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敏芯股份专题报告全球领先MEMS传感器制

发布时间:2022/11/21 16:35:42   

(报告出品方/作者:天风证券,潘暕)

1.全球领先的MEMS传感器制造商,拥有全产业链技术积累

敏芯股份是国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的上市公司,致力于成为行业领先的MEMS芯片平台型企业。经过多年的技术积累和研发投入,公司在现有MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各环节都拥有了自主研发能力和核心技术,同时能够自主设计为MEMS传感器芯片提供信号转化、处理或驱动功能的ASIC芯片,并实现了MEMS传感器全生产环节的国产化。

1.1.发展历程:专注MEMS传感器十余年,带动本土产业发展

敏芯股份是全球领先的MEMS微传感器制造商,成立于年9月,总部位于苏州工业园区,并在苏州工业园区、昆山设有传感器产品制造工厂。基于长达十几年的研发,公司拥有基于自主研发、自主知识产权的MEMS声学传感器、MEMS压力传感器和MEMS惯性传感器产品线,应用场景涵盖了消费电子、医疗、工业控制以及汽车电子等领域。同时,敏芯股份的半导体基因使公司能够运用在MEMS传感器产品芯片设计、晶圆制造、封装与测试等各环节的自主研发能力与核心技术积累,不断拓展新产品线与新的下游应用领域,构建了基于中国大陆的完整本土化产业链,并推动了国内MEMS传感器产业链的发展和成熟。

1.2.主要产品:声学传感器+压力传感器+惯性传感器

公司主要从事MEMS传感器产品的研发与销售。MEMS传感器是人工智能和物联网时代信息获取与交互的前提和基础。MEMS传感器一般由MEMS芯片和与之配套的ASIC芯片构成,其工作原理为:MEMS芯片采用半导体加工技术在硅晶圆上制造出微型电路和机械系统,将接收的外部信号转化为电容、电阻、电荷等信号变化,ASIC芯片再将上述信号变化转化成电学信号,最终通过封装将芯片保护起来并将信号引出,从而实现外部信息获取与交互的功能。

公司作为国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的上市公司,致力于成为行业领先的MEMS芯片平台型企业。经过多年的技术积累和研发投入,公司在现有MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各环节都拥有了自主研发能力和核心技术,同时能够自主设计为MEMS传感器芯片提供信号转化、处理或驱动功能的ASIC芯片,并实现了MEMS传感器全生产环节的国产化。公司目前主要产品线包括MEMS声学传感器、MEMS压力传感器和MEMS惯性传感器:

1)MEMS声学传感器:MEMS声学传感器采用MEMS技术将声学信号转换为电学信号,有体积小、功耗低、可靠性高、抗干扰能力强、产品一致性高等特点,近年来在智能手机和平板电脑等消费类电子产品中得到广泛应用。公司自主研发的MEMS声学传感器产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居、可穿戴设备等消费电子产品,目前已使用公司产品的品牌包括华为、传音、小米、三星、OPPO、VIVO、联想、索尼、LG等。

2)MEMS压力传感器:MEMS压力传感器使用MEMS技术将压强信号转化为电学信号。压力传感器是目前整个MEMS传感器行业中最大的细分市场。公司制造的MEMS压力传感器能够覆盖消费电子、汽车和医疗等多个领域的需求。公司电子血压计终端客户主要包括乐心医疗和九安医疗等,高度计能够应用于无人机、可穿戴设备、智能手机、平板电脑等,汽车市场产品包括胎压计、汽车进气歧管压力传感器(MAP)、汽车尾气处理传感器(DPF)、燃油蒸汽压力传感器(FTPS)等。公司正在研发的差压传感器能够应用于电子烟、呼吸机、酒精检测仪和按摩椅等产品。

3)MEMS惯性传感器:公司目前MEMS惯性传感器主要为三轴加速度传感器,指的是将MEMS芯片和与之配套的ASIC信号处理芯片采用先进封装技术组合在一起的测量三轴加速度信号的产品。MEMS加速度计目前已成为智能手机和平板电脑等消费电子产品的标配器件,帮助手机在翻转屏幕和电子游戏时进行姿势识别,另外在行车记录仪、可穿戴设备上也有着广泛应用。公司采用晶圆级芯片尺寸封装技术生产的加速度传感器产品尺寸能够缩小到传统产品尺寸的四分之一,有利于消费类产品对尺寸小型化的需求。公司依靠这一核心技术在全球范围内率先推出了最小尺寸的WLCSP三轴加速度传感器。

公司生产的MEMS声学传感器出货量位列世界前列:根据IHSMarkit的数据统计,年公司MEMS声学传感器出货量全球排名第六,年公司MEMS声学传感器出货量全球排名第五,年公司MEMS声学传感器出货量全球排名第四。根据Omdia的数据统计,年MEMS声学传感器中MEMS芯片的出货量,全球排名第三。

1.3.股权结构:结构稳定健康,核心高管产业经验丰富

股权结构稳定健康,核心高管产业经验丰富。公司董事长、总经理李刚先生分别通过持有苏州昶恒6.24%的份额、苏州昶众34.05%的份额;公司董事、副总经理胡维先生通过持有苏州昶众0.03%的份额;公司监事会庄瑞芬女士分别通过持有苏州昶恒2.03%的份额、苏州昶众3.25%的份额;公司监事徐静女士通过持有苏州昶众1.34%的份额;公司监事吕萍女士通过持有苏州昶众1.56%的份额;公司副总经理梅嘉欣先生分别通过持有苏州昶恒14.88%的份额、苏州昶众6.68%的份额;公司副总经理张辰良通过持有苏州昶众17.81%的份额;公司财务总监钱祺凤女士通过持有苏州昶众1.78%的份额,从而间接持有敏芯的股份。

核心团队产业经历丰富稳定,深耕MEMS传感器领域多年。董事长兼总经理李刚与董事长兼副总经理胡维自年起就任职于敏芯;核心团队基本具有20年以上的半导体相关从业经验,经验丰富加团队稳定助力公司快速发展。

公司设立多家子公司,深度布局MEMS传感器的研发、应用以及封装测试业务,助力公司构建MEMS传感器的全产业链。其中昆山灵科传感技术有限公司主要负责公司汽车、工控、医疗等领域压力传感器及模组的研发与销售;苏州德斯倍电子有限公司主要负责公司部分MEMS传感器的封装和测试;苏州芯仪微电子科技有限公司布局ASIC专用集成电路芯片的设计;威海中宏微宇科技有限公司主要从事计算机软硬件及外围设备制造。

