In diesem Artikel wird hauptsächlich die MEMS-Sensorindustrie in China vorgestellt, die Schwierigkeiten und Schlüsselpunkte des MEMS-Ersatzes in China erörtert und Schlussfolgerungen und Lösungen gegeben.Dieser Artikel enthält viele lesenswerte Ideen. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die Forschungs- und Entwicklungskapazität der Unternehmen der Schlüssel zum Durchbruch der heimischen Substitution ist. Eine stabile Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und nachgelagerten Herstellern ist der Schlüssel für eine kontinuierliche Produktiteration. Eine starke Kapitalanerkennung ist auch eine der treibenden Kräfte für die schnelle Entwicklung des Unternehmens.

MEMS, kurz für Micro Electro Mechanical System, ist ein System, das Mikroschaltungen und Mikromaschinen entsprechend den funktionalen Anforderungen auf einem Chip integriert.

MEMS basiert auf Photolithographie, Korrosion und anderen traditionellen Halbleitertechnologien, integriert in Ultrapräzisionsbearbeitung und kombiniert mit Mechanik, Chemie, Optik und anderen Disziplinen sowie technischen Grundlagen, sodass ein Millimeter oder Mikrometer MEMS über genaue und vollständige mechanische und chemische Eigenschaften verfügt , optische und andere Eigenschaften der Struktur.

MEMS-Produkte können hauptsächlich in MEMS-Sensoren und MEMS-Aktoren unterteilt werden, wobei Sensoren zur Erkennung und Erkennung physikalischer, chemischer, biologischer und anderer Phänomene und Signale verwendet werden und Aktoren zur Erzielung mechanischer Bewegung, Kraft und Drehmoment sowie anderer Verhaltensweisen von Geräten verwendet werden.

FEIGE. 1 MEMS-Sensor und lokale Mikrovergrößerung

Quelle: Sadie Advisors

Der MEMS-Sensor ist ein Mikrosensor, der durch Mikroelektronik und mikromechanische Technologie hergestellt wird. Es gibt eine große Vielfalt an MEMS-Produkten und es handelt sich um die am häufigsten verwendeten MEMS-Produkte. Durch die Mikrosensorkomponenten und Übertragungseinheiten wird das Eingangssignal umgewandelt und in ein anderes überwachtes Signal exportiert.

Im Vergleich zu den mit herkömmlicher Technologie hergestellten Sensoren zeichnet es sich durch geringe Größe, geringes Gewicht, niedrige Kosten, geringen Stromverbrauch, hohe Zuverlässigkeit, Eignung für die Massenproduktion, einfache Integration und intelligente Realisierung aus.

MEMS-Sensoren sind weit verbreitet

Als Schlüsselgerät für die Informationserfassung und Interaktion spielen MEMS eine wichtige Rolle bei der Förderung der Miniaturisierung mechanischer Systeme. MEMS-Sensoren werden häufig in der Automobilelektronik, Unterhaltungselektronik, Luft- und Raumfahrt, Biomedizin, Industrie und anderen Bereichen eingesetzt.

Unterhaltungselektronik und Automotive sind die Hauptanwendungen von MEMS. Aus der Perspektive der globalen MEMS-Marktstruktur im Jahr 2019 ist die Unterhaltungselektronik mit einem Anteil von fast 60 % das Hauptanwendungsfeld; Mit einem Anteil von rund 19 % ist Automotive der zweitgrößte Anwendungsbereich. Bezogen auf die MEMS-Marktstruktur in China im Jahr 2019 machten Netzwerke und Kommunikation, Computer und Unterhaltungselektronik zusammen 50 % aus, während der Automobilsektor 29 % ausmachte.

Mit der weiteren Verbesserung der Durchdringungsrate von Fahrzeugen mit neuer Energie und der Entwicklung des Internets der Dinge machten Netzwerke und Kommunikation sowie die Automobilelektronik im Jahr 2019 mehr als die Hälfte der MEMS-Marktanwendungen aus. Mit der Einführung von 5G und intelligenten Netzwerken wird sich die Durchdringungsrate von MEMS weiter verbessern und der Marktraum in den oben genannten Bereichen wird voraussichtlich weiter geöffnet.

4. Dezember 2019 – MEMS-Entwicklung

Quelle: Yole Development, Guotai Junan Securities Research

Entwicklungsgeschichte von MEMS-Sensoren

In der ersten Phase von 1990 bis 2000 wurden MEMS-Sensoren zunehmend in der Automobilelektronik und in Anwendungen wie Airbags, Bremsdruck- und Reifendrucküberwachungssystemen eingesetzt. Diese gestiegene Nachfrage hat Unternehmen in Europa, Japan und den Vereinigten Staaten dazu veranlasst, MEMS-Sensoren für den Einsatz rund um Autos zu entwickeln und in Massenproduktion herzustellen.

Die zweite Phase von 2000 bis 2010 wurde durch das rasante Wachstum der Unterhaltungselektronik vorangetrieben. Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefone, Tablets und Laptops erfordern eine kleinere Größe und einen geringeren Stromverbrauch von MEMS-Sensorprodukten;

Die dritte Phase erstreckt sich von 2010 bis 2020. Mit der rasanten Entwicklung der Internet-of-Things-Branche verfügt die MEMS-Sensorbranche über enormen Entwicklungsspielraum. Neben Smartphones, Tablet-Computern und anderer Unterhaltungselektronik werden MEMS-Sensoren in großem Umfang in AR/VR, Smartwatches, intelligentem Fahren, intelligenter Logistik, intelligenter medizinischer Versorgung und anderen Bereichen eingesetzt.

Die vierte Stufe stammt aus dem Jahr 2020. Mit der Entwicklung des autonomen Fahrens, 5G und der Popularität des Internets der Dinge wird der Entwicklungsraum von MEMS weiter erweitert und die Leistung von MEMS-Sensorprodukten verbessert, um den Anforderungen kleinerer, kleinerer Unternehmen gerecht zu werden Energieverbrauch und höhere Leistung.

