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                中国半导体弯道超车的最后机会,你必须了解的MEMS市?。。ㄉ希?/h1>
                2017-10-11 15:26:34 行业新闻 4129

                2017-10-09摘自:国际电子商情

                 报告要点

                 ?MEMS较之传统机械工艺比较优势明显

                       MEMS工艺不仅具有集成电路系统的许多优点,同时集约了多种学科发展的尖端成果,与传统的机械工艺相比,它具有微型化、集成化、多样化、批量化等特点,成本上也有明显优势,且生产出的产品功能多样,可高度集成。

                ?机遇与挑战并存,MEMS铸就下一个千亿市场

                       MEMS是集成电路相对景气的子领域,预计到2021年全球MEMS产业规模将达到200亿美元,2015-2021复合增长率为8.9%,增速远高于集成电路行业平均水平,同时受移动设备市场逐步饱和的冲击,增速有所放缓。国内增速快于国外,消费电子、医疗和工业控制等细分领域引领市场。

                ?感知时代,MEMS借力物联网蓄势腾飞

                      传感器作为感知层的重要组成部分,在物联网时代不可替代,MEMS作为支撑技术,也将发挥重要作用。预计2020年全球物联网市场市值将增至1.7万亿美元,约有500亿台设备接入物联网,物联网是继汽车电子、智能手机、可穿戴设备后MEMS的下一个核心驱动力。

                ?市场存在调整需求,MEMS领域并购风潮渐起

                      MEMS供给扩张快于需求,销售均价存在调整压力。近期行业出现诸多并购案例,TDK并购Tronics,华灿光电并购美新,北京君正并购OV,耐威科技并购赛莱克斯等,行业整合有利于市场出清,龙头企业将最终受益。

                ?专业分工大势所趋,产业链中下游Foundry和封测厂商受益明显

                      MEMS将“重演”集成电路领域产业链裂变过程,专业分工是大势所趋。MEMS行业是个相对较小且分散的行业,适合Fabless的轻资产模式,MEMS代工厂商地位将日益突出,且较之于集成电路一线的Foundry,专注MEMS行业的Foundry诸如赛莱克斯、ITM、Tronics并无明显劣势,更有助于贴近客户。除此之外,MEMS封测环节技术较之集成电路复杂,更是占据了成本70%,拥有批量自动化封装及测试能力的厂商将获取产业链最大份额“蛋糕”。

                MEMS是IC与机械的完美融合

                     微机电系统Micro-Electro-MechanicalSystems (MEMS)是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。由于MEMS是微电子同微机械的结合,如果把微电子电路比作人的大脑,微机械比作人的五官(传感器)和手脚(执行器),两者的紧密结合,就是一个功能齐全而强大的微系统。

                MEMS工艺兼具批量生产和成本优势

                      典型的MEMS系统如图所示,由传感器、信息处理单元、执行器和通讯/接口单元等组成。其输入是物理信号,通过传感器转换为电信号,经过信号处理(模拟的和/或数字的)后,由执行器与外界作用。每一个微系统可以采用数字或模拟信号(电、光、磁等物理量)与其它微系统进行通信。

                      MEMS工艺与传统的IC工艺有许多相似之处,如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,但是有些复杂的微结构难以用IC工艺实现,除了体微加工技术、表面微加工技术之外,MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工方法,包括键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。

                      MEMS是受到集成电路工艺的启发而发展起来的,它不仅具有集成电路系统的许多优点,同时集约了多种学科发展的尖端成果,与传统的机械工艺相比,它具有微型化、集成化、多样化、批量化等特点。

                      ?  原材料价格低廉:大部分MEMS的原材料是硅(Si),价格低廉,产量充足

                      ?  批量生产,良率高: MEMS工艺全自动化控制,隔离了人为因素,最大限度地控制同一批MEMS芯片之间的工艺误差,从而提升良品率。但由于MEMS的工艺难度高,其良率仍然与传统IC制造相比有一定的差距。

                      ?  体积小、重量轻:传统机械加工无法使用纳米-微米级别的工艺,MEMS采用类似集成电路的工艺保证了产品的微型化。

                 

                MEMS产品功能多样、高度集成

                       MEMS传感器:硅麦克风、陀螺仪、加速度器、磁力计、组合传感器、压力传感器、轮胎压力传感系统等。

                 

                      MEMS执行器:微镜、振动器、射频、体声波滤波器、喷墨头、自动聚焦、红外探测器等

                 

                     集成可能性是MEMS技术的另一个优点,MEMS和ASIC(专用集成电路)采用相似的工艺,因此具有极大地潜力将二者集成,上图的加速度计中MEMS与IC在不同的硅片上制造好了再粘合在同一个封装内。

                 

                增速快于集成电路,国内快于国外

                 

