Este artículo presenta principalmente la industria de sensores MEMS en China, analiza las dificultades y los puntos clave del reemplazo de MEMS en China y brinda conclusiones y soluciones.Este artículo tiene muchas ideas que