图6 MEMS传感器的发展阶段资料来源:爱集微,国泰君安证券研究
Die Branche tritt gerade in ihre Wachstumsphase ein

Aus Sicht der Marktgröße betrug die globale MEMS-Marktgröße im Jahr 2019 laut Yole-Statistiken und -Prognosen 11.5 Milliarden DOLLAR. Das Wachstum des Marktes verlangsamte sich im Jahr 2020 aufgrund von COVID-19, und der Markt wird sich ab 2021 erholen und bis 17.7 voraussichtlich fast 2025 Milliarden Dollar erreichen. Der cagR für 2019–2025 beträgt 7.4 %.

Vor dem Hintergrund der rasanten Entwicklung der Unterhaltungselektronik, der Automobilelektronik und der Industrie in China ist China das Land mit der am schnellsten wachsenden MEMS-Marktgröße in den letzten fünf Jahren und außerdem der weltweit größte Hersteller elektronischer Produkte. Mobiltelefone und Tablets haben eine sehr große Nachfrage nach MEMS-Produkten. Chinas Mobiltelefonlieferungen stehen weltweit an erster Stelle, und Anbieter von MEMS-Sensoren wie optischen Sensoren und Bewegungssensoren, die von der Mobiltelefonindustrie benötigt werden, betrachten China als den wichtigsten Markt.

Laut cCID Think Tank betrug die Größe des chinesischen Marktes im Jahr 60 etwa 2019 Milliarden Yuan, was etwa 54 % des Weltmarktes ausmacht. Der Inlandsmarkt wächst weiterhin schneller als der Weltmarkt, und es wird geschätzt, dass die Größe des chinesischen MEMS-Marktes im Jahr 100 2022 Milliarden Yuan überschreiten wird.

Abbildung 7. Die Größe des globalen MEMS-Marktes wächst schneller

Quelle: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

In Bezug auf die Produktstruktur sind die fünf MEMS-Sensorsegmente weltweit HF, Druck, Mikrofon, Beschleunigungsmesser und Gyroskop, die fast 65 % des Gesamtwerts ausmachen. Dieser Auftrag für den chinesischen Markt umfasst HF, Druck, Mikrofon, Trägheit und Beschleunigungsmesser, ähnlich dem globalen Markt.

Laut Yoles Prognose umfassen die Segmente der MEMS-Sensoren im Wert von über einer Milliarde US-Dollar bis 1 HF, Trägheitskombination, Ultraschall-Fingerabdruck, Druck, Mikrofon und Tintenstrahldruck.

9. September 2019 – MEMS-Entwicklung资料来源: Yole Development, 国泰君安证券研究

Aus der Perspektive von Anwendungsterminals, vorangetrieben durch das Internet der Dinge und den 5G-Ersatz von Mobiltelefonen, wird laut Yoles Prognose erwartet, dass die Größe des globalen Verbraucher-MEMS-Marktes von 6.87 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 auf 11.14 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 wachsen wird. Die AuEs wird erwartet, dass der mobile MEMS-Markt von 2.18 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 auf 2.6 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 wachsen wird, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 3 %, angetrieben durch die zunehmende Verbreitung intelligenter Fahrzeuge. Darüber hinaus steigt auch die Marktnachfrage in den Bereichen Industrie, Medizin, Kommunikation, Verteidigung und Luftfahrt.

Aus Sicht der Technologiereife steckt die Entwicklung der MEMS-Technologie in China noch in den Kinderschuhen. Was die Produktforschung und -entwicklung anbelangt, liegt China zwar bei der Zahl der Patentanmeldungen weltweit an dritter Stelle, die Qualität der Patente ist jedoch schlecht und es gibt nur wenige Kernpatente. Darüber hinaus handelt es sich bei den Einheiten, die Patente anmelden, hauptsächlich um Universitäten und Forschungsinstitute, die nur wenig industrialisiert sind und noch Errungenschaften transformieren müssen.

In Bezug auf Verpackung und Herstellung mangelt es in China an OEM-Erfahrung, und die Zuverlässigkeit und Ausbeute der von inländischen OEM-Unternehmen hergestellten MEMS-Sensoren kann die Anforderungen der Großserienproduktion nicht vollständig erfüllen, und es besteht immer noch eine gewisse Lücke Marktanwendung.

Was die Unternehmensgröße betrifft, handelt es sich bei den meisten inländischen Unternehmen um kleine und mittlere Unternehmen mit unzureichenden Mitteln und schlechter Fähigkeit, Talente anzuziehen, was zu schwachen wissenschaftlichen Forschungskapazitäten und Schwierigkeiten bei der Eröffnung von Kanälen für die Zusammenarbeit mit Universitäten und Forschungsinstituten führt.

In Bezug auf Geschäftsumfang und Gewinnniveau besteht immer noch eine offensichtliche Kluft zwischen inländischen Halbleiterunternehmen und führenden ausländischen Unternehmen. Broadcom, ein international führendes Unternehmen, erzielte im Jahr 22.597 einen Umsatz von 2019 Milliarden US-Dollar, was einer Bruttogewinnmarge von 55.2 % vom Umsatz entspricht. Im Jahr 2019 meldete STMICROELECTRONICS einen Umsatz von 15.416 Milliarden US-Dollar und eine Bruttomarge von 38.7 %. Mit einem Umsatz von 14.383 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 erzielte Texas Instruments in den letzten Jahren eine Bruttomarge von mehr als 50 Prozent oder sogar mehr als 60 Prozent.

Andererseits erzielte goer Shares, das führende inländische Unternehmen, im Jahr 2019 einen Betriebsumsatz von rund 5.068 Milliarden US-Dollar bei einer Bruttogewinnrate von nur 15.43 %. Im Gegensatz dazu besteht bei inländischen Unternehmen und ausländischen Giganten immer noch eine große Lücke bei Umsatz und Rentabilität.