1.4.下游客户:坚持“大客户”战略,客户集中度不断降低

公司主要客户较为稳定,客户以经销商为主,产品最终被多家知名企业采用。公司前五名客户均为经销商,经销商向公司采购后再将产品销售给国内外知名的消费电子品牌厂商或ODM厂商。公司前五名客户的主要终端客户包括小米、传音控股、TCL通力、小芦科技、龙旗科技和中诺通讯等,产品最终应用在华为、传音、小米、百度、阿里巴巴和联想等品牌的智能手机、笔记本电脑和智能音箱等产品中。

前五大客户占比逐年递减,客户集中度风险不断降低。-年公司对前五大客户销售收入合计占当期营业收入的比例分别为64.50%、61.52%、55.39%和45.67%,公司客户的集中度在逐年下降,客户集中度风险不断降低。

开拓市场潜力,坚持“大客户”战略,进一步提高市场占有率。公司为提高市场占有率,获取新增客户及订单数量,公司灵活调整销售策略,积极开发潜在客户。公司通过华勤、龙旗、天珑、中诺等各大知名ODM厂商,不断提高公司硅麦产品在ODM端的市占率,并配合各大全球知名手机消费类电子品牌厂商对公司业务资质、技术能力、产品性能、研发管理与质量体系、成本竞争力、交付能力等一系列综合考核,努力成为各大品牌的合格供应商,直接进入其供应链体系,为公司后续扩大市场份额打下坚实的基础。公司积极开拓智能电视、扫地机器人等智能家居产品以及笔记本电脑等市场机会,并逐渐在知名品牌客户端获得产品导入,应用场景进一步得到拓展。

1.5.财务分析:收入稳定增长,研发投入逐年增加

主营业务收入持续稳定增长,紧抓AIOT等下游新机遇快速成长。-年H1,公司主营业务收入分别为1.13亿元、2.53亿元、2.84亿元、3.30亿元和1.85亿元。年、年和年分别同比增长.41%、12.41%和16.06%,收入规模增长较快,主要原因系经过多年的研发投入和技术积累,公司MEMS传感器芯片技术及商业模式逐步成熟,公司及时抓住智能家居、可穿戴设备等新型语音交互终端下游市场迅速发展的机遇,产品应用领域不断扩大,推动公司MEMS传感器销量及收入快速增长。年H1主营业务收入同比增长44.35%,主要系公司顺应市场需求、不断提升公司产品品类和性能,加强市场开拓,从而销售量大幅增加所致。

按产品组成来看,公司营业收入主要来源于MEMS声学传感器,出货量全球第三,各项产品营收占比相对平稳。MEMS声学传感器是公司最早开始进行芯片设计和生产工艺研发、供应链工艺导入和大规模量产的产品,因此-年H1,公司MEMS声学传感器收入占主营业务收入的比例分别为88.63%、91.22%、90.07%、88.16%和83.70%,保持相对平稳,是公司的主要产品类型。公司生产的MEMS声学传感器出货量位列世界前列,根据IHSMarkit的数据统计,年公司MEMS声学传感器出货量全球排名第四;根据Omdia的数据统计,年MEMS声学传感器中MEMS芯片的出货量,全球排名第三。随着物联网和人工智能技术的快速发展,智能家居、可穿戴设备、智慧城市等新兴应用领域不断涌现,智能音箱、智能遥控器、耳机等智能终端需求不断增长,MEMS声学传感器也拥有了更多的应用场景和市场需求,支撑公司主营业务收入稳定增长。

MEMS声学传感器贡献了大部分毛利,主营业务表现突出。-年,综合毛利分别为4,.51万元、11,.02万元、10,.60万元和11,.41万元。综合毛利主要来源于主营业务收入,主营业务毛利占综合毛利比例超过99%。而主营业务毛利主要来自于MEMS声学传感器产品,-年,MEMS声学传感器产品毛利分别为4,.75万元、10,.37万元、10,.09万元和.66万元,占主营业务毛利比例分别为90.00%、93.93%、91.96%和87.04%。

产品综合毛利率存在小幅波动,主要受到MEMS声学传感器成本与价格的影响。-年,综合毛利率分别为39.50%、44.03%、38.62%和35.48%,综合毛利率变动主要受主营业务毛利率影响,主营业务毛利率的变化主要受MEMS声学传感器的毛利率变化影响。年,MEMS声学传感器毛利率为45.33%,较年上升了5.22个百分点,主要原因是产品单价上升幅度大于单位成本。

受市场需求影响,公司高性能麦克风销售收入占比提升,这种产品采用了需要更多封装材料的封装工艺,封装加工单价一般较普通产品高10%-20%。年,MEMS声学传感器毛利率为39.43%,较年下降了5.91个百分点。主要原因为提升品质管控、建立自主测试生产线增加了产品成本,同时市场需求的变化使低价产品销量占比增加,降低了整体价格。年,MEMS声学传感器毛利率为35.03%,较年下降了4.40个百分点。主要是产品细分结构有所调整及竞争激烈原因综合导致。

-年H1,公司的净利润经历了高速增长和因疫情与股份支付受挫的过程,目前已出现好转迹象。-年净利润增长较快,彰显强劲盈利能力。-年,净利润分别为1,.08万元、5,.75万元和6,.46万元,公司收入和净利润规模增长较快,主要得益于如下因素:

1)公司为Fabless模式半导体芯片设计公司,芯片的研发与设计技术含量高、专业性强,在整个半导体行业具有较高附加值,Fabless模式半导体芯片设计公司通常具有较好的盈利能力。2)公司高性能MEMS声学传感器顺应了智能音箱等智能家居产品对远场语音交互的需求,公司售价较高的高性能MEMS麦克风销售收入占比提升。3)公司与客户及供应商良好的合作关系。公司晶圆的主要供应商为中芯国际、中芯绍兴和华润上华,封装代工厂主要为华天科技,均是国内半导体加工行业的知名企业。公司凭借较高的产品性能和性价比与众多客户已经形成长期稳定的合作关系,产品最终被华为、传音、小米、百度、阿里巴巴、联想索尼、LG等品牌产品采用。

后疫情时代净利润反弹,显示较强韧性。年,新冠疫情对全球经济和整个行业造成的巨大冲击,公司上半年度营业收入与年相比有所下滑。在此背景下,公司积极采取措施应对疫情影响,在第三季度、第四季度迎来明显反弹,最终实现营业总收入3.30亿元,同比增长16.21%。同时,年内由于新的子公司投入运营、IPO及诉讼相关中介费用、新的自有封装测试产线投入运营且前三季度尚处于产能爬坡和良率提升的过程、公司为大客户多品类发展战略储备了较多中高级管理人才等原因,费用增长较多,导致归属于母公司所有者的净利润4,.61万元,同比减少30%。

