輸單元。傳感器將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號,執(zhí)行器與 外界產(chǎn)生作用,信號傳輸單元能夠?qū)π盘栠M行處理以及與其他微系統(tǒng)連接。MEMS 傳感器具有體 積小、重量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、易于集成等優(yōu)點,正在逐漸取代傳統(tǒng)機械傳感器; 以 RF MEMS

5、為代表的 MEMS 執(zhí)行器也隨著新一代通信技術的到來迎來重大發(fā)展機遇。MEMS 產(chǎn)品日益豐富,智能化、集成化程度逐步提高。1987 年美國伯克利加州大學發(fā)明了微馬達, 被認為是 MEMS 技術的開端;1993 年 ADI 公司的微加速度計產(chǎn)品大批量應用于汽車防撞氣囊, MEMS 正式走入產(chǎn)業(yè)化階段。20 世紀 90 年代 MEMS 技術快速發(fā)展,圍繞深槽蝕刻技術發(fā)展出多 種加工工藝,微鏡、噴墨打印頭等 MEMS 產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。2007 年以后,以智能手機為代表的消費 電子產(chǎn)品大量應用 MEMS 傳感器,慣性傳感器、磁力計、光學 MEMS、射頻 MEMS 等應運而生。 近年來,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不斷推

6、動 MEMS 技術進步,9 軸 IMU、集成環(huán)境 MEMS 等被大量應用, MEMS 集成化、智能化是未來發(fā)展趨勢。射頻 MEMS、壓力傳感器、麥克風、加速度計、陀螺儀和慣性組合是目前應用最為廣泛的器件。 根據(jù) Yole 的統(tǒng)計數(shù)據(jù),全球 MEMS 產(chǎn)品結構中,射頻 MEMS 份額 19.2%居首,其他產(chǎn)品中壓力 傳感器、麥克風、加速度計份額超過 10%。中國市場結構與全球類似,根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的數(shù) 據(jù),2019 年國內(nèi)射頻 MEMS 產(chǎn)品收入占比為 25.9%;壓力傳感器占 19.2%排第二位,麥克風、 慣性組合、加速度計分別占比 7.1%、8.9%、6.5%。全球千億市場規(guī)模,中國占比 5

7、 成以上。從市場規(guī)模上來看,根據(jù) IHS 的數(shù)據(jù),2019 年全球 MEMS 市場規(guī)模為 165 億美元(折合人民幣千億以上)。國內(nèi)市場方面,根據(jù)賽迪智庫的統(tǒng)計, 2019 年市場規(guī)模約 600 億元,占全球市場比例約 54%,且國內(nèi)市場增速持續(xù)高于全球。1.2 工藝偏定制化,后端制造成本占比高MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及設計研發(fā)、生產(chǎn)制造、封裝測試、系統(tǒng)應用四大環(huán)節(jié)。MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈的上 游包括 MEMS 器件設計、材料和生產(chǎn)設備的研發(fā)和供應,中游包括 MEMS 器件的制造加工和封 裝測試、下游使用 MEMS 產(chǎn)品集成終端電子產(chǎn)品。不同于 IC 的平面結構,MEMS 器件是三維機械結構,工藝偏定

8、制化。雖然 MEMS 制造工藝采用 了 IC 技術來實現(xiàn),但是其本質(zhì)上是與 IC 結構有著截然區(qū)別的:IC 的基本結構晶體管是一種純粹 的電學器件,在所有產(chǎn)品中通用;而 MEMS 是一種微機械結構,包含了微米級別的齒輪、儀表、 引擎和泵,除了與 IC 采用同樣的硅材料外,基本結構并不能完全做到統(tǒng)一和通用。因此 MEMS 器件的制造工藝更為定制化,有“一種產(chǎn)品,一種工藝”的說法。基本材料屬性是決定產(chǎn)品性能的根本因素。IC 制造的目的是在一個硅片上集成盡可能多的 CMOS,但傳感器芯體重通常只封裝很少的電器元件,如一個 IC 上需要集成數(shù)以億計的CMOS,但一個力敏傳感器芯只有 4 個電阻元件。材