图12 部分MEMS上市公司历史毛利率（%）资料来源: Wind, 国泰君安证券研究

Im Hinblick auf die Anzahl der Wettbewerber gibt es viele MEMS-Sensortypen und -Herstellungenrs. Im Jahr 2019 wird Chinas MEMS-Markt hauptsächlich von ausländischen Herstellern dominiert, mit Broadcom und Bosch, während andere große Wettbewerber STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, Qorvo usw. sind.

Auf amerikanische Hersteller entfiel mehr als die Hälfte, und europäische, amerikanische und japanische Hersteller sind im Bereich der MEMS-Chip- und MEMS-Herstellung relativ weit entwickelt. Auch den inländischen Wettbewerbern geht es gut. Goer wurde erstmals unter die Top 10 der weltweiten MEMS-Hersteller gewählt Mal im Jahr 2019 und Resound Technology belegte den 22. Platz. Im Gießereisektor belegte Si Microelectronics Holdings Silex den ersten Platz. Im Allgemeinen haben internationale Wettbewerber offensichtliche Vorteile, aber inländische Unternehmen holen immer schneller auf.

Abbildung 13: Die heimische MEMS-Sensorindustrie ist gerade in die Wachstumsphase eingetreten

Quelle: Guotai Junan Securities Research

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir auf der Grundlage der obigen Analyse der Marktgröße, der Technologiereife, des Betriebsstatus des Unternehmens, der Anzahl der Wettbewerber und anderer Aspekte zu dem Schluss kommen, dass sich die inländische Ersetzung der MEMS-Sensorindustrie noch in einem frühen Wachstumsstadium befindet und inländische MEMS-Unternehmen dies auch tun Wir beschleunigen, um mit den Branchenriesen gleichzuziehen. Mit der Entwicklung des Internets der Dinge, intelligenter Fahrzeuge und der 5G-Technologie wird die inländische MEMS-Sensorindustrie weiter wachsen, und es wird erwartet, dass sich das Tempo der inländischen Substitution beschleunigt.

Inländische MEMS-Hersteller verfügen über großen Entwicklungsspielraum

1. Nationale Richtlinien unterstützen nachdrücklich die Entwicklung der MEMS-Sensorindustrie

MEMS-Sensoren spielen eine sehr wichtige Rolle in modernen Technologien wie dem Internet der Dinge, intelligenter Fertigung, intelligenter Logistik usw. China ist der größte MEMS-Sensormarkt der Welt, und der MEMS-Sensormarkt in China ist hinsichtlich seiner Größe und Bedeutung eine besondere Aufmerksamkeit wert.

Das politische Umfeld für die Entwicklung der nationalen Sensorindustrie wird weiterhin optimiert. Mit der energischen Förderung der „Manufacturing Power Strategy“ und des Aktionsplans „Internet +“ wird die Bedeutung der Sensorik und Sensorindustrie immer stärker in den Vordergrund rücken. Es ist abzusehen, dass die Sensorik künftig die höchste Priorität bei der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie in China einnehmen wird.

表1 国家发布的部分MEMS传感器产业政策资料来源: 国务院, 国家发改委, 工业和信息化部, 国泰君安证券

2. Die Nachfrage aus nachgelagerten Märkten treibt das kontinuierliche Wachstum des MEMS-Industriemarktes voran

Der Unterhaltungselektroniksektor ist dank des wachsenden Marktes für Smartphones, Wearables und Smart Homes der Markt Nummer eins für MEMS. China, der weltweit größte Produktionsstandort für Elektronik, verbraucht fast die Hälfte aller MEMS-Geräte der Welt.

Das kontinuierliche Umsatzwachstum von MEMS-Produkten der Unterhaltungselektronik in China, wie etwa Smartphones und Tablets, hat das Wachstum der MEMS-Branche vorangetrieben, etwa bei Beschleunigungssensoren und Mikrofonen. Darüber hinaus wächst der MEMS-Markt in der Automobilelektronik mit der Entwicklung von intelligentem Fahren und Fahrzeugen mit neuer Energie rasant und liegt mit einem Marktanteil von 17.8 % im Jahr 2019 an zweiter Stelle.

Die Regierung unterstützt den 5G-Sektor nachdrücklich und China hat einen dynamischen Markt für die 5G-Industrie geschaffen. Investoren sind voller Zuversicht und Hoffnung in den 5G-Markt, der einen breiten Raum für die Förderung und Anwendung von 5G bietet.

5G ist die Grundlage des Internets von allem und beschleunigt auch die Entwicklung des Internets von allem. Das Internet der Dinge ist zur nächsten „Düse“ geworden, die von allen Branchen erwartet wird, und die globale Internet-der-Dinge-Branche entwickelt sich rasant. Chinas Internet-of-Things-Markt wächst schneller als der Rest der Welt und hat sich zum aktivsten Internet-of-Things-Anwendungsmarkt der Welt entwickelt. Ccid Consultants prognostiziert, dass Chinas 5G-Markt weiterhin mit hoher Geschwindigkeit wachsen wird.

Am 14. Januar 2020–2025 wurde die 5G-Prognose veröffentlicht资料来源:赛迪顾问,国泰君安证券研究

Im Bereich Internet der Dinge treibt der Markt das schnelle Wachstum des MEMS-Sensormarktes voran. MEMS-Sensoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbindung der analogen und digitalen Welt, und ihre Wahrnehmung und Datenerfassung der Umgebung ermöglichen uns ein objektives und umfassendes Verständnis des normalen Betriebs verschiedener Geräte und Systeme.

Den Statistiken der GSMA zufolge ist die Zahl der globalen IoT-Geräte von 2 Milliarden im Jahr 2010 auf 12 Milliarden im Jahr 2019 gestiegen. Da der IoT-Markt von der Kommerzialisierung von 5G und der Entwicklung von Wi-FI6 profitiert, verfügt er über ein enormes Potenzial für die Zukunft. Die GSMA prognostiziert, dass es bis 24.6 weltweit 2025 Milliarden IoT-Geräte geben wird, mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 12.7 % von 2019 bis 2025.