年H1,公司积极顺应下游市场需求、提升公司的产品品类和性能,加强市场开拓,使得产品的销量大幅增加,营收快速增长。H1最终实现营业总收入1.87亿元,同比增长40.17%。同时,实现归属于上市公司股东的净利润1,.77万元,同比下降40.05%,主要原因系本期新增股份支付所致。如剔除股份支付费用影响,归属于上市公司股东的净利润为2,.13万元比同比增长51.39%。

公司三费占比水平总体较为平稳,管理费用占比较大且呈增长趋势。从费用率来看,公司三费率(销售、管理、财务)中销售费用占比较小且变动趋势平稳,管理费用占比较大且呈上升态势,财务费用自年起均为负值。年剔除股份支付的管理费用同比增长78.16%,主要原因系公司设立全资子公司德斯倍作为MEMS传感器的生产基地,新增加了厂房租赁和管理人员的招聘,使得租赁费和职工薪酬增加。

年管理费用3,.96万元,同比增长72.24%,主要原因为:1)子公司德斯倍开始投入使用,新增管理费用;IPO及知识产权维护等原因导致中介费用增加;2)员工股权激励导致的股份支付增加。年H1管理费用.47万元,同比增长.12%,主要系增加股份支付费用及专利维护费用所致。公司的财务费用自年起均为负值,主要原因为融资使货币资金增加,进而使利息收入增加,抵消利息支出和银行手续费等费用。

1.6.研发情况:核心技术不断完善,研发人员维持高增长

研发费用逐年提升,高于同行业可比公司平均水平,为维持技术优势奠定基石。公司专注于MEMS传感器的自主研发与设计,经过多年的研发投入,公司完成了MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各生产环节的基础研究工作和核心技术积累,并帮助国内厂商开发了MEMS制造工艺,搭建起本土化的MEMS生产体系。

-年H1,公司研发费用合计分别为1,.12万元、2,.49万元、3,.04万元、4,.34万元和.46万元,占营业收入的比重分别为14.10%、10.84、12.56%、12.74%和15.71%。公司以芯片设计研发为基础,为维持技术优势和产品竞争力,持续加大研发投入。公司年开始与中芯绍兴合作,向其支付了工艺开发和设备调试费用,使得年公司研发服务费较高。年,公司研发费用率有所上升,与可比公司平均水平接近。年公司持续增加研发投入,研发费用率提升至12.74%。

截至年6月30日,公司共拥有境内外发明专利43项、实用新型专利85项,正在申请的境内外发明专利项、实用新型专利项。公司依靠核心技术自主研发与生产的MEMS声学传感器产品在产品尺寸、灵敏度、灵敏度公差等多项指标上处于行业先进水平,并在业内率先推出采用核心技术生产的最小尺寸商业化三轴加速度计。年H1,研发投入较上年同期增加81.32%,主要是因为研发薪酬和研发用材料增加较多。其中,研发薪酬增加主要原因系研发人数同比增加48.57%,且人均薪酬增加24.75%。研发用材料增加主要原因系年同期因疫情原因使部分研发项目推迟,导致研发材料投入减少,今年研发项目均按计划推进,所以研发材料投入增加较多。

研发策略:选择下游器件和模组市场容量或潜力较大的MEMS芯片种类研发+保持每年30%-40%的研发人员增幅。公司制定了成为“行业领先的MEMS芯片平台型企业”的发展目标,从芯片上游溯源,选择下游器件和模组市场容量或潜力较大的MEMS芯片种类进行研发,自芯片端确定研发方向,再根据下游应用场景的需要,有针对性的在封装和测试端进行后段研发。面对国内激增的MEMS传感器市场需求,公司制定了较为积极的研发计划,为配合整体研发进度,公司自年开始三年内每年将保持研发人员人数30-40%的增幅。

研发进展:

1.声学MEMS芯片及传感器继续开发高信噪比、AOP更高的产品

在MEMS声学传感器领域,公司继续开发高信噪比、AOP更高的产品以适应智能手机、TWS耳机、智能家电应用的需求。公司在年全面完成了低应力SiN工艺平台的搭建,低应力SiN工艺平台有助于实现芯片的更高信噪比、更高可靠性以及更小面积。在低应力SiN工艺平台的支持下,公司后续芯片研发的周期可以有效缩短一半。

根据TWS耳机发展趋势,开展研发骨传导麦克风,已完成工程送样。公司根据TWS耳机发展的趋势,进行基于自有技术基础上的骨传导麦克风的研发,该方案与国外已有骨传导麦克风方案相比具有突出的优势,公司新开发的骨传导传感器-MSBS荣获“年中国IC设计成就奖之年度最佳传感器”,目前已完成工程送样,正在与TWS主芯片厂商配合进一步优化产品性能过程中。

2.压力传感器芯片及传感器、模组,已应用于电子烟产品

在MEMS压力传感器领域,公司开发了适合消费类的SOI以及工控类的Si-Glass压力传感器工艺平台。在该平台基础上开发了尺寸为1.0*1.0mm的全新血压计芯片,同时提高了良率指标,并在此工艺平台基础上开发了防水气压计;在前述工艺平台基础上还开发了适合工业应用的更高量程(1~3MPa压力)的压力芯片,后续还将在此平台基础上继续开发更多量程的压力芯片以满足不同应用的需求。公司完成了测试小于Pa压力的微差压传感器的开发工作,该产品已应用于电子烟产品。

3、惯性传感器芯片,未来将开展车用惯导模组的研发

由于年公司惯性传感器芯片的晶圆代工平台发生变化,当年公司完成新的惯性传感器芯片工艺平台的导入工作,并在持续优化工艺和提升良率中,计划在年全面建立并稳定惯性传感器芯片的工艺平台。虽然工艺平台发生变动,但公司仍然完成了1mm*1mm加速度计传感器芯片的研发工作,并已开始陀螺仪的前道研发。未来将开展车用惯导模组的研发。

4、压感传感器芯片,年上半年持续优化产品性能及配合客户验证中

公司是全球最早开发压感传感器芯片的企业之一。在Airpods带动压感传感器芯片的应用之后,公司也顺势对原有压感传感器芯片进行了优化,并进行了该类芯片在TWS耳机上的产品应用定义。年上半年持续优化产品性能及配合客户验证中。

5、流量传感器芯片及模组,预计明年可以实现大批量量产

公司建立了流量传感器芯片工艺平台,在此平台基础上大流量传感器芯片目前已开发成功,为后续不同量程传感器的开发奠定了基础;目前,大流量传感器芯片已获得客户认可,开始小批量出货,预计明年可以实现大批量量产。后续公司将开始小流量传感器芯片及模组的研发。年上半年流量芯片已开始出货,同时开始开发更多量程的系列产品以扩大范围。

