電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

近日，MEMS傳感器市場(chǎng)傳來(lái)兩大重磅消息。國(guó)際調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole發(fā)布的最新預(yù)告顯示，根據(jù)Microtech Ventures的研究，MEMS市場(chǎng)將在2024-2025年的時(shí)間框架內(nèi)達(dá)到拐點(diǎn)，現(xiàn)在，每年全球MEMS器件的市場(chǎng)規(guī)模大約130億到140億美元。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將以12%至15%的速度增長(zhǎng)。他們看好MEMS傳感器在物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人、數(shù)字健康、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。

第二個(gè)消息是，作為全球汽車和消費(fèi)電子傳感器的頭部廠商Bosch，其旗下子公司Bosch Sensortec首席執(zhí)行官Stefan Finkbeiner博士帶來(lái)了對(duì)MEMS傳感器技術(shù)的最新研判，他表示：“智能傳感器就是帶有嵌入式AI MCU的智能傳感器，廣泛、豐富的傳感器產(chǎn)品組合是Bosch Sensortec一貫的優(yōu)勢(shì)。目前，我們已經(jīng)推出運(yùn)動(dòng)傳感器（例如加速度計(jì)、陀螺儀）、環(huán)境傳感器（例如氣體、濕度、氣壓傳感器）、AI傳感器等一系列創(chuàng)新的解決方案，同時(shí)不斷拓展光學(xué)微系統(tǒng)、聲學(xué)微系統(tǒng)等前沿交互技術(shù)，致力打造新的度量標(biāo)桿，從而推動(dòng)傳感器朝著更加智能化的方向發(fā)展?！?br />

中國(guó)作為全球消費(fèi)電子和半導(dǎo)體需求的第一大市場(chǎng)，MEMS傳感器在中國(guó)市場(chǎng)有哪些最新發(fā)展趨勢(shì)？哪些廠商有能力把握未來(lái)3年的市場(chǎng)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)？在2022年世界集成電路大會(huì)上，來(lái)自華東光電集成器件研究所副總師張勝兵、敏芯股份副總經(jīng)理張辰良帶來(lái)了最新的觀點(diǎn)分享。

中國(guó)MEMS傳感器全球最大第一市場(chǎng)！中國(guó)MEMS企業(yè)有哪些短板？

在8月份南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會(huì)上，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)MEMS分會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)萬(wàn)成東表示，2021年中國(guó)MEMS市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)900億元，同比增長(zhǎng)超過(guò)20%。中國(guó)已經(jīng)是全球MEMS產(chǎn)業(yè)最大單一市場(chǎng)。增速遠(yuǎn)高于全球平均水平，展現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。預(yù)計(jì)到2023年中國(guó)MEMS市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1200億元。MEMS芯片迎來(lái)了重大發(fā)展機(jī)遇。但國(guó)內(nèi)MEMS產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)外相比仍有很大的差距，尤其高端MEMS傳感器普遍受到西方國(guó)家制約。

11月18日下午，在合肥舉辦的世界集成電路大會(huì)上，華東光電集成器件研究所副總師張勝兵介紹，近年來(lái)，全球智能傳感器市場(chǎng)保持了超過(guò)10%的增長(zhǎng)率，到2023年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到487億美元；市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上，壓力傳感器和液位傳感器數(shù)量占比均達(dá)到8%，超聲波傳感器在智能汽車領(lǐng)域占比正在穩(wěn)步提升。具體看國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模，有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)智能傳感器2018至2026年的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到8%，到2026年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到239億美元。

萬(wàn)成東指出，目前，中國(guó)在中高端MEMS市場(chǎng)超過(guò)60%的市場(chǎng)份額被國(guó)外巨頭占據(jù)，80%的傳感器芯片依賴國(guó)外。歐洲、美國(guó)、日本等幾乎壟斷了全球“高、精、尖”傳感器市場(chǎng)。他強(qiáng)調(diào)說(shuō)，加強(qiáng)中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，解決高端MEMS芯片的卡脖子問(wèn)題，提升市場(chǎng)占有率，已是刻不容緩的任務(wù)。