Abbildung 15 Schnelles Wachstum von IoT-Geräten (Einheit: Milliarden)

Quelle: GSMA, Guotai Junan Securities Research

Im Gesundheitssektor hat COVID-19 eine große Katastrophe für die ganze Welt gebracht, aber auch zu einem enormen Wachstum des Marktes für medizinische MEMS-Sensoren geführt. Ob elektronische Thermometer, Diagnosegeräte oder Beatmungsgeräte – alle diese medizinischen Geräte sind mit MEMS-Sensoren verbunden, was zu einem rasanten Marktwachstum in diesen Bereichen führt.

Yole prognostiziert, dass der medizinische MEMS-Markt im Jahr 10.6 um 2020 % wachsen wird. Darüber hinaus hat die Epidemie die Aufmerksamkeit der Menschen für die Gesundheit erhöht und die Entwicklung des medizinischen Verbrauchermarktes beschleunigtT. Auch tragbare medizinische Geräte, die physische Indikatoren kontinuierlich überwachen, haben sich rasant weiterentwickelt.

Aufgrund der Epidemieprävention und -bekämpfung hat der Anstieg der Nachfrage nach kontaktlosen Diensten, Roboterlieferungen, Roboterverarbeitungsanlagen usw. indirekt die rasante Entwicklung der MEMS-Industrie gefördert.

Darüber hinaus bedeutet die Automatisierungsgewohnheit der Menschen, dass die Menschen auch dann, wenn die Epidemie irgendwann in der Zukunft endet, weiterhin auf unbemannte, automatisierte Dienste auf MemS-Basis angewiesen sein werden, sodass die Branche nicht schrumpfen, sondern weiter wachsen wird.

3. Die Entwicklung inländischer MEMS-Sensorunternehmen steht vor bestimmten technischen Herausforderungen

Chinas MEMS-Industrie begann nicht viel später als im Ausland. Aus den drei Gliedern Design, Herstellung und Verpackung bildeten die bestehenden technischen Bedingungen zunächst ein MEMS-Design, die Verarbeitung, Verpackung und Prüfung eines Drachensystems, um die weitere Entwicklung von Chinas MEMS sicherzustellen Technologie, um eine bessere Plattform bereitzustellen.

Aufgrund der historisch bedingten Fragmentierung und Dezentralisierung der Macht sowie eines gravierenden Mangels an Investitionen besteht jedoch trotz vieler Erfolge immer noch ein großer Abstand zum Ausland in Bezug auf Qualität, Leistungs-Preis-Verhältnis und Kommerzialisierung .

Die Forschung und Entwicklung der MEMS-Technologie erfordert eine relativ lange Zeitinvestition, die Forschung und Entwicklung eines Sensors dauert im Allgemeinen 6 bis 8 Jahre und die Test- und Importzeit in die Industriekette nimmt im Allgemeinen fast 20 Jahre in Anspruch. Darüber hinaus steht der Preis des Produkts nicht im Verhältnis zur Bedeutung des Produkts oder zur Schwierigkeit der Entwicklung, was dazu führt, dass chinesische MEMS-Unternehmen nicht vom Preiskampf profitieren können.

Daher müssen chinesische Unternehmen die Unterstützungskapazität der Industriekette verbessern und die vor- und nachgelagerte Zusammenarbeit stärken sowie den Durchbruch neuer Materialien und Integrationstechnologien in MEMS-Geräten aktiv erkunden und neue Marktchancen erkunden.

Upstream-F&E und Design konzentrieren sich auf Universitäten, Forschungsinstitute und F&E-Pilotplattformen. Die MEMS-Technologie umfasst viele Bereiche wie Mikroelektronik, Maschinen, Materialien, Chemie, Physik und so weiter. Der interdisziplinäre Grad ist hoch, die Forschung ist schwierig, der Designzyklus ist lang und es dauert oft mehrere Jahre, bis die Massenproduktion möglich ist.

Derzeit verfügt das Unternehmen über eine gewisse Innovationsfähigkeit, aber die geschäftliche Konvergenz ist hoch, die Produktpositionierung liegt im mittleren und unteren Preissegment und der Gesamtumsatz der Branche ist gering. MEMS-Design gehört zum Glied mit hoher Wertschöpfung in der Industriekette. Bei den Produkten inländischer Unternehmen handelt es sich hauptsächlich um mechanische Sensoren, die auf dem Markt im mittleren und unteren Preissegment angesiedelt sind.

In der Midstream-Fertigung sind die Eigenschaften grundlegender MEMS-Materialien, wie z. B. strukturmechanische Eigenschaften und chemische Materialeigenschaften, die grundlegenden Faktoren zur Bestimmung der Produktleistung. Daher sind MEMS-Geräte auf eine Vielzahl von Prozessen und Variablen angewiesen, und für jedes MEMS-Produkt gibt es häufig eine Prozesspipeline. F&E-Teams benötigen in der Regel jahrelange Verbesserungen und Tests, bevor sie auf den Markt kommen.

MEMS-Gießereien können in Pilottestlinien, IC-Gießereien und professionelle MEMS-Gießereien unterteilt werden.

Die Pilotlinie besteht hauptsächlich aus Universitäten und wissenschaftlichen Forschungsinstituten, die als industrielle Forschungs- und Entwicklungsplattformen für generische Technologien dienen, nicht gewinnorientiert und mit begrenzter Kapazität. Das IC-OEM-MEMS-Geschäft steckt noch in den Kinderschuhen und seine Kapazität ist relativ schwach. Die meisten inländischen Designunternehmen mit einer bestimmten Größe entscheiden sich für ausländische OEMs.