6、热电堆传感器芯片及阵列,目前已开始小量出货

公司看好热电堆传感器芯片未来在消费电子领域将产生新的应用场景,因此投入研发力量,完成了热电堆芯片工艺平台的搭建,实现了当年研发、当年出货,目前已开始小量出货,同时研发上仍在不断优化提升产品性能。

2.MEMS市场:下游应用促进市场扩张,行业呈现新的发展趋势

AIOT带动MEMS市场高速起量,汽车电子、智能制造、智能医疗等前景可期。MEMS是融合了微型机械系统和半导体加工技术的智能系统,具有微型化、重量低、功耗低、成本低、功能多等竞争优势。MEMS行业主要有两种经营模式IDM和Fabless,在第三方晶圆制造和封测厂商快速增加、下游应用扩展推动芯片设计创新空间扩大的背景下,Fabless模式已逐渐成为主流。受益于下游应用扩展,MEMS市场迎来新的增长机遇。在消费电子领域,5G换机潮有望提升智能手机需求,单部手机MEMS传感器数量预计将不断增加;智能家居和可穿戴设备的兴起也将有效扩大MEMS传感器的市场空间。汽车电子是MEMS产品的第二大市场,汽车自动化程度提高和政府推出的汽车安全规定也给MEMS传感器的应用带来机遇。智能制造和医疗领域同样存在较大市场机会。

2.1.MEMS:以半导体制造技术为主体的先进制造技术平台

MEMS工艺将机械系统微型化后,利用半导体加工技术将微型机械系统和集成电路固定在硅晶圆上,MEMS全称为Micro-ElectroMechanicalSystem,即微机电系统。它是集微型传感器、执行器、机械结构、电源能源、信号处理、控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微米或纳米级器件或系统。简而言之,MEMS工艺就是将传统机械系统的部件微型化后,利用半导体加工技术将微型机械系统和集成电路固定在硅晶圆上,然后根据不同的应用场景采用特殊定制的封装形式,最终切割组装形成硅基换能器。

MEMS产品主要可以分为MEMS传感器和MEMS执行器,MEMS传感器占据大部分市场份额。其中传感器是用于探测和检测物理、化学、生物等现象和信号的器件,而执行器是用于实现机械运动、力和扭矩等行为的器件。MEMS传感器一般由MEMS芯片和与之配套的ASIC芯片构成,其工作原理为:MEMS芯片采用半导体加工技术在硅晶圆上制造出微型电路和机械系统,将接收的外部信号转化为电容、电阻、电荷等信号变化,ASIC芯片再将上述信号变化转化成电学信号,最终通过封装将芯片保护起来并将信号引出,从而实现外部信息获取与交互的功能。

根据采集外界数据的原理,MEMS传感器可以分为物理传感器、化学传感器和生物传感器,其中每一种又有很多细分方法,种类数以万计。MEMS行业就芯片的种类而言,具有较高的集中度,年,惯性、射频、压力、声学、流量控制、光学、红外等七大类MEMS传感器在整个MEMS传感器市场总量的占比分别为27.7%、19.2%、14.3%、10.6%、9.4%、5.4%、4.5%,合计占比超过90%。

MEMS具有微型化、集成化、多学科交叉和工艺复杂的特点。MEMS器件体积小,以毫米甚至微米为计量单位,重量轻、耗能低;机械部件具有惯性小、谐振频率高、响应时间短等优点。单颗MEMS往往在封装机械传感器的同时,还会集成IC芯片用以MEMS控制和数模转换;不同的封装工艺可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,形成复杂的微系统。MEMS是一门交叉学科,产品的研发与设计需要机械、电子、材料、半导体等跨学科知识以及机械制造、半导体制造等跨行业技术的积累和整合;MEMS行业的研发设计人员需要具备上述专业知识技术的深入储备和对上下游行业的深入理解,才能设计出既满足客户需求、适合供应商实际加工能力的产品。MEMS产品种类丰富、功能各异,工艺研发过程中呈现出“一类产品,一种制造工艺”的特点。

2.2.MEMS产业链:Fabless模式为主流,MEMS代工快速扩张

MEMS行业主要有IDM和Fabless两种经营模式,以敏芯为代表的Fabless已经演进为主流商业模式。IDM模式为垂直整合元件制造模式,企业能够独立完成芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各生产环节。全球范围内很多成立时间较早的大型半导体企业均采用了IDM模式,如英特尔、德州仪器、英飞凌和意法半导体等。Fabless模式指无晶圆厂模式,该模式下芯片设计企业主要从事芯片的设计与销售,将晶圆制造、封装、测试等生产环节交由第三方晶圆制造和封装测试企业完成。在第三方晶圆制造和封测厂商快速增加、下游应用扩展推动芯片设计创新空间扩大的背景下,Fabless模式已逐渐成为半导体行业的主流商业模式。

代工厂与MEMS产品设计公司合作开发产品的商业模式将成为未来的主流。MEMS产业链由芯片设计企业、晶圆制造厂商、封装测试厂商和终端应用企业构成,也包括能独立完成各个环节的大型IDM厂商。芯片设计企业专注于MEMS芯片及其产品结构的设计,完成设计后交由第三方晶圆厂生产制造出MEMS芯片,经过封装测试后实现向消费电子、汽车、医疗和工控等应用领域客户的出货。除上述专注于各环节的专业厂商外,MEMS行业还存在博世、意法半导体等大型IDM厂商,这些公司能够自行完成芯片设计、晶圆制造和封装测试等主要研发和生产环节。

目前市场中,一方面IDM企业受到来自升级产业线以及降低成本维持利润的双重压力,市场中已出现IDM企业将制造环节外包的情况;另一方面,MEMS产品应用的高速式增长需要不同领域、不同行业的新兴MEMS公司参与其中,但巨额的工厂建设投入、运维成本以及MEMS工艺开发、集成的复杂性却形成了较高的行业门槛,阻碍了市场的持续扩张。在此背景下,纯MEMS代工厂与MEMS产品设计公司合作开发产品的商业模式将成为未来行业业务模式的主流。

MEMS制造上连产品设计,下接产品封测,是MEMS产业链中必不可少的一环。类似于传统集成电路行业发展趋势,MEMS产业设计与制造分立、制造环节外包的商业模式已非常成熟。MEMS代工分为纯MEMS代工、IDM企业代工和传统集成电路MEMS代工。纯MEMS代工企业不提供任何设计服务,仅根据客户提供的设计方案进行工艺制成开发和代工生产,代表企业有TeledyneDalsa、IMT等;此类企业有标准化的工艺模块、技术储备充足,可以有效缩短开发周期、降低开发成本。