張勝兵則建議，要把傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展放在國(guó)家戰(zhàn)略高度，建立MEMS傳感器為核心的數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)制，同時(shí)探索、明確專業(yè)定位，特別是MEMS可以作為二級(jí)或者以上的學(xué)科列入到專業(yè)重點(diǎn)行列。就加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)突破，張勝兵建議，一是跟蹤前沿，智能傳感器最需要探索的是新原理和新工藝產(chǎn)品；二是對(duì)前沿技術(shù)進(jìn)行布局，比如石墨烯、量子和柔性技術(shù)等；第三，增加傳感器基礎(chǔ)共性技術(shù)研究投入，整合國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)力量，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)傳感企業(yè)加大研發(fā)投入力度。

近日，國(guó)際調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole發(fā)布了2021年全球MEMS企業(yè)營(yíng)收排名榜單，其中有5家中國(guó)企業(yè)進(jìn)入Top30的排名，在前10名當(dāng)中有1家中國(guó)公司，歐美日企業(yè)為主，包括博世、索尼、GE。西門子、霍尼韋爾、德州儀器、TE、意法半導(dǎo)體、恩智浦半導(dǎo)體。中國(guó)廠商歌爾聲學(xué)進(jìn)入Top10榜單。我們看到，國(guó)內(nèi)的MEMS企業(yè)上市公司包括歌爾聲學(xué)、賽微電子、士蘭微、華潤(rùn)微、高德紅外等，2016年到2020年，中國(guó)主要MEMS企業(yè)的研發(fā)投入強(qiáng)度較大，尤其是敏芯股份，研發(fā)投入強(qiáng)度基本保持在10%以上。他們?cè)谀男╊I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

敏芯MEMS傳感器布局和最新進(jìn)展+賽微電子布局MEMS晶圓代工

在2022年世界集成電路大會(huì)上，敏芯股份副總經(jīng)理張辰良表示：“敏芯股份的愿景是想成為MEMS技術(shù)平臺(tái)型公司，我們?cè)贛EMS麥克風(fēng)、壓力傳感器與慣性方面形成布局，MEMS全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)是我們公司的特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈方面從芯片角度來(lái)說(shuō)，從芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)到芯片制造工藝到后面的DFM模型我們是全程參與的。”

作為本土早一批布局MEMS領(lǐng)域的企業(yè)之一，敏芯創(chuàng)立于2007年，十五年來(lái)堅(jiān)守匠“芯”，打造中國(guó)的MEMS技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主化布局。敏芯有大眾熟知的傳統(tǒng)MEMS“三大件”，其中在全球市場(chǎng)規(guī)模最大的是慣性產(chǎn)品。目前，敏芯加速度傳感器已量產(chǎn)，陀螺正處在研發(fā)階段，并拿到了江蘇省成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。

消費(fèi)類氣體壓力傳感器，比如應(yīng)用在電子煙、手表等市場(chǎng)，現(xiàn)已開(kāi)始批量出貨并打入了著名品牌客戶供應(yīng)商名單。敏芯股份子公司靈科傳感主要布局應(yīng)用在汽車、醫(yī)療等方面的壓力傳感器，2021年?duì)I業(yè)額高達(dá)幾千萬(wàn)元。

他還指出，敏芯開(kāi)發(fā)的MEMS麥克風(fēng)，主要應(yīng)用在手機(jī)、電腦、智能家居等消費(fèi)電子市場(chǎng)。據(jù)悉，敏芯MEMS傳感器芯片累計(jì)出貨量達(dá)10億顆，作為國(guó)內(nèi)最早的MEMS企業(yè)之一，敏芯公司通過(guò)15年持續(xù)研發(fā)投入，完成了MEMS產(chǎn)品芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)研發(fā)和核心技術(shù)積累，實(shí)現(xiàn)了MEMS傳感器全生產(chǎn)環(huán)節(jié)自主可控。