Professionelle OEMs stufenweise von der Akquisition zum Eigenbau, zum Beispiel: Ende 2015 erwarb der inländische Hersteller NVA den schwedischen MEMS-OEM Silex Microsystems und beherrschte damit die weltweit führende MEMS-OEM-Technologie;

Die Verpackungstechnologie stammt größtenteils aus der Verpackungstechnologie für integrierte Schaltkreise, MEMS-Produkte sind jedoch häufiger anzutreffen, sodass die Technologie komplexer und schwieriger ist, was dazu geführt hat, dass die Verpackungstechnologie zu einem führenden Bereich für die Auslagerung großer Testanlagen für Halbleiterverpackungen geworden ist.

Da China im Verpackungs- und Herstellungsprozess erst spät begonnen hat und die Fertigungskapazitäten und -genauigkeiten der Vereinigten Staaten, Japans, Deutschlands und anderer Hersteller immer noch eine gewisse Lücke aufweisen, ist die Lebensdauer und Genauigkeit der produzierten MEMS-Sensoren schlecht und das Qualitätsniveau niedrig nicht einheitlich, die Produktwettbewerbsfähigkeit ist gering. Obwohl inländische MEMS-OEMs hinter den großen internationalen Herstellern zurückbleiben, hat die Verpackungs- und Prüftechnologie früher begonnen, gute Ergebnisse erzielt und sich zu internationaler Wettbewerbsfähigkeit entwickelt.

Zu den Hauptprodukten von MEMS-Mikrofonen zählen unter anderem Goer Stock und Ruisen Technology. Da ihr Geschäftsmodell darin besteht, MEMS-Produkt-IP von ausländischen Designherstellern zu erwerben und dann nach der OEM-Herstellung den Verpackungstest und den Verkauf der Produkte selbst durchzuführen, gibt es einen gewissen Premium-Platz, und jetzt befinden sie sich im globalen MEMS TOP30-Lager.

In der nachgelagerten Anwendungsbranche ist die Unterhaltungselektronik der größte Markt, was vor allem auf das rasante Wachstum von Smartphones, tragbaren Geräten und anderen Märkten in den letzten Jahren sowie die rasante Entwicklung inländischer Hersteller intelligenter Geräte wie Chinas führendem Technologieunternehmen Xiaomi und Vivo zurückzuführen ist. Die zweite ist Automobilelektronik, Automobilintelligenz erfordert hochpräzise Sensorgeräte, wie BYD, NIO, Xiaopeng, nachgelagerte inländische Automobilhersteller entwickeln sich ebenfalls auf Hochtouren. Darüber hinaus medizinische Geräte, Industrie 4.0, Internet der Dinge und andere sich schnell entwickelnde nachgelagerte Anwendungsbranchen. Unternehmen in der nachgelagerten inländischen Industriekette entwickeln sich schnell und mit guter Dynamik, aber ihre Kerntechnologien benötigen immer noch ausländische Unterstützung und ihre unabhängige Forschungs- und Entwicklungskapazität ist relativ dürftig. Unternehmen haben die Bedeutung unabhängiger Innovationsfähigkeit erkannt und unternehmen weiterhin Anstrengungen.

4. Die Kapitalflüsse in die MEMS-Industrie haben dramatisch zugenommen

Da die MEMS-Industrie die Grundlage für die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie im neuen Zeitalter bildet und die politische Unterstützung stark ist, nehmen die Investitions- und Finanzierungsfälle der MEMS-Industrie in China von Jahr zu Jahr zu, sowohl quantitativ als auch betragsmäßig. Gemessen an der Investitionssumme war die Investitionssumme im Jahr 2019 etwa doppelt so hoch wie im Jahr 2018. Obwohl die Investitionen auf dem Primärmarkt zurückhaltend waren, stiegen die Investitionen in die MEMS-Industrie weiter an.

In Bezug auf die Segmentierung weisen MEMS+AI, RF-MEMS, photoelektrische MEMS und biologische MEMS die größte Anzahl an Investitionsfällen und Geldbeträgen auf. Der deutliche Anstieg der Anzahl und Höhe der Investitionen deutet darauf hin, dass der Kapitalmarkt der MEMS-Branche mehr Aufmerksamkeit schenkt. Was die geografische Verteilung betrifft, liegen Peking, Guangdong, Shanghai, Zhejiang und Jiangsu hinsichtlich der Anzahl der Investitionsfälle an der Spitze der Liste.

16. September 2017–2019资料来源:赛迪顾问,国泰君安证券研究

Das chinesische Design und der OEM müssen gestärkt werden, und der geschlossene Test ist wettbewerbsfähig

Ähnlich wie die Industrie für integrierte Schaltkreise umfasst die MEMS-Industriekette hauptsächlich Design und Entwicklung, Produktion und Fertigung, Verpackung und Prüfung sowie Systemanwendung. Die vorgelagerte Kette der MEMS-Industrie umfasst das Design von MEMS-Geräten, die Forschung, Entwicklung und Lieferung von Materialien und Produktionsanlagen, die mittlere umfasst die Herstellung und Prüfung von Verpackungen für MEMS-Geräte und die nachgelagerte Kette verwendet MEMS-Produkte zur Integration elektronischer Endgeräteprodukte.

Upstream-Chipdesign-Unternehmen konzentrieren sich auf das Design von MEMS-Chips und deren Produktstruktur. Nach Abschluss des Designs überlassen sie die Produktion von MEMS-Chips den Fabriken Dritter. Nach dem Verpacken und Testen können MEMS-Chips an Kunden in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Automobil, Medizin und industrielle Steuerungsanwendungen versandt werden. Derzeit liegen die MEMS-Herstellungsprozesse inländischer Unternehmen hauptsächlich im Bereich von 0.25 bis 1 Mikrometer. Herstellungsprozesse sind kein einschränkender Faktor der Industriekette, Funktion und Struktur sind jedoch relativ wichtiger.