IDM企业代工即IDM企业在满足自身晶圆制造需求后,把剩余的产能外包出去提供MEMS代工服务,代表企业有意法半导体、索尼等;这种代工模式具有成熟的技术,可以为客户提供涵盖全产业链的整套解决方案,但风险在于代工业务优先级在自营业务之后,稳定性无法保证,且可能存在知识产权风险。传统集成电路MEMS代工即传统集成电路企业以原有的CMOS生产线为基础,嵌套部分特殊的工艺技术,将就生产线转化为MEMS代工生产线,代表企业有TSMC、GF等;这种代工模式产能较大且可以将CMOS和MEMS工艺完美融合,但工艺开发难度大,小型MEMS设计公司可能因为样多量少而较难拿到订单。从趋势上看,全球MEMS代工业务,尤其是纯MEMS代工业务将会快速扩张;从结构上看,纯MEMS代工业务在MEMS代工业务中所占比重将继续提高。

封装测试是对MEMS产品成本有重要影响的关键生产环节,敏芯前瞻布局相关核心技术。由于MEMS产品应用领域多样且应用场景复杂,相应的封装形式也必须满足这些纷繁复杂的应用。因此,在MEMS产品量产化过程中,封装的成本比重已经越来越大,通常超过四成,再结合测试部分的成本,一般来说,后端的成本往往占据产品成本的大半,有的甚至超过七成,甚至八成。

因此,为了尽量适应各个领域的应用,以便尽可能形成大规模的批量生产,降低研发到市场的导入成本,整合MEMS产品的封装形式已经成为各大OSAT封装厂商(外包半导体封装测试厂)热衷于思考和探索的课题。目前,MEMS产业正向多传感器(现有的和新兴的传感器)集成方向前进,并形成三大类组合传感器,即:密闭封装(ClosedPackage)组合传感器、开放腔体(OpenCavity)组合传感器、光学窗口(Open-eyed)组合传感器。以满足基于惯性等机理开发的运动传感器、温湿度等环境传感器、以及与光学相关的传感器等各方面的应用需求。

敏芯前瞻布局核心封测技术:

1)晶圆级芯片尺寸封装惯性传感器技术:通过TSV(硅通孔)工艺,将MEMS芯片与ASIC芯片封装在一起,该技术可有效降低最终产品尺寸,满足客户需求。

2)压力传感器封装技术:开发了适合消费电子、汽车、工控、医疗等不同应用领域的封装技术,具有针对性的封装技术应用提高了产品的可靠性,降低了客户的使用成本。

3)OCLGA封装技术:公司自主研发的OCLGA封装技术相对于传统的前进音金属壳加PCB的封装形式,具有能进一步提高产品性能、提高可靠性同时有效提升产品信噪比以及便于客户集成等特点。

4)麦克风批量测试技术:自主开发的麦克风批量测试技术和测试设备系统能够有效提升麦克风产品的测试效率5)压力传感器批量测试技术:根据压力传感器产品的特点自行研发设计了适合批量测试的测试设备系统,缩小了测试设备的体积,提高了产品测试并行度和工作效率。

下游应用推动MEMS发展进程,AIOT+5G背景下将迎来较大发展机遇。MEMS技术于年代发明,最早在汽车和军工领域有部分应用。使用MEMS工艺制造的器件具有小型化、可智能化的特点,契合物联网中边缘端设备采集不同维度、海量数据过程中对低功耗、一致性高的需求。但在4G网络诞生以前,由于通信网络数据传输和承载能力有限,MEMS传感器的市场需求亦非常有限。年以来,随着以智能手机为代表的消费电子产品的快速普及和发展,MEMS商业化的进展明显加快。从而伴随着4G网络和智能手机的诞生,MEMS器件在过去十余年时间里有了非常显著的发展,广泛应用于消费电子、汽车电子、工业通信、医疗健康、国防与航空等多个领域。在5G乃至未来更快传输速度和更大承载量的数据网络支持下,万物互联具备了发展的基础,MEMS传感器和执行器担负着数据世界中比同人的感官和神经末梢的功能,将迎来较大的发展机遇。

MEMS市场增长迅速,各细分市场发展空间广阔。根据YoleDevelopment统计,年MEMS行业全球市场规模达到亿美元,年市场规模预计为亿美元,-年市场规模复合增长率预计可以达到7.2%。从细分市场来看,年市场规模前三名分别为频射传感器、压力传感器和惯性传感器。预计到年,未来这三种MEMS传感器产品市场都将保持较高速度的增长,频射传感器增速最快,市场规模将达到40.49亿美元,同比增长12%;压力传感器市场规模将达到23.62亿美元,同比增长4.9%;惯性传感器市场规模将达到21.27亿美元,同比增长6.0%。

从终端市场来看,消费电子是MEMS器件最大的市场车和工业也是非常重要的应用领域。根据YoleDevelopment统计,年全球用于消费电子的MEMS传感器市场规模为71.3亿美元,占比58.93%,汽车、工业MEMS传感器市场规模分别为20.3亿美元和14.7美元,占比分别为16.78%和12.15%。预计到年,消费电子领域MEMS传感器的市场规模将实现7.9%的增长率,汽车和工业领域的增长率分别为5.8%和6.0%。由此来看,汽车工业和消费类电子的市场已经发展的足够发达,成为了MEMS传感器的发展基础。未来,医疗、人工智能、物联网、智慧城市等应用领域智能现代化趋势明显,MEMS传感器的发展潜力很大。

敏芯将围绕传统消费电子(例如手机、电脑、耳机、手表等便携设备)、新兴消费电子(例如电子烟)、汽车、工业控制和医疗等下游市场,已经或即将开发和提供包括声学传感器、压力传感器、压感传感器、惯性传感器、流量传感器、微流控执行器、光学传感器等器件级产品,并针对下游市场需求,在丰富传感器产品类型的同时,还将提供包括惯导模组、车用各类压力模组、激光雷达模组等系统级产品。

2.3.1.消费电子:传统领域市场规模持续提升,AIOT等新兴市场充满机遇

智能手机是典型的传统消费电子产品,5G换机潮有望提升智能手机需求,单部手机MEMS传感器数量预计将不断增加。智能手机中使用的MEMS器件包括MEMS麦克风、3D加速器、RF被动与主动组件、相机稳定与GPS的陀螺仪、小型燃料电池与生化芯片等,应用最多的传感器是加速计、陀螺仪与MEMS硅麦克风,其中加速度计是该市场中第一大应用产品。而近期陀螺仪增长迅速,已经成为继加速度计后的第二大应用产品。