9、料屬性(如結構機械特特性、材質(zhì)化學特 性)和生產(chǎn)工藝(如刻蝕深度、精度、材料應力控制)決定了 MEMS 傳感器的性能。封測環(huán)節(jié)價值占比高,為制造成本的主要部分。由于 MEMS 結構相比 IC 更為復雜,不但需要封 裝各種芯片,還包括各類感測用的力、光、磁、聲、溫度、化學、生物等傳感器元器件和執(zhí)行運 動、能量、信息等控制量的各種部件,封裝的成本通常超過四成。此外,在測試環(huán)節(jié),需要外加 不同的激勵來測試不同的 MEMS 產(chǎn)品,如陀螺儀的測試需要多軸轉(zhuǎn)臺、振動臺、沖擊臺等設備, 而硅麥克風則需要消聲腔、標準聲源等外部設備。結合測試的成本,根據(jù)器件不同后端成本可占 到四成到八成。另外,MEMS 產(chǎn)品設

10、計開發(fā)依賴研發(fā)人員經(jīng)驗。一方面,MEMS 是多學科、技術的綜合,涉及 IC 技術、傳感技術、計算機技術、無線通信等技術,對于多學科、多因素的相互理解十分重要。 另一方面,MEMS 產(chǎn)品開發(fā)過程中工具、設計、工藝的相互依賴性需要很高的教育背景和多年研 發(fā)經(jīng)驗。一般一個 MEMS 項目通常需要受過高等教育的工程師并至少擁有 10 年的工作經(jīng)驗,因 此也被稱為市場成長中的“博士級別問題(PhD Level Problem)”。由于上述特征的存在,導致 MEMS 行業(yè)研發(fā)和商業(yè)化周期長。由于 MEMS 產(chǎn)品設計到量產(chǎn)需要 設計、工藝、工具的相互匹配,以及對應工藝裝備、封裝、測試設備的投資,所以研發(fā)和商

11、業(yè)化 的周期較長。根據(jù)相關數(shù)據(jù),MEMS 壓力傳感器、加速度計、氣體傳感器產(chǎn)品從研發(fā)設計到全面 商業(yè)化均歷時二三十年的時間,2012 年之前所有 MEMS 器件平均下來商業(yè)化周期在 28 年時 間。2. MEMS 需求放量,融合化、智能化升級提高附加值消費電子和汽車為目前 MEMS 最主要應用領域。從 2019 年全球 MEMS 市場結構來看,消費電子 為主要應用領域,占比接近 60%,汽車為第二大應用領域,占比約 19%。從 2019 年中國 MEMS 市場結構來看,網(wǎng)絡與通信、計算機、消費電子合計占比 50%,汽車領域占比 29%。我們認為,隨著物聯(lián)網(wǎng)、消費電子、汽車 MEMS 需求的放量

12、,傳感器廠商收入水平有望快速提升, 盈利能力也有望持續(xù)增強,主要基于:1)物聯(lián)網(wǎng)、5G、智能駕駛帶動需求放量,同時 MEMS 器 件尺寸進一步微型化,單位成本有望快速下降;2)技術升級帶動附加值提升。2.1 物聯(lián)網(wǎng)、5G、智能駕駛推動 MEMS 用量提升技術浪潮是 MEMS 需求的最大推動力。過去主要經(jīng)歷了兩撥大的技術浪潮,分別是汽車和以智能 手機為首的消費電子浪潮,根據(jù) IHS 早期的數(shù)據(jù)我們可以看到,在消費電子浪潮來臨之前,整個 MEMS 市場規(guī)模增長趨于停滯,但消費電子浪潮的出現(xiàn)為整體市場帶來了巨大的成長動能,消費 電子 MEMS 市場規(guī)模 2010-2019 年 CAGR 達到了 16

13、%。物聯(lián)網(wǎng)普及極大拓展 MEMS 應用場景。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)架構可以分為四層:感知層、傳輸層、平臺 層和應用層,MEMS 器件是物聯(lián)網(wǎng)感知層重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動智能終端設備普及, 推動 MEMS 需求放量,據(jù)全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會 GSMA 統(tǒng)計,全球物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量已從 2010 年 的 20 億臺,增長到 2019 年的 120 億臺,未來受益于 5G 商用化和 WiFi 6 的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)市場潛 力巨大,GSMA 預測,到 2025 年全球物聯(lián)網(wǎng)設備將達到 246 億臺,2019 到 2025 年將保持 12.7% 的復合增長率。智能化趨勢推動物聯(lián)網(wǎng)設備單機 MEMS 用量大幅提升。如