Mehr als 18 MEMS-Produkte资料来源:国泰君安证券研究

Es gibt zwei Modi der Midstream-Produktion: Fabless und IDM. Der Fabless-Modus ist derzeit der gängige Produktionsmodus. Es handelt sich um eine vertikale Arbeitsteilung, die auf Design basiert. Unternehmen sind hauptsächlich für das Design und den Vertrieb von MEMS-Produkten verantwortlich und lagern Produktion, Tests, Verpackung und andere Aspekte aus. Der IDM-Modus ist der integrierte Geräteherstellungsmodus, der derzeit auch der Hauptgeschäftsmodus der internationalen Großfabriken ist. Die typischen IDM-Hersteller sind Bosch, Samsung, TI, Toshiba, ST und so weiter.

图19:MEMS业链下游发展情况资料来源: Yole Development, 国泰君安证券研究

Nachgeschaltete Hersteller können in zwei Typen eingeteilt werden: Der eine ist ein Lösungsanbieter, der flexible, maßgeschneiderte Produkte basierend auf nachgelagerten Anforderungen bereitstellt und diese dann an Terminalhersteller verkauft, die sie durch einfaches Software-Debugging verwenden. Zweitens konzentrieren sich die Hersteller, die Endprodukte anbieten, im Allgemeinen auf bestimmte Bereiche, aber die Forschungs- und Entwicklungskosten sind hoch und der Forschungs- und Entwicklungszyklus ist lang. Der erste Herstellertyp eignet sich eher für Produkte des Massenverbrauchermarkts, der zweite Herstellertyp eignet sich eher für Produkte eines Spezialbereichs.

20. Dezember 2019 MEMS-Entwicklungsteam (%)资料来源:赛迪顾问,国泰君安证券研究

Inländische Entwicklungschancen und Herausforderungen für MEMS-Sensorunternehmen bestehen nebeneinander

1. Lieferanten haben eine mittelmäßige Verhandlungsmacht

MEMS-Vorlieferanten liefern hauptsächlich Rohstoffe, hauptsächlich Materialien auf Siliziumbasis. MEMS-Materialien und herkömmliche Halbleitermaterialien sind grundsätzlich gleich, der Angebotsmarkt ist ausgereift, der Wettbewerb ist härter und es bildet sich ein Käufermarkt. Wenn Lieferanten von MEMS-Sensoren auf große OEM-Kunden und OEM-Kunden treffen, verlassen sich diese OEM-Kunden auf eine starke Marktmacht und verlangen von den Lieferanten günstigere Rohstoffe. In den letzten zwei Jahren wurde die Waferverbindung von MEMS jedoch aufgrund des Preisanstiegs bei Rohstoffen und der Begrenzung der Waferproduktionskapazität eingeschränkt. Die herkömmlichen 6-Zoll- und 8-Zoll-Produkte sind in der Regel ausverkauft und die Verhandlungsmacht der Lieferanten hat zugenommen. Es ist ersichtlich, dass die Verhandlungsmacht der Lieferanten stark vom Marktangebot beeinflusst wird.

2. Käufer haben eine hohe Verhandlungsmacht

MEMS-Unternehmen verstärken ihre wissenschaftlichen Forschungsanstrengungen und verbessern ihre jeweilige Kernwettbewerbsfähigkeit, sodass die rasante Entwicklung der Technologie, die Produktverbesserung und die Preissenkung beschleunigt werden.

Mit der rasanten Entwicklung des Internets der Dinge und der beschleunigten Modernisierung des Marktes für Unterhaltungselektronik sind viele Unternehmen in den Markt eingestiegen und der Wettbewerb ist immer härter geworden. Dadurch werden die Endverbrauchermarktpreise schrittweise gesenkt, Hersteller, Forschungs- und Entwicklungsunternehmen senken den Preis; Gleichzeitig verbessert die Ausweitung des Endverbrauchsmarktes das Volumen der Endverkäufer und die Verhandlungsmacht der Käufer.

Da die meisten inländischen Unternehmen außerdem über Produkte im unteren Preissegment verfügen, stehen sie auch einer großen Zahl von Wettbewerbern gegenüber und müssen sich durch Preiskämpfe Marktanteile sichern. Es zeigt sich, dass die Verhandlungsmacht der Käufer hoch ist.

3. Für Neueinsteiger ist es schwierig, in bestehenden Bereichen zu konkurrieren

Die Hürden in der MEMS-Sensorbranche sind hoch. Erstens gibt es finanzielle Hürden. Aufgrund der nicht standardisierten Produkteigenschaften können MEMS-Unternehmen ein bestimmtes Produkt nicht in einem einzigen Prozess unterstützen. Zusätzlich zur Verwendung von Siliziummaterialien gibt es keine gemeinsame Grundkomponente, was bedeutet, dass jedes MEMS-Produkt einen anderen Prozess benötigt.

Allerdings muss ein Unternehmen häufig Design und Entwicklung, Probeverarbeitung und -herstellung, Qualitätsprüfung und andere Schritte mehrerer Produkte gleichzeitig durchführen, und es sind große Kapitalinvestitionen erforderlich. Zweitens, technische Barrieren, MEMS-Design muss disziplinübergreifend sein, Design ist schwierig. Im Verarbeitungsprozess benötigt jede Art von Produkt eine unterschiedliche Verarbeitungstechnologie und jeder Prozess erfordert die Schritte der Prozessentwicklung und -optimierung. Gleichzeitig ist es aufgrund mangelnder Erfahrung in neuen Unternehmen schwierig, die Genauigkeit und Qualität der Verarbeitung einzuhalten, und die Verarbeitung ist schwierig.

Schließlich gibt es noch die Talentbarriere. Aufgrund der geringen Beliebtheit neuer Unternehmen und ihrer schwachen Fähigkeit, Talente anzuziehen, ist es für sie schwierig, die bestehenden Unternehmen in Bezug auf Innovationsfähigkeit und Kernwettbewerbsfähigkeit zu übertreffen. Mit der kontinuierlichen Entwicklung neuer Technologien und der Erschließung von Marktsegmenten und Anwendungen besteht jedoch eine kleine Lücke zwischen allen Unternehmen in diesen Bereichen, die einigen neuen Unternehmen Entwicklungsmöglichkeiten bietet.