從權(quán)威調(diào)研數(shù)據(jù)來(lái)看，MEMS麥克風(fēng)市場(chǎng)確實(shí)都以國(guó)內(nèi)供應(yīng)商為主，但從芯片角度看，國(guó)外的英飛凌和樓氏兩家加起來(lái)已占據(jù)全球市場(chǎng)超80%份額，第三名雖是敏芯，但市場(chǎng)份額很小。我們需要清醒地認(rèn)識(shí)到，打造MEMS麥克風(fēng)中的“中國(guó)芯”任重而道遠(yuǎn)。張辰良表示，未來(lái)麥克風(fēng)有望在元宇宙（VR/AR）、汽車智能駕駛、智能機(jī)器人等新興市場(chǎng)獲得更多應(yīng)用。

北京賽微電子成立于2008年5月，2015 年在創(chuàng)業(yè)板上市，主要從事導(dǎo)航業(yè)務(wù)和航空電子業(yè)務(wù)。2016 年公司取得瑞典MEMS 代工領(lǐng)域龍頭Silex控股權(quán)，同年在北京籌劃建設(shè)Fab3 8 寸MEMS 量產(chǎn)工廠。賽微電子2021年?duì)I收達(dá)9.28億元，并在2022年前三季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)收5.55億元。

目前該公司主營(yíng)業(yè)務(wù)分為MEMS 開(kāi)發(fā)、MEMS 代工制造、GaN 外延材料及功率器件。Silex 擁有 164 項(xiàng)國(guó)內(nèi)/國(guó)際 MEMS核心專利，同時(shí)具備多項(xiàng)目并行開(kāi)發(fā)的能力，滿足客戶多樣化多批次需求。

賽微電子2022年上半年財(cái)報(bào)顯示，研發(fā)投入達(dá)到1.39億元，占據(jù)上半年?duì)I收的36.85%，報(bào)告期內(nèi)，公司大力推進(jìn)MEMS工藝開(kāi)發(fā)技術(shù)、MEMS晶圓制造技術(shù)、GaN材料生長(zhǎng)工藝技術(shù)，公司保持了較高的研發(fā)強(qiáng)度。瑞典silex 貢獻(xiàn)了MEMS 營(yíng)收近九成，北京Fab3 目前營(yíng)收仍以工藝開(kāi)發(fā)為主，量產(chǎn)客戶正在逐步導(dǎo)入中。北京FAB3 產(chǎn)線已成功導(dǎo)入十余家國(guó)內(nèi)知名MEMS 客戶，開(kāi)展合作產(chǎn)品超過(guò)40 余個(gè)，產(chǎn)品覆蓋硅麥、電子煙開(kāi)關(guān)、慣性器件、BAW（FBAR）、微振鏡、氣體、微流控、光通信等不同類別。核心產(chǎn)品硅基麥克風(fēng)已進(jìn)入量產(chǎn)階段，濾波器方面公司和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先設(shè)計(jì)公司深度合作，代工產(chǎn)品覆蓋WiFi 2.4G和5G 等應(yīng)用領(lǐng)域，并已有驗(yàn)證合格的產(chǎn)品進(jìn)入小批量階段。MEMS 微振鏡方面，F(xiàn)ab3 上半年和知名車載Lidar 廠商開(kāi)展深度合作，目前工藝能力得到客戶認(rèn)可并逐步推進(jìn)商務(wù)談判。

國(guó)際調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole 數(shù)據(jù)顯示，目前全球純 MEMS 代工廠市場(chǎng)份額僅有5%，大量的產(chǎn)能掌握在 IDM 公司手里。一方面由于 MEMS 大部分市場(chǎng)集中于射頻濾波器、硅麥等消費(fèi)電子領(lǐng)域以及壓力、慣性、加速度計(jì)、IMU 等汽車領(lǐng)域，傳統(tǒng)歐洲 IDM 廠商已占有先發(fā)優(yōu)勢(shì)；另一方面 MEMS 不同產(chǎn)品、不同客戶之間工藝差別較大，需要摸索模塊化的工藝 IP 復(fù)用和多產(chǎn)品平行管理，代工廠較難實(shí)現(xiàn)盈利。在國(guó)產(chǎn)替代的大勢(shì)推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)MEMS芯片設(shè)計(jì)廠商和代工廠商都迎來(lái)了黃金發(fā)展期。