14、上所述,物聯(lián)網(wǎng)帶來了很多增量市場, 比如智能音箱、智能電視、可穿戴設備等,同時智能化程度也在不斷提升,推動單機 MEMS 用量 提升,以智能穿戴為例,第一代的可穿戴設備計步器僅搭載了加速度計實現(xiàn)計步功能,隨著產(chǎn)品的 更新迭代,功能日益豐富,后續(xù)第二代、第三代可穿戴產(chǎn)品逐漸加入了壓力計和陀螺儀,至今第四 代可穿戴代表產(chǎn)品智能手表除傳統(tǒng)的活動識別和計數(shù)功能外,還能實現(xiàn)精準定位、智能交互,還加 入了諸多健康監(jiān)測功能,MEMS 麥克風、磁傳感器、光學心率傳感器等產(chǎn)品得到了廣泛應用,總 體 MEMS 用量大幅提升。傳統(tǒng)的手機和汽車市場方面,短期內(nèi)依然是 MEMS 器件主要的應用領域,5G 和汽車電動化推

15、動 出貨量穩(wěn)步提升,同時單機/車傳感器用量有明顯增加趨勢。智能手機迎 5G 換機潮,傳感器及 RF MEMS 用量逐年提升。一方面,5G 加速滲透,拉動智能手 機市場恢復增長:今年 10 月份國內(nèi) 5G 手機出貨量占比已達 64%;智能手機整體出貨量方面,在 5G 的帶動下,根據(jù) IDC 今年的預測,2021 年智能手機出貨量相比 2020 年將增長 11.6%,2020-2024 年 CAGR 達 5.2%。另一方面,單機傳感器和 RF MEMS 用量不斷提升,以 iPhone 為例, 2007 年的 iPhone 2G 到 2020 年的 iPhone 12,手機智能化程度不斷升,功能不斷

16、豐富,指紋識 別、3D touch、ToF、麥克風組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數(shù)量(包含非 MEMS 傳感器)由最初的 5 個增加為原來的 4 倍至 20 個以上;5G 升級帶來的頻段增加也有望顯 著提升單機 RF MEMS 價值量。駕駛輔助系統(tǒng)升級帶動 MEMS傳感器單車價值提升。自動駕駛已成大趨勢,環(huán)境信息的感知是 實現(xiàn)自動駕駛的基礎,越高級別的自動駕駛對信息感知能力的需求越高,對應的 MEMS傳感器 用量和價值量也會相應提升。根據(jù) NXP 和 Strategy analysis 的數(shù)據(jù),L1/2 級別的自動駕駛僅需要1 個攝像頭模組、1-3 個超聲波雷達和激光雷達

17、,以及 0-1 個融合傳感器,新增半導體價值在 100- 350 美元,而至 L4/5 級別自動駕駛車輛將會引入 7-13 個超聲波雷達和激光雷達、6-8 個攝像頭模 組并會引入 V2X 模塊以及多傳感器融合方案,新增半導體價值在 1000 美元以上。另外,短期來 看,現(xiàn)實條件暴露了 ADAS 的缺陷,導致了一些安全事故的發(fā)生,由此對 ADAS 系統(tǒng)的安全性需 求猛增,這些缺點重新致力于改進 LIDAR、RADAR 和其他成像設備,將多面?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)集成到自 動駕駛汽車中。根據(jù) Strategy analysis 的預測,至 2025 年,汽車產(chǎn)量中將有 73%配備不同程度的自動駕駛功能, 其中

18、 Level 1 占 46%,Level 2 占 27%,至 2035 年,95%的車有不同級別的自動駕駛功能,其中 Level 3 及以上將占比 20%以上,帶動 MEMS 器件需求快速提升。COVID-19 疫情期間,熱成像、微流控 MEMS 迎來增長。受 COVID-19 疫情影響,醫(yī)療設備需求 增長,尤其是無接觸測溫刺激了熱電堆和微熱輻射測定儀需求,核酸診斷拉動了微流控產(chǎn)品的需求, 呼吸機帶動了壓力傳感器和流量計的需求。疫情期間熱成像類 MEMS(熱電堆和微熱輻射測定儀) 和微流控成為短期最大增長點。根據(jù) Yole 的預測,在物聯(lián)網(wǎng)和手機 5G 換機的驅(qū)動下,全球消費級 MEMS 市場