4. Der Wettbewerb durch bestehende Wettbewerber ist hart

Derzeit machen amerikanische Unternehmen die Hälfte des inländischen MEMS-Marktanteils aus, dazu kommen europäische und japanische Unternehmen, und ausländische Unternehmen wie Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS und Texas Instruments besetzen den Großteil des Inlandsmarktes. Aus Sicht der wichtigsten börsennotierten Unternehmen gibt es nur zwei inländische Sensorunternehmen mit einem Umsatz von über 2 Milliarden, was mit der späten Entwicklung und dem Wettbewerb inländischer Sensorunternehmen zusammenhängt.

Chinas inländische Lieferkapazität ist unzureichend, insbesondere bei High-End-Produkten sind fast alle auf importierte Lieferungen angewiesen, 80 % der Chips sind auf das Ausland angewiesen; Der verbleibende Anteil liegt nur in den Händen einiger börsennotierter Unternehmen wie Goeracoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Shilanwei und Jinlong Electromechanical. 5 Unternehmen besetzen mehr als 40 % des inländischen MEMS-Marktes; 70 % der inländischen MEMS-Unternehmen sind kleine und mittlere Unternehmen, und ihre Produkte konzentrieren sich hauptsächlich auf das mittlere und untere Preissegment. Im Allgemeinen ist die aktuelle Situation chinesischer Unternehmen so, dass die Produkte der mittleren und unteren Preisklasse hart miteinander konkurrieren, während es bei den Produkten der oberen Preisklasse keine Wettbewerbsfähigkeit gibt.

5. Es gibt kaum eine Ersatzbedrohung

Der MEMS-Sensor ist ein Ersatz für herkömmliche Sensoren. Im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren bietet der MEMS-Sensor folgende Vorteile: Miniaturisierung, geringes Gewicht und geringer Energieverbrauch. MEMS-Geräte sind klein. Im Allgemeinen wird die Größe eines einzelnen MEMS-Sensors in Millimetern oder sogar Mikrometern gemessen. Gleichzeitig haben die mechanischen Komponenten nach der Miniaturisierung die Vorteile einer geringen Trägheit, einer hohen Resonanzfrequenz, einer kurzen Reaktionszeit usw.

Darüber hinaus eignen sich MEMS-Sensoren besser für die Massenproduktion, wodurch die Produktionskosten einzelner MEMS erheblich gesenkt werden können. Bei der Verarbeitungsintegration befindet sich ein einzelnes MEMS häufig in der Verpackung mechanischer Sensoren, kann aber auch in andere Chips integriert werden, sodass MEMS-Chips bequem gesteuert werden können.

Der intelligente Sensor verfügt über eine Informationsverarbeitungsfunktion. Mithilfe der Software können alle Arten von Fehlern korrigiert, die Genauigkeit des Sensors erheblich verbessert, die Zuverlässigkeit des Sensors verbessert und die Anti-Interferenz-Teile des gesamten Systems verbessert werden. Unter der Anforderung der gleichen Präzision hat der multifunktionale intelligente Sensor die Kostenleistung im Vergleich zu dem gewöhnlichen Sensor mit einer einzigen Funktion erheblich verbessert, und der multifunktionale intelligente Sensor kann die Messung mehrerer umfassender Parameter durch mehrere Sensoren realisieren. In Kombination mit diesen Vorteilen stellen Alternativen zu MEMS-Sensoren kaum eine Bedrohung dar.

Wettbewerbsmuster und KSF-Analyse

Chinas MEMS-Markt wird seit langem von ausländischen Herstellern dominiert, die in allen Aspekten der MEMS-Technologie ausgereift sind und offensichtliche Vorteile in Bezug auf Lebensdauer und Produktpräzision haben.

Im Jahr 2019 zählten Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, QORVO, HP, Lou, NXP, Goel und TDK zu den Top 10 ANBIETERn im chinesischen MEMS-Markt, wobei amerikanische Unternehmen einen Anteil von 54 % ausmachten. Das chinesische Unternehmen Goer schaffte es in die Top 10 und der MEMS-Umsatz stieg 36 im Vergleich zum Vorjahr um 2019 % und übertraf damit bei weitem andere führende Unternehmen der Branche. Resound belegte mit einem Umsatzwachstum von 22 % im Vergleich zum Vorjahr den 11. Platz und lag damit ebenfalls über dem der Branche insgesamt.

Abbildung 21. Anbieterstruktur des MEMS-Marktes in China im Jahr 2019

Quelle: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

Derzeit ist der Gesamtumfang der inländischen MEMS-Sensorhersteller nicht groß. Zusätzlich zum Jahresumsatz von mehr als 100 Millionen US-Dollar für Goer und Resound beträgt der Jahresumsatz lokaler MEMS-Sensorhersteller wie Micron Semiconductor, Mattel Technology und Microchip Microchip weniger als 60 Millionen US-Dollar, und der Gesamtumfang ist gering.

Darüber hinaus betreiben inländische Hersteller eine relativ einzige Produktkategorie, die meisten Produktlinien sind eins, die meisten von ihnen sind Komponentenlieferanten und die Lösungsversorgungskapazität ist schlecht. Die internationalen Giganten Invensense, Infineon und andere ausländische Hersteller verfügen über zwei bis drei Produktlinien, Bosch, Denso, STMICROELECTRONICS und andere MEMS-Produktlinien über mehr als vier und sind in der Lage, integrierte Lösungen anzubieten. Im Gegensatz dazu ist es für kleine Anbieter schwierig, in kurzer Zeit eine Massenproduktion zu erreichen, sodass der Marktanteil der größten großen Anbieter relativ stabil und die Marktkonzentration hoch ist.

