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感知芯视界 2022-10-07 19:35
来源:犀牛财经、西南证券、前瞻产业研究院等  ,谢谢

根据Yole 研究预测,全球MEMS器件市场规模将从2020年的121亿美元增长至2026年的约182亿美元,复合增长率为7.2%。


那么,面对这一广阔市场前景,国内MEMS厂商机遇如何?


编辑|感知芯视界


MEMS,又叫微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems),是建立在微米/纳米技术基础上,对材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件电控系统集成为一个整体单元的微型系统,其基本特点是微型化、智能化、多功能、高集成度和适合大批量工业化生产。


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MEMS 技术的出现极大满足市场对小体积、高性能的要求,正在逐渐取代传统机械传感器。与传统传感器相比,基于 MEMS 工艺的传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、是与批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。


MEMS传感器以微电子和微机械加工技术制造,一般由MEMS芯片和与之配套的ASIC 芯片构成,其将电子系统与周围环境有机结合,微传感器接受动、光、热、声、磁等外界信号,并将其转化成电子系统能够识别、处理的电信号,部分 MEMS器件可通过微执行器实现对外部介质的操作功能。


根据Yole 研究预测,全球MEMS器件市场规模将从2020年的121亿美元增长至2026年的约182亿美元,复合增长率为7.2%。预计到2026年,10亿美元以上的MEMS细分领域包括射频类MEMS器件、MEMS惯性器件、MEMS压力传感器、MEMS声学传感器等。MEMS器件的市场规模来看,MEMS产品主要以MEMS传感器为主。


MEMS传感器种类繁多,主要产品包含MEMS运动传感器、MEMS声学传感器、MEMS压力传感器、MEMS环境传感器、MEMS光传感器等。其中运动传感器又可分为陀螺仪、加速度计、磁力计。本文将重点介绍本土部分MEMS传感器领域的代表企业。


| 汽车、5G、物联网等产业加速兴起,MEMS 市场空间持续增长


尽管2019 年疫情蔓延对行业增速造成影响,但 2020 年下半年起,MEMS 传感器市场开始复苏。根据 IC Insights 《O-S-D(光电,传感器,和分立器件)Report2021》报告,2020 年半导体传感器/执行器市场规模达到 164 亿美元,其中约 83%采用 MEMS 技术,全球出货量达到 309 亿颗,约有 55%采用 MEMS 技术。


之前受益于消费电子等产量稳定增长,加速度计、陀螺仪和微型麦克风等MEMS产品的需求不断增长,使得中国已经成为全球MEMS市场中发展最快的地区。2019 年中国市场在疫情影响下仍然保持增长,根据《2020 年中国 MEMS 制造白皮书》数据,2019 年中国整体 MEMS 市场规模达到 597.8 亿元,同比增长 18.3%。

中国作为全球最大的制造业国家和半导体消费市场,在应用领域上也为MEMS传感器提供了广阔空间:

1、消费类电子产品


消费类电子产品是 MEMS 传感器的重要应用领域,声学传感器、压力传感器、惯性传感器、压感传感器均在消费类领域有所应用。例如MEMS麦克风、陀螺仪、加速度、磁力计、骨传导传感器等在手机、无人机、可穿戴设备、TWS耳机等产品中应用广泛。


2、汽车领域


汽车是MEMS传感器的传统应用市场,随着新能源、车联网等技术的发展,智能汽车对MEMS传感器的需求愈加增长。为抓住未来几年国产汽车电子产业链重塑的历史机遇,随着国产车企在新能源汽车市场占有率的提升,国内MEMS传感器企业正在加大研发力度和人才技术储备,力争在技术性能和性价比上满足国内的产业链需求。


例如在交互方式上,语音控制显得日益重要,MEMS麦克风将迎来新的发展新机遇;再例如在安全防护上,侧翻与稳定性控制需要MEMS加速度传感器和MEMS角速度传感器来感测车身状态。类似对MEMS传感器的需求不胜枚举。


3、医疗、工控


近年来,国内智慧医疗市场的市场规模逐步扩大,尤其是在疫情肆虐全球的背景下,医疗行业对热感摄影机、呼吸机等医疗设备的需求显著增长,微热辐射测定仪、MEMS压力传感器、MEMS流量传感器的需求也随之增长;工控领域,在新技术赋能传统工业的大背景下,企业对安全生产、效率提升提出了新的要求,MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等器件在工业控制领域的使用也日益广泛。


| 中国MEMS传感器的发展现状


MEMS 产业价值链主要包括三个环节,主要包括芯片设计、芯片制造和封装测试三大部分,此外还形成生产 MEMS 制造原材料、封装材料等支撑行业。其中芯片设计主要负责对产品功用、性能及结构进行研发设计,产业链价值约 35-45%;片制造一般采用自行或委托代工厂进行工艺开发和产品制作,产业链价值约 20-25%;下游封装测试价值约 35-40%。