19、規(guī)模有望從 2019 年的 68.7 億美元增長至 2025 年的 111.4 億美元,6 年 CAGR 達 8.4%;在電動汽車和自動駕駛趨 勢的帶動下,汽車 MEMS 市場規(guī)模有望從 21.8 億美元增長至 2025 年的 26 億美元,6 年 CAGR 3%,除此之外,工業(yè)市場也將在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等趨勢的帶動下保持 9.2%的復合增速,醫(yī)療、通信、 國防/航空市場也將有顯著增量,整體 MEMS 市場規(guī)模將從 2019 年的 115 億美元增長至 2025 年 的 177 億美元,6 年綜合 CAGR 為 7.4%。2.2 MEMS 器件利潤空間有望逐步增厚從 MEMS 價格走勢來看,2000

20、 年以來,MEMS 價格持續(xù)下降,2000-2006 年 CAGR 為-3%,智 能手機浪潮到來后,傳感器需求放量,成本不斷攤低,2006-2012 年價格 CAGR 為-13%;2012- 2018 年在 RF MEMS 放量的推動下,2012-2018 年價格 CAGR 為-15%;2019 年 ASP 在 0.43 美元左右。受益于成本下降和新產(chǎn)品推出,業(yè)內(nèi)廠商毛利率基本維持穩(wěn)定。雖然價格在下行,但是從樓氏和 歌爾等主要廠商毛利率水平走勢可以看到,業(yè)內(nèi)企業(yè) MEMS 業(yè)務盈利能力基本維持穩(wěn)定:一方面 是芯片及封裝尺寸縮小推動成本端下降,另一方面是技術升級的需求導致不斷有新產(chǎn)品推出,新 產(chǎn)

21、品的毛利率顯著高于老產(chǎn)品(如美新半導體,2016 年磁傳感器新品 35%毛利率顯著高于老產(chǎn) 品 11%的毛利率),推動整體毛利率維持穩(wěn)定。未來 MEMS 毛利率有望穩(wěn)中有升,我們認為主要有如下幾點依據(jù):微型化趨勢推動 MEMS 器件平均成本繼續(xù)下降。消費電子領域輕薄化需求推動 MEMS 器件尺寸 縮小,MEMS 生產(chǎn)廠商一方面改進封裝結構計,在保證產(chǎn)品性能的基礎上縮小器件尺寸,另一方 面也同步縮小芯片的尺寸,在單片晶圓尺寸固定的情況下,芯片尺寸的減小增加了芯片的產(chǎn)量,也 有效降低了平均成本。未來,隨著 MEMS 尺寸的縮小,MEMS(微機電系統(tǒng))將逐步向 NEMS(納 機電系統(tǒng))轉(zhuǎn)變,并獲得尺

22、寸和成本的持續(xù)降低。封裝標準化程度提升,外包降低成本。封裝方面,由于 MEMS 偏定制化,出于保護自己公司 IP 的需要,多數(shù)公司選擇自己進行組裝和測試,但隨著 MEMS 封裝標準化程度的不斷提升,OSAT 提供的封裝服務帶來的規(guī)模經(jīng)濟效應超過了潛在的技術泄漏風險,越來越多的客戶將選擇外包封 裝的方式,有助于成本的降低。多傳感器融合與協(xié)同、智能化趨勢帶來價值提升。智能化趨勢客觀上需要更多的數(shù)據(jù)源,單個設 備中搭載的傳感器數(shù)量逐漸增加,同時為了提升了信號識別與收集的效果和器件的集成化程度, 傳感器之間開始實現(xiàn)融合與協(xié)同(比如加速度計、陀螺儀、磁力計、IMU 組合形成慣性傳感器 組)。目前單個傳感

23、器的平均價格不足 1 美元,相比單個傳感器,多個傳感器融合的產(chǎn)品具有更 高的價值量,能夠達到 1-2 美元。通過進一步將傳感器與 MCU 或者 APU 集成,形成智能化傳感 系統(tǒng),產(chǎn)品價格將大幅提升至 20-40 美元。材料技術融合創(chuàng)新,柔性壓感 MEMS 產(chǎn)品亦有望帶來價值提升。相比傳統(tǒng)電容式方案,柔性 MEMS 對終端產(chǎn)品的結構和內(nèi)部空間要求較低,能夠有效降低組裝成本,在智能手機壓感觸控、可穿戴產(chǎn) 品和工業(yè)/醫(yī)療測量等領域具有很大的應用潛力。目前,國內(nèi) NDT(紐迪瑞科技)已將柔性 MEMS 概念成功商業(yè)化落地,其柔性 MEMS 是基于壓阻材料的微壓力應變器技術,可同時檢測拉伸和壓 縮應變