2. KSF-Analyse inländischer Unternehmen

Erstens ist die Forschungs- und Entwicklungskapazität von Unternehmen der Kern des inländischen alternativen Durchbruchs. Derzeit liegt die inländische FORSCHUNG und Entwicklung von MEMS hauptsächlich in Forschungsinstituten und Universitäten, und die Forschungs- und Entwicklungskapazität der Unternehmen ist relativ dürftig. Und die MEMS-Industrie ist die Grundlage neuer Technologien, da bahnbrechende neue Produkte oder große Verbesserungen für sie eine wichtige Möglichkeit sind, auf dem Markt Fuß zu fassen. Daher verdienen innovative Unternehmen und Unternehmen mit eigener Kernwettbewerbsfähigkeit Aufmerksamkeit.

Goer ist beispielsweise ein führendes Unternehmen im Bereich Mikrophon; Der Beschleunigungssensor der Suzhou Gootechnetium-Tochtergesellschaft steht beim Inlandsabsatz an erster Stelle. Der Gassensor von Weisheng Technology, einer Tochtergesellschaft von Hanway Electronics, hat erste Erfolge erzielt und kann in Gasdetektionsprodukten und intelligenten tragbaren Geräten eingesetzt werden.

Zweitens ist eine stabile Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und nachgelagerten Herstellern der Schlüssel zu einer kontinuierlichen Produktiteration. Die Inlandsnachfrage ist riesig, ausgezeichnete inländische Hersteller haben einen angeborenen Vorteil bei der Zusammenarbeit mit inländischen Großunternehmen, aber inländische Hersteller haben in der Fabless-Grundform Vorrang. Im Vergleich zu IDM-Unternehmen sind die Liefer- und Vertriebskette nicht perfekt, es gibt keine stabile, nachgelagerte Form Anbieter sind ein großes Problem, daher ist die gesamte Industriekette und nachgelagerte Großunternehmen mit stabiler Zusammenarbeit verbunden. Neben der langjährigen Existenz verdient auch das Integritätssystem des Unternehmens Beachtung.

Darüber hinaus sind Chipdesign und Lieferkapazität die Grundlage dafür, dass MEMS-Sensoren technologische Iterationen und Innovationen bewältigen können. Daher verfügen inländische Halbleiterhersteller, die sich auf MEMS-Forschung, -Entwicklung und -Design konzentrieren, über umfassende Marktchancen für Importsubstitution und Innovation.

Schließlich ist die starke Kapitalunterstützung von Unternehmen auch eine der treibenden Kräfte für eine schnelle Entwicklung. Aufgrund der hohen Investitionen und der Schwierigkeit, bei der anfänglichen Entwicklung von MEMS-Unternehmen Gewinne zu erzielen, sowie der großen Menge an Kapital, Talenten und anderen Ressourcen, die für die Entwicklung benötigt werden, können sich Unternehmen mit der Unterstützung großer Unternehmen oder einem starken Investitionshintergrund schneller entwickeln.

Mehr als 2 MEMS-Produkte资料来源:企名片,国泰君安证券研究

Die wichtigste Schlussfolgerung

Hauptschlussfolgerung 1: MEMS-Sensoren sind vielfältig und weit verbreitet und sind die Schlüsselgeräte zur Informationsbeschaffung und Realisierung von Interaktionen. Mit der beschleunigten Durchdringung des Internets der Dinge, 5G, des intelligenten Fahrens und anderer Branchen ist die Nachfrage nach Anwendungen groß und der Markt riesig.

Laut den Statistiken des CCID Think Tank beträgt die Größe des chinesischen Marktes im Jahr 60 etwa 2019 Milliarden Yuan, was etwa 54 % des Weltmarktes ausmacht, und die Wachstumsrate des Inlandsmarkts ist weiterhin höher als die der Welt . Es wird erwartet, dass die Größe des chinesischen MEMS-Marktes bis 2022 100 Milliarden Yuan überschreiten wird, mit einer starken inländischen Nachfrage nach Ersatzstoffen. Allerdings besteht immer noch eine Lücke zwischen der Technologie und Leistung inländischer MEMS-Sensorprodukte im Vergleich zu ausländischen Giganten. Wir gehen davon aus, dass sich die MEMS-Branche noch in einem frühen Wachstumsstadium befindet.

Hauptschlussfolgerung 2: Die Rahmenbedingungen für die Entwicklung der MEMS-Sensorindustrie sind gut, einschließlich politischer Unterstützung, Nachfragewachstum, reichlichem Angebot, Kapitalaufmerksamkeit und Technologieiteration. Auf der Prozessebene der Industriekette besteht jedoch noch Raum für Verbesserungen. Wenn man bedenkt, dass die Bruttomarge international führender Unternehmen höher ist als die der inländischen Hersteller, die Produktpreise jedoch höher sind, gibt den inländischen Unternehmen einen gewissen Raum für Wachstum. Gleichzeitig wird aufgrund der Besonderheiten der MEMS-Anpassung erwartet, dass einige inländische Unternehmen technologische Durchbrüche in neuen Segmenten erzielen.

Hauptschlussfolgerung 3: Im Vergleich zu Unternehmen aus Industrieländern entwickelten sich inländische Hersteller spät und hatten einen geringen Marktanteil, und der größte Teil des Marktes wurde von amerikanischen, japanischen und deutschen Herstellern besetzt.

Der lokale Vorteil liegt hauptsächlich in der nachgelagerten Anwendung, der Modeinnovation und der Erfassung der diversifizierten Marktnachfrage. Durch den Einsatz von Fingerabdruck-, Bild- und Tonsensoren wird erwartet, dass Unternehmen mit Produktinnovationen und langjähriger Existenz in den letzten Jahren mehr Raum für Wachstum gewinnen und in allen Segmenten hochwertige Unternehmen entstehen.

Es wird empfohlen, auf Mattel Electronics, Deep-HAO Semiconductor, Kunshan Shuangqiao, MingHAO Sensing, ENERGY Hao, BIG Brother Electronics, Wuxi Good Up, Minhao Micro, Micro Sensors und andere Unternehmen zu achten, die die wichtigsten Investitionsmöglichkeiten auf dem Markt darstellen.

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