随着全球和国内5G建设的快速推进,未来5年内,智能手机有望迎来换机潮,市场规模将逐渐回暖。除了智能手机需求增长的预期外,随着电子产品智能化程度的提高,单部手机MEMS传感器数量预计将不断增加。根据YoleDevelopment的预测,单部智能手机的MEMS麦克风装机量从年单个系统安装2颗,增加到了最多安装5颗。单部智能手机上安装的MEMS传感器数量将会从年的12颗上升到年的20颗,智能手机对MEMS传感器的需求将进一步扩大。

AIOT包括智能家居和可穿戴设备等产品,市场规模与增速前景可期。与传统家居产品相比,智能家居产品通过增加传感器能够更好地应对用户的操作需要和适应环境的变化,包括监测光照、温度和湿度等环境因素,以及通过语音交互、生物识别、触控、体感等多种方式进行交互。例如智能音箱就是人们通过语音与智能家居产品进行沟通的重要载体。由于在与智能家居产品语音交互过程中,用户往往处于相对嘈杂的远距离场景中,所以一般需要多个MEMS麦克风组成的麦克风阵列来完成远场拾音和降低噪音等功能。智能可穿戴设备是可以穿戴在身上或整合到衣服配件中,且可以通过软件、云端进行数据交互的设备。通过安装MEMS麦克风、加速度计、陀螺仪、压力传感器等各类型的传感器,语音交互、运动监测和健康监测等功能得以在可穿戴设备上实现。

2.3.2.汽车电子:汽车智能化与安全标准助力MEMS器件高增长

汽车电子是MEMS产品最早的应用领域之一,目前也是仅次于消费电子的第二大市场,将伴随新能源汽车发展高速起量。MEMS传感器在汽车上应用的快速发展主要是受益于各国政府全面推出汽车安全规定(比如要求所有汽车采用TPMS系统)和汽车智慧化的发展趋势。比如:在自动变速箱中,加入MEMS传感器可以动态测量汽车上下坡时倾斜角度,实时调节传动比,防止因为人为判断或者操作的失误;主动控制系统在转弯时通过MEMS传感器测量角速度,可以知道方向盘打的够不够,主动在内侧或者外侧轮胎加上适当的刹车以防止汽车脱离车道;在车内空气净化系统里,加入MEMS传感器,可以实时检测车内空气,控制系统智能调节空气净化器,保持车内空气清新。此外,新能源汽车市场的发展也有可能为MEMS器件发展提供机遇。近年来,新能源汽车在中国的销量增长已超过燃油车。

2.3.3.工业通信与医疗:智能制造与医疗应用加速MEMS成长

工业与通信领域也存在广阔的新兴传感器应用空间。目前常见的工业与通信类MEMS器件包括压力传感器、非制冷红外探测仪、喷墨打印头、陀螺仪、加速度计、流量计和微针等,其中压力传感器和惯性传感器在整个工业与通信MEMS产品结构中占据了三分之一以上的份额。随着《中国制造》和十三五相关产业规划的发布实施,“智能制造”已经上升到国家意志层面,而智能感知与控制相关产业作为智能制造的核心环节,将受益于制造产业智能化升级的浪潮。据YoleDevelopment统计与预测,年全球工业MEMS传感器市场规模为14.7亿美元,年市场规模预计为21.0亿美元,-的年复合增长率预计为6.0%。

医疗应用MEMS市场高速成长。MEMS传感器被广泛应用于生物和医疗电子产品中,如心脏起搏器、精密手术仪器、医疗机器、仿生眼、智能假肢、血糖仪、数字血压计、血气分析仪、数字脉搏、心率监视器、数字温度计、怀孕测试仪、透皮给药系统、透析系统和氧浓缩器等。压力传感器、微流控、流量计、微麦克风和加速度计在医疗类MEMS市场中占据主要份额。在保障设备安全性的前提下,MEMS器件可以提升医疗器械的敏感度、精确度,提高设备的自动化、智能化和可靠性水平。同时,MEMS技术可以把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,制造出新型微医疗仪器。据YoleDevelopment统计与预测,年全球医疗MEMS传感器市场规模为8.0亿美元,年市场规模预计为11.8亿美元,-的年复合增长率预计为6.7%。

2.4.技术发展趋势:集成化、智能化、低能耗、小型化

从目前全球的发展趋势来看,汽车工业和消费类电子的市场已经发展的足够发达,成为了MEMS传感器的发展基础。未来,医疗、人工智能、物联网、智慧城市等应用领域智能现代化趋势明显,MEMS传感器的发展潜力很大。MEMS行业未来的技术发展趋势:

(1)MEMS和传感器多项功能高度集成化和组合化。由于设计空间、成本和功耗预算日益紧缩,在同一衬底上集成多种敏感元器件、制成能够检测多个参量的多功能组合MEMS传感器成为重要解决方案。

(2)布局传感器智能化及边缘计算。软件正成为MEMS传感器的重要组成部分,随着多种传感器进一步集成,越来越多的数据需要处理,软件使得多种数据融合成为可能。MEMS产品发展必将从系统应用的定义开始,开发具有软件融合功能的智能传感器,促进人工智能在传感器领域更广阔的应用。

(3)降低传感器功耗,增加续航时间。传感器低功耗及自供能需求日趋增加,随着物联网等应用对传感需求的快速增长,传感器使用数量急剧增加,能耗也将随之翻倍。降低传感器功耗,采用环境能量收集实现自供能,增强续航能力的需求将会伴随传感器发展的始终,且日趋强烈。

(4)从MEMS向尺寸更小的微纳NEMS演进。随着终端设备小型化、种类多样化,推动微电子加工技术特别是纳米加工技术的快速发展,智能传感器向更小尺寸演进是大势所趋。与MEMS类似,NEMS(纳机电系统)是专注纳米尺度领域的微纳系统技术,只不过尺寸更小。

(5)布局可靠性更高,良率更高的新敏感材料。薄膜型压电材料具有更好的工艺一致性、更高的可靠性、更高的良率、更小的面积,可用于MEMS执行器、扬声器、触觉和触摸界面等。未来MEMS器件的驱动模式预计将从传统的静电梳齿驱动转向压电驱动。

(6)布局更大的晶圆尺寸。相比于目前业界普遍应用的6英寸、8英寸晶圆制造工艺,更大的晶圆尺寸能够很大程度上降低成本、提高产量,并且晶圆尺寸的扩大与芯片特征尺寸的缩小是相应促进和互相推动的。例如,用12英寸晶圆工艺线制造的MEMS产品已经出现。

公司声学传感器业务有望继续扩张,同时在压力传感器领域,电子烟的芯片或打开公司新的增长曲线。敏芯一直秉承从芯片设计、芯片制造工艺、封装结构设计、封装工艺发、晶圆及成品检测的全产业链研发战略。创造性地形成了以MEMS销售为主,并深度参与晶圆制造与封装测试的新模式,很好地适应了MEMS行业的技术特点与发展趋势。同时本土化的产业链也给企业带来了安全稳定、快速反应、高性价比等优势。