24、,在較大應變范圍內(nèi)線性輸出。隨著技術的進一步成熟,國內(nèi)更多廠商有望采用創(chuàng)新產(chǎn)品。3. MEMS 黃金時代到來,國內(nèi)廠商加速成長3.1 MEMS 器件國產(chǎn)化空間廣闊,產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向成熟國內(nèi)市場廣闊,國產(chǎn)化率低。中國是最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地也是最大的電子產(chǎn)品消費國,2019 年全球 MEMS 器件市場規(guī)模為 165 億美元,中國占據(jù)了半數(shù)以上。但在國內(nèi)市場依然為國外廠 商主導,國內(nèi)市場前 10 廠商占據(jù)的份額中僅 6%屬于國內(nèi)廠商。國內(nèi)廠商已具備主流 MEMS 器件生產(chǎn)能力。從國內(nèi) MEMS 產(chǎn)品晶圓需求結構來看,麥克風、壓 力、打印頭、加速度、射頻器件已經(jīng)有了相當?shù)恼急龋? 寸片和 8 寸片需求

25、合計分別占比 31%、 19%、11%、6%、7%。從頭部廠商產(chǎn)品類別來看,歌爾股份已覆蓋了 MEMS 麥克風、MEMS 壓 力傳感器(氣壓/防水/血壓/差壓等)、MEMS 氣流傳感器,組合傳感器產(chǎn)品也逐步豐富,瑞聲科技、 睿創(chuàng)微納等公司也具備部分主流器件生產(chǎn)能力。產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向成熟。從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程來看,1986 年國家將傳感器技術列入國家重點攻關 項目,到 2000 年傳感器技術體系和產(chǎn)業(yè)初步建立。2001 年國家將新型傳感器列入重點研究開發(fā) 項目,國產(chǎn)傳感器技術水平不斷進步,逐步縮短與發(fā)達國家的差距,截止到 2015 年已經(jīng)形成完 備的產(chǎn)業(yè)鏈,自主產(chǎn)品達到 6000 種。2016 年

26、以來,國內(nèi)傳感器技術及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,同時受國 內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術的推動,傳感器向著 MEMS 化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化的方 向持續(xù)發(fā)展。具體來看,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)能力均有顯著提升:代工制造:工藝水平升級,產(chǎn)能持續(xù)擴充國內(nèi)具備 MEMS 制造能力的主要有三類廠商:專業(yè)的 MEMS 代工廠、傳統(tǒng)晶圓代工廠、IDM 廠 商。過去國內(nèi)缺乏專業(yè) MEMS 代工廠,傳統(tǒng)晶圓代工廠工藝積累不足,制造響應周期長,同時缺 乏領軍的 MEMS 器件 IDM 廠商。但目前,上述情況有明顯的改善。MEMS 制造環(huán)節(jié)產(chǎn)能不斷提升。由于半導體下游部分市場高景氣,晶圓代工產(chǎn)能供不應求,未來 隨著新產(chǎn)能的投產(chǎn)這一現(xiàn)

27、象將得到緩解,根據(jù) SEMI 的統(tǒng)計,MEMS傳感器代工產(chǎn)能將從 2019 年的 390 萬片/月增加至 2023 年的 470 萬片/月。國內(nèi)專業(yè) MEMS 代工方面,賽微電子 2015 年收 購了 MEMS 專業(yè)代工領先廠商 Silex(2019 年專業(yè) MEMS 代工收入排名第一),目前產(chǎn)能不斷擴 張,北京廠規(guī)劃產(chǎn)能 3 萬片/月。傳統(tǒng)晶圓代工廠方面,中芯國際和華虹半導體的 MEMS 代工也有 了一定的工藝積累。工藝水平、標準化程度不斷提升。賽維電子收購 Silex 極大提升了國內(nèi) MEMS 代工水平。一方面 突破技術壁壘(即所掌握的工藝 IP),獲得瑞典 Silex 自主開發(fā)的、可驗證