                全球MEMS产业概况梳理

                      MEMS作为集成电路的子行业,主要厂商还是以集成电路背景为主,新进入的代工厂商包括赛莱克斯和Tronics,设计厂商包括InvenSense。由于产业链分工程度较低,占据核心地位的还是原有集成电路的IDM厂商,诸如ST、TI、Avago、Rohm等。

                 

                      依据2015年营收数据,全球Top30 MEMS厂商的门槛为7400万美元,排在前三位的依次是BOSCH、ST、TI营收分别为12.14亿美元、7.55亿美元、7.35亿美元,BOSCH凭借在汽车零部件领域的深厚积淀一骑绝尘,ST、TI、AVAGO处于第二梯队,中国大陆仅瑞声科技(ACC)、歌尔声学(GoerTek)入围,MEMS营收分别为1.4亿美元和8400万美元。

                      ? BOSCH的MEMS传感器累计出货量超过40亿颗,为汽车和消费类电子行业提供了用途广泛的传感器,例如,可测量压力、加速度、转动、质量流量和地球磁场的微机电传感器,它们是汽车或智能手机等设备的“感觉器官”

                      ? ST的传感器产品包括MEMS(微机电传感器,包括加速度计、陀螺仪、数字罗盘、惯性???、压力传感器、湿度传感器和麦克风)、智能传感器、Sensor Hub、温度传感器和触摸传感器

                      ? InvenSense是为智能型运动处理方案的先驱、全球业界的领导厂商,发展出多轴角速度陀螺仪,事纯粹的MEMS设计厂商中排名最高的。

                 

                     根据Yole Development的数据,2012年排在前三位的MEMS代工领域厂商分别为ST、SONY、TSMC,营收分别为2.03亿美元,6500万美元、4200万美元,MEMS领域代工厂商赛莱克斯和IMT、Tronics分别实现营收3400万美元、1900万美元和1900万美元。

                     全球MEMS增速有所放缓

                     过去几年,以智能手机为代表的消费电子产品大幅拉升MEMS器件的出货量,随着智能手机/便携式应用市场已经接近饱和,MEMS市场增速比前几年有所放缓。Yole Development预计2015~2021年全球MEMS市场的复合年增长率(CAGR)为8.9%,将从119亿美元增长到200亿美元,同期全球MEMS出货量的复合年增长率为13%。

                     

                      预计2016年,MEMS按产品线划分占主导低位的依然是惯性传感器和微流量传感器,占比都为24%左右,其次是压力传感器,占比为13%,光学传感器和喷墨头,占比都为10%左右。

                 

                      国内MEMS聚焦长三角,处于发展初期

                     从区域而言,MEMS产业拥有很强的区域分布特点,无论是设计企业、制造企业还是封装测试企业,基本都围绕长三角来展开;北方主要集中在航天、兵器、电子这些研究所里面,面向国防军工、航天应用领域,因此形成了相对封闭的体系;珠三角地区则更多做应用和销售,中西部MEMS产业较为落后。

                 

                      中国的MEMS产业生态系统也正逐步完善,从研发、开发、设计、代工、封测到应用,产业链已基本形成,今后MEMS将在消费电子、汽车工业、工业控制乃至生物医学、航空航天等领域扮演越来越重要的角色。

                       国内MEMS持续火热,消费和医疗引领市场

                      从应用结构来看,由于国内智能手机较广的普及率及市场存量,网络通信应用领域领跑中国MEMS市场的发展;同时,中国中国是全球最大的汽车生产国,国家极力推动新能源汽车及车联网的发展,汽车电子领域所占份额仅次于网络通信;此外,在计算机领域,除了平板电脑对MEMS器件需求量大,喷墨打印头也占了相当大的比重。

                 

                 

                      根据赛迪顾问的研究数据,2014年医疗领域占据全球19%的MEMS市场,中国则不到10%。随着居民收入水平的提高,对健康的需求日益提升,在未来整个市场当中,医疗领域增长最快。其次是在消费领域,第一,消费电子领域基数较小,第二,智能家居、可穿戴设备以及AR/VR等新兴领域将推动整个消费领域的增长。

                      据赛迪顾问的研究数据,2014年中国MEMS器件市场规模为265亿元人民币,占据全球市场的三分之一。从发展速度而言,中国MEMS市场增速一直快于全球市场增速。2014年中国MEMS器件市场增速高达17%,中国集成电路市场增速为9%,横向对比而言,MEMS器件市场的增速两倍于集成电路市场。预计到2017年,国内MEMS市场规模将达到400-450亿元,2014-2017复合增长率为19%。在较为乐观情况下,按照赛迪的远景预测,整个中国MEMS市场有望形成接近1000亿人民币的庞大市场。

                 

                来源:长江证券

                作者:莫文宇

                 

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