3.技术创新构建核心竞争力,全产业链研发全面布局

3.1.发展定位:MEMS技术平台型企业,积极进行商业模式创新

行业核心竞争壁垒与市场结构促使敏芯定位为MEMS技术平台型企业。MEMS本质上是一种微制造技术,芯片结构设计与工艺实现之间密不可分,二者同时构成MEMS企业的核心竞争壁垒。公司从成立伊始就紧紧围绕芯片端的上述核心竞争要素进行研发并建立了突出优势。MEMS行业就芯片的种类而言,具有较高的集中度,根据这一特点,敏芯制定了成为“行业领先的MEMS芯片平台型企业”的发展目标,从芯片上游溯源,选择下游器件和模组市场容量或潜力较大的MEMS芯片种类进行研发,自芯片端确定研发方向,再根据下游应用场景的需要,有针对性的在封装和测试端进行后段研发。

工艺定制化的特点决定了MEMS传感器设计厂商需要深度参与生产工艺的研发。由于集成电路的制造和封装工艺均为标准工艺,从事大规模集成电路产品的设计企业只需要专注于芯片的设计和销售工作,而把生产环节全部通过委外完成。与之不同,MEMS传感器芯片是极微小化机械系统和集成电路的集合体,具有一条产品线一种生产工艺的特点,工艺定制化特征较为明显。MEMS传感器的领先厂商需要完成极微小化机械系统和集成电路的设计,也同时需要开发生产制造中各环节的相关工艺。

敏芯确定了符合MEMS传感器设计厂商投资能力的经营模式,专注研发与营销的同时深度参与工艺开发。深度参与供应商的工艺开发流程,帮助供应商根据其已有工艺能力开发适合的生产工艺,同时据此调整MEMS传感器芯片的设计路线,并不断根据产品的技术更新迭代情况对供应商的工艺流程做出调整和优化,同时保留部分投资强度较小但亦属于关键环节的晶圆测试和成品测试环节在公司内部完成,或自主设计测试设备的测试系统并将设备加密处理后委外完成。

3.2.产业链布局:坚持全产业链研发,绑定国内优质厂商

3.2.1.全产业链研发是MEMS行业的一大核心

MEMS行业的如下特点决定了全产业链研发的必要性:

跨行业知识与技术的综合运用。MEMS是一门交叉学科,MEMS产品的研发与设计需要机械、电子、材料、半导体等跨学科知识以及机械制造、半导体制造等跨行业技术的积累和整合。MEMS行业的研发设计人员需要具备上述专业知识技术的深入储备和对上下游行业的深入理解,才能设计出既满足客户需求,又适合供应商实际加工能力的MEMS产品,因此对研发人员的专业知识和行业经验都提出了较高的要求。

各生产环节均存在技术壁垒。与大规模集成电路行业相比,MEMS产品的研发步骤更加复杂,除了完成MEMS传感器芯片的设计外,还需要开发出适合公司芯片设计路线的MEMS晶圆制造工艺。在晶圆制造厂商缺乏成熟的MEMS工艺模块的情况下,公司需要参与开发适合晶圆制造厂商的制造工艺模块,即使在晶圆制造厂商已经具备成熟制造工艺模块的情况下,公司也需要根据公司的芯片设计路线确定每款芯片的具体工艺流程。由于MEMS传感器需要与外界环境进行接触,感知外部信号的变化,所以需要对成品的封装结构和封装工艺进行研发与设计,以降低产品失效的可能性。由于MEMS传感器承担了对外部信号的获取和转换等功能,下游应用场景多样,产品内部的极微小型机械系统对外界应用环境相对敏感,因此公司还需要负责MEMS专业测试设备系统和测试技术的开发,以满足MEMS传感器产品性能和质量测试的需求。

技术工艺非标准化。MEMS传感器具有一种产品一种加工工艺的特点。MEMS传感器产品种类多样,各种产品的功能和应用领域也不尽相同,使得各种MEMS传感器的生产工艺和封装工艺均需要根据产品设计进行调试,晶圆和成品的测试过程也采取非标准工艺,因此MEMS传感器产品不存在通用化的技术工艺,需要从基础研发开始对产品设计、生产工艺、设备开发和材料选取等各生产要素经历长时间的研发和投入,并在大量出货的过程中不断对上述生产要素进行完善和优化。

3.2.2.专利分布全产业链,把握各环节核心技术

公司专注于MEMS传感器的研发与设计,并从事部分晶圆测试等生产工序,子公司开始贡献封装和测试的产能。但晶圆制造和部分封装等主要生产环节仍由专业的晶圆制造和封装厂商完成。敏芯在MEMS全产业链均有技术专利分布:

芯片设计——MEMS芯片需要结构设计与工艺设计并重:

1)芯片设计中的DFM模型:公司自主研发的该模型可准确的预测产品性能及其偏差分布,可有效降低投片试样的成本。

2)微型麦克风芯片设计技术:自主芯片设计技术使得公司持续缩小了MEMS麦克风的芯片尺寸,在保证产品性能的基础上降低成本。

3)对颗粒不敏感的芯片技术:独特的芯片结构设计技术使得产品对颗粒不敏感,提高了产品可靠性以及对环境的不敏感性。

晶圆制造——制造工艺决定了芯片性能的可行性:

1)SENSA工艺:相对于传统的压力传感器芯片制造工艺,SENSA工艺可以减少芯片30%以上的横向尺寸和25%以上的厚度,从而降低产品成本,提升产品性能,并拓宽了产品的应用范围。

封装技术——研发领域覆盖封装结构、封装工艺与封装材料:

1)OCLGA封装技术:公司自主研发的OCLGA封装技术相对于传统的前进音金属壳加PCB的封装形式,具有能进一步提高产品性能、提高可靠性同时有效提升产品信噪比以及便于客户集成等特点。

2)WLCSP封装技术:公司在全球范围内率先推出最小尺寸WLCSP三轴加速度传感器,将产品尺寸减小到1.mm*1.mm。WLCSP是一种晶圆级封装技术,采用这种封装技术可以减少传统的封装工艺步骤,并且可以将产品尺寸大幅缩小到采用传统封装技术的四分之一,从而满足了TWS耳机等消费类电子产品对内部器件越来越小和越来越薄的要求。

3)压力传感器封装技术:开发了适合消费电子、汽车、工控、医疗等不同应用领域的封装技术,具有针对性的封装技术应用提高了产品的可靠性,降低了客户的使用成本。

测试技术——自主测试系统持续迭代更新:

1)麦克风批量测试技术:自主开发的麦克风批量测试技术和测试设备系统能够有效提升麦克风产品的测试效率

2)压力传感器批量测试技术:根据压力传感器产品的特点自行研发设计了适合批量测试的测试设备系统,缩小了测试设备的体积,提高了产品测试并行度和工作效率。

公司晶圆的主要供应商为中芯国际、中芯绍兴和华润上华,封装代工厂主要为华天科技,均是国内半导体加工行业的知名企业,公司也是华润上华和华天科技MEMS制造业务中最大的客户。公司本土化的经营模式使公司在产品成本与性价比、供应商协同合作和客户支持与服务等方面具有明显优势:

客户支持与服务优势。与国内通过采购国外芯片再封装测试并出售MEMS传感器成品的企业相比,公司拥有MEMS传感器芯片的自主芯片设计和工艺研发能力。作为本土的MEMS传感器芯片设计公司,公司能够根据客户需求和行业发展趋势及时和快速地调整产品设计和研发方向,根据客户需要提供顺应下游市场发展趋势的产品,提升产品的市场竞争力。公司凭借芯片的自主研发设计能力和对客户需求的快速响应,在智能音箱和可穿戴设备等新兴应用场景兴起之初就与品牌厂商进行了深入交流,并在这些智能终端产生语音交互需求的第一时间就推出了相应的MEMS产品系列,快速占领了新兴应用市场。

供应商协同合作优势。公司在国内专业的晶圆供应商和封装代工厂需要形成MEMS生产制造和封装能力的第一时间就与其进行了合作,深度参与了其生产工艺的开发,并且随着公司出货量的迅速增长,公司已成为这些半导体制造企业的主要客户,与国内具备MEMS晶圆制造和封装供应能力的第三方厂商均形成了长期稳定的合作关系。

产品成本与性价比优势。公司自主研发设计MEMS传感器芯片,并通过向国内的晶圆制造和封装厂商导入MEMS生产加工技术,将晶圆制造、封装和测试等生产环节交由国内半导体制造厂商完成,与国外半导体厂商和声学器件制造商,以及主要依靠外购芯片的国内精密器件制造企业相比,公司产品具有一定的成本优势。自主研发的MEMS传感器在产品尺寸和多项性能指标上均处于行业先进水平,能够满足下游客户的应用需求。

3.3.未来增长点:声学传感器仍有增长潜力,电子烟有望成为营收新支柱

声学传感器是公司最主要的产品,出货量位居世界前列,仍有较大增长空间。因此公司在硅麦克风产品线的经营策略中持续贯彻以下三大战略:坚持大客户战略;加大新产品和新工艺研发力度以及持续优化供应链。对下游品牌客户而言,公司是国产MEMS芯片的领先厂商,且公司的全国产供应链优势为客户的供应链安全提供了坚实保障;此外,公司产品已累计出货超过10亿颗,且在芯片设计和工艺开发方面一直处于代际的领先地位,小尺寸、高性能芯片的成本优势在市场竞争中得到充分发挥,产品具有突出的性价比和质价比优势。基于上述因素和公司自有封装测试产线的投产,年公司的大客户开拓进展顺利,已陆续开展数家品牌消费电子厂商直接供应商的认证工作。

年上市后,敏芯加大压力传感器芯片的研发工作,开发4种应用于电子烟的芯片。

在微差压传感器的开发方面,公司在全球范围内率先围绕电子烟领域开发了4类包括流量计和流量开关在内的芯片,对应应用在高、中、低端电子烟产品,可以实现对电子烟的全市场覆盖。其中流量开关芯片预计未来将大范围取代目前已有的小型机械装置,现有的小型机械装置具有易漏油失效、一致性差、不能表面贴装导致无法自动化生产等固有缺陷,下游客户的替代需求强烈。流量开关芯片在电子烟中的颠覆性应用,类似于曾经在麦克风领域中MEMS声学传感器大范围取代传统的主流驻极体麦克风,这也是MEMS产品在物联网时代众多颠覆性应用场景的缩影之一。此外,公司创新性的使用差压传感器芯片为电子烟提供流量计功能,可以对电子烟内部气流大小等信息进行实时监测、采集和分档,从而获得吸烟力度和吸气量等信息,实现“大力吸大口烟”的效果,用户体验度大大好于传统电子烟产品。

全球电子烟市场发展潜力可期,敏芯有望抓住市场机遇,带动营收持续增长。根据蒸汽动态,-年全球电子烟销售额逐年增长,从年的92.7亿美元增长到年的.2亿美元,近五年复合增长率超过20%。主要是消费者对电子烟产品的接受程度不断提高、烟草公司的积极营销活动和电子烟产品的不断创新带动全球电子烟市场快速发展。与此同时,公司的差压传感器芯片已在电子烟高端品牌形成了小批量出货,年已与全球电子烟头部厂商建立战略合作关系,预计上述四类芯片在年将逐渐实现大批量出货,有可能成为企业新的营收支柱。

3.4.技术布局:MEMS微流控芯片+MEMS光学传感器

敏芯根据市场热点积极布局其他类型MEMS传感器的研发,着手改善产品结构,助力盈利能力持续增长。

1)MEMS微流控芯片:根据麦姆斯咨询的数据,喷墨打印头市场年的营收预计可达到33亿美元,MEMS微流控芯片为基础的喷墨打印头在整体喷墨打印头市场的份额将持续提升,MEMS喷墨打印头的国产替代需求较为强烈。此外微流控芯片也有医药相关市场的国产替代需求,在IOT领域也将出现新的应用场景。基于上述市场前景,公司计划增加微流控芯片团队开展对MEMS微流控产品的研发。

2)MEMS光学传感器:随着汽车智能化和工业制造智能化的推进,MEMS光学传感器在汽车和工控领域的应用场景将日趋丰富。自动驾驶等级从L2及L2.5向L3、L4进化的过程中,高级辅助驾驶系统及无人驾驶,正在为MEMS开辟新的赛道,注入增长动力。车用惯导是MEMS的主场,MEMSIMU具有独特的提供连续性导航的能力,即使进入隧道或地库,也能持续导航,且短时精度很高,长期精度取决于所选MEMSIMU的等级;MEMS激光雷达具有低成本、小型化优势,可以解决可靠性问题,是最被看好的量产车激光雷达方案之一。

在自动驾驶走向L3+的过程中,利用多传感器融合和人工智能技术实现对环境和自身的全方位感知,成为热门趋势。单个传感器特性突出,均不能形成完全信息覆盖,MEMS传感器与其他自动驾驶技术融合以形成高性能、低成本、差异化的系统级解决方案,减少通信损耗,提高响应速度,达到降低成本、提升整体效率是必然趋势。公司计划增加MEMS光学传感器研发团队,在MEMS微振镜和激光雷达系统产品方面开展前期研发。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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