28、的、得到客戶認可的 IP;另一方面憑借 Silex 的品牌和成熟的工藝流程極大地縮短產(chǎn)品的驗證周期,開發(fā)周期。標準 化程度方面,如前文所提到,行業(yè)的特點包括“一種產(chǎn)品、一種工藝”,暗示每種產(chǎn)品都要從頭開 始設計工藝,導致產(chǎn)品商業(yè)化周期較長。但目前 80%以上的工藝流程已可實現(xiàn)標準化(比如氧 化、旋轉(zhuǎn)涂布、清洗、零掩膜對準等),定制化的部分大概只占到 15%-20%(DRIE、鍵合、薄膜 沉積、晶圓封蓋、光刻等),目前 Silex 已開發(fā)了名為 SmartBlock 的模塊化標準化方法,可在不 犧牲工藝一致性的情況下實現(xiàn)快速原型制作、定制和快速量產(chǎn)。封測:國內(nèi)整體實力較強,部分 MEMS 器件廠

29、商具備自主封測能力MEMS 封測平臺隨著現(xiàn)有平臺復雜性的變化而穩(wěn)步發(fā)展,以滿足傳感器融合的日益增長的需求。 封裝方面,傳感器融合的趨勢推動封裝技術從單芯片封裝到多芯片封裝的轉(zhuǎn)變,同時芯片嵌入技術及晶圓級封裝成為發(fā)展方向。測試方面,測試設備供應商正在改進測試工具、加入新功能以降 低成本。國內(nèi)封測實力較強,具備先進封裝技術交付能力。在 OSAT 市場,國內(nèi)廠商在頭部占據(jù)一席之地, 2017 年 MEMS 封裝市場份額前三位分別為 ASE、Amkor 和長電科技,市場份額分別為 27%、23% 和 10%,目前長電科技已可提供嵌入式晶圓級球柵陣列(eWLB)、晶圓級芯片級封裝(WLCSP)、 倒裝芯

30、片級芯片封裝(fcCSP)、精細間距球柵陣列(FBGA)等一系列封裝工藝。另一方面,國 內(nèi)頭部 MEMS 器件廠商亦具備自主封測的能力,如歌爾股份和瑞聲科技設計:國內(nèi)頭部廠商向設計環(huán)節(jié)延伸提升盈利能力國內(nèi) MEMS 傳感器領軍企業(yè)歌爾和瑞聲科技過去主要在產(chǎn)業(yè)鏈中從事系統(tǒng)整合和封測的環(huán)節(jié),目 前,紛紛向 MEMS 芯片設計領域延伸。歌爾股份設立子公司歌爾微電子專注 MEMS 產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈不斷整合,同時擬分拆上市加快業(yè)務發(fā) 展。歌爾股份 2017 年設立子公司歌爾微電子,意在通過豐富產(chǎn)品線種類,整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)質(zhì) 資源,進一步鞏固公司在 MEMS 傳感器領域的領先地位,為客戶提供整體解決方案。一

31、方面對產(chǎn) 業(yè)鏈下游進行整合,從單純的 MEMS 傳感器領域,通過系統(tǒng)整合把產(chǎn)品線延伸到消費類電子產(chǎn)品 領域,從提供封裝測試延伸至產(chǎn)品終端應用。另一方面對產(chǎn)業(yè)鏈上游進行整合,電聲元器件的部分 原材料自制,例如振膜自制,降低產(chǎn)品成本并增強公司盈利能力。同時公司布局建設 MEMS 芯片、 智能傳感器研發(fā)平臺,產(chǎn)業(yè)鏈向上游延伸至芯片設計研發(fā)領域。此外,公司擬分拆歌爾微電子上市, 獲得更好融資途徑,進一步加速微電子類高技術附加值產(chǎn)品的發(fā)展,同時通過對子公司高管及核心 骨干股權期權激勵,未來管理效率及發(fā)展前景有望持續(xù)提升。瑞聲科技 MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈向上游芯片設計研發(fā)延伸。瑞聲科技主要為 MEMS 麥克風產(chǎn)