目前全球 MEMS 龙头主要包括意法半导体、德州仪器、博世、博通和 Qorvo、楼氏电子等,其主要在消费电子和汽车电子两大领域。


目前国内大部分 MEMS 厂家以设计为主,没有自主制造基地,而代工厂设计能力有待提升,整体产业链分散。伴随国内半导体制造工艺逐渐升级,加之本地化服务与成本优势,且 MEMS 体量较小,更加适合代工模式,因此 MEMS 制造环节向中国转移趋势明显,根据赛迪顾问 2021 年 1 月最新数据,中国 MEMS 产线类型以 6 寸为主,占比超过 45%,6/8 寸兼容占比 22%,8 寸占比 22%。


近几年,我国涌现出像士兰微(600460)、敏芯股份(688286)等以IDM模式经营的企业,自主研发能力进一步提升。从我国MEMS传感器上市企业汇总来看,我国该行业已布局声学、光学、压力、惯性等细分领域。

资料来源:企查猫 前瞻产业研究院整理


前瞻产业研究院依据2020年年度营收情况,将MEMS传感器行业企业分为三大梯队:

第一梯队,以歌尔股份(002241)和韦尔股份(603501)为主,2020年度营收突破100亿元;

第二梯队以华润微(688396)、士兰微(600460)、华天科技(002185)、高德红外(002414)为主,营收在30-100亿元;

第三梯队以苏州固锝(002079)、敏芯股份(688286)、汉威科技(300007)、苏奥传感(300507)等企业为主,营收在30亿元以下。


本文选择了3家本土MEMS传感器上市企业进行重点分析:


歌尔微电子:2021年营收和利润均增长,企业上市在即


2017年,歌尔股份有限公司微电子事业群正式独立,成立歌尔微电子有限公司,2021年变更为歌尔微电子股份有限公司。歌尔微电子是国内MEMS厂商的龙头企业,现在正处于上市冲刺阶段。


歌尔微电子是一家以MEMS器件及微系统模组研发、生产与销售为主的半导体公司,业务涵盖芯片设计、产品开发、封装测试和系统应用等产业链关键环节,可提供“芯片+器件+模组”的一站式产品解决方案。其主要产品包括MEMS传感器和微系统模组,广泛应用于智能手机、智能无线耳机、平板电脑、智能可穿戴设备和智能家居等消费电子领域及汽车电子领域。


2021年歌尔微电子的营业收入为33.45亿元,归属于母公司股东的净利润约3.29亿元;其中MEMS声学传感器和其他MEMS传感器营收金额约为30.72亿元,占比超过90%。


除了晶圆制造,歌尔微电子拥有较为完整的产业链经营模式,通过垂直整合将芯片设计、产品开发、封装测试和系统应用等环节紧密结合,快速实现技术突破,有效缩短产品研发周期,提高生产效率和产品可靠性。


赛微电子:国内领先的MEMS器件代工厂,去年利润同比下降


北京赛微电子股份有限公司成立于2008年,是国内知名的MEMS代工厂。赛微电子以半导体业务为核心,面向物联网和人工智能,一方面重点发展MEMS工艺开发与晶圆制造业务,一方面积极布局GaN材料与器件业务。


目前赛微电子的主要产品及业务包括MEMS芯片的工艺开发及晶圆制造、GaN外延材料生长与器件设计,下游应用领域包括通信、生物医疗、工业科学、消费电子等。


2021年,赛微电子实现营业收入9.29亿元,较上年增长21.38%;实现归属于上市公司股东的净利润2.06亿元,较上年增长2.30%。


2021年赛微电子MEMS工艺开发、晶圆制造业务产能和平均单价持续提升,其瑞典产线在新增产能磨合、产能利用率处于低位的同时仍实现了营业收入及毛利润的增长,虽然北京产线MEMS晶圆制造实现的营业收入及毛利润较低,但赛微电子MEMS业务的整体毛利率仍保持在46.69%的较高水平。


此外,去年赛微电子的管理费用及研发费用增长幅度及绝对金额较大,也对营业利润产生了影响。


敏芯股份:MEMS传感器产品线丰富,是国内MEMS麦克风的龙头企业


敏芯股份成立于2007年,是一家专业从事微电子机械系统传感器研发设计的高新技术企业,其总部设在苏州工业园区,并在苏州工业园区、昆山设有传感器产品制造工厂。敏芯股份专注于 MEMS 传感器的研发与设计,并从事部分晶圆测试等生产工序,目前其子公司已经具备封装和测试产能。


敏芯股份三大产品线分别为MEMS声学传感器、MEMS压力传感器和MEMS惯性传感器,应用场景涵盖消费电子、医疗、工业控制以及汽车电子等领域。


2021年,敏芯股份实现营业总收入约3.52亿元,同比增长 6.57%;实现归属于母公司所有者的净利润约0.12亿元,同比减少 70.16%。


在敏芯股份三大产品线中,MEMS声学传感器的销售收入占主营业务收入的比例较高,2021年MEMS声学传感器营业收入约2.87亿元,约占营收总额的82%。


据 Omdia报告显示,2020 年敏芯股份的硅麦克风芯片出货量位列全球第三(达到总出货量的6.8%),是国内MEMS麦克风的龙头企业。但对比英飞凌(43.2%)和楼氏(38.3%)的出货量,敏芯股份仍有较大的增长空间。


在全球MEMS器件市场逐渐增长的大背景下,期待国产MEMS厂商不断降本增效,提高产品的可靠性,为国内的相关产业产业创造更多价值。


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