32、品提供封裝 測試到系統(tǒng)整合,2018 年以來逐步開始實現(xiàn) MEMS 芯片自主研發(fā)。瑞聲科技今年在英國設立 MEMS 麥克風全球研發(fā)中心,完善了公司的全球研發(fā)布局,主要側(cè)重于設計研發(fā) MEMS 麥克風芯 片,也開始自行開發(fā) ASIC 芯片。3.2 國內(nèi)廠商市占率快速提升,國產(chǎn)化進程有望進一步加速國內(nèi)廠商市占率快速提升,勢頭依然強勁。近年來,國內(nèi)以歌爾股份為首的 MEMS 廠商全球市 占率快速提升。根據(jù) Yole Development 公布的 2019 年全球 MEMS 生產(chǎn)商前 30 名排名中,歌爾 股份和瑞聲科技成功入圍,其中歌爾股份排名第九,是中國首個進入全球前十的公司,并且其 2019

33、年 MEMS 收入同比增長達 36%,遠超同行業(yè)其他頭部公司;瑞聲科技排名第 22 位,收入 同比增長 11%同樣高于行業(yè)整體水平。目前存在諸多有利條件,促進未來國產(chǎn)化有望持續(xù)加速:國內(nèi)政策大力推動 MEMS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展:國家政策大力支持傳感器發(fā)展,國內(nèi) MEMS 企業(yè)擁有優(yōu)質(zhì) 發(fā)展環(huán)境。我國政府高度重視 MEMS 和傳感器技術發(fā)展,在 2017 年工信部出臺的智能傳感器 產(chǎn)業(yè)三年行動指南(2017-2019)中,明確指出要著力突破硅基 MEMS 加工技術、MEMS 與互 補金屬氧化物半導體(CMOS)集成、非硅模塊化集成等工藝技術,推動發(fā)展器件級、晶圓級 MEMS 封裝和系統(tǒng)級測試技術。國家政

34、策高度支持 MEMS 制造企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新,政策驅(qū)動下,國內(nèi) MEMS 制造企業(yè)獲得發(fā)展良機。貿(mào)易摩擦和疫情的客觀加速國產(chǎn)化進程:貿(mào)易摩擦和疫情讓眾多國內(nèi)廠商意識到了產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化 的重要性,采購國產(chǎn) MEMS 器件的訴求提升。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)起步 10 余年,具備基本的人才積累:如前文所述,MEMS 的研發(fā)需要解決多學科的交叉 問題,對人才要求較高,MEMS 項目通常需要受過高等教育的工程師并至少擁有 10 年的工作經(jīng) 驗。目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)從起步到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了 10 余年的時間,有了一批具備產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗人才的積累。 同時,國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展和海外環(huán)境的不確定性有望驅(qū)使更多 MEMS 行業(yè)有積累的專業(yè)人才歸 國,

35、為國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新動能。科創(chuàng)板成立,資本助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展:科創(chuàng)板的成立為成長中 MEMS 企業(yè)提供了有效的融資渠道,助 力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。4. MEMS 聲學器件率先實現(xiàn)趕超MEMS 麥克風應用廣泛。不僅智能手機、電腦需要用到 MEMS 麥克風,智能電視、智能穿戴、智 能家居、智能建筑領域也需要大量用到 MEMS 麥克風,此外,工業(yè)、醫(yī)療、軍事、智慧城市對 MEMS 麥克風也有一定需求。從量上來看,智能手機、電腦、平板依然是目前 MEMS 麥克風主要應用領 域,出貨量每年在 10 億量級,智能穿戴、智能家居、汽車領域目前每年出貨量在千萬到億的量級, 但成長迅速。語音交互興起帶動 MEMS 麥克風需求迅

36、速增長。近年來,人工智能(AI)技術迅速發(fā)展,語音成 為重要人機交互接口,Google、Apple、Microsoft、Amazon 等領先科技企業(yè)近年紛紛推出語音交 互技術助推生態(tài)形成,2019 年這四家廠商的語音交互設備數(shù)量已達到 19 億臺,以手機和電腦為 主。傳統(tǒng)電子設備上語音助手的搭載有效培養(yǎng)了用戶習慣的養(yǎng)成,新興的物聯(lián)網(wǎng)設備語音交互需求 有望迎來快速增長,以智能音箱、顯示器為例,根據(jù) Yole 的數(shù)據(jù),其中語音個人助手的需求將從 2019 年的 1.1 億個左右快速增長至 2024 年的 2.8 億個左右。TWS 耳機的發(fā)展、降噪功能的加入帶動耳機單機 MEMS 麥克風用量提升。以耳機為例,傳統(tǒng)的耳 機雙耳僅需 1 顆麥克風(即平均單耳 0.5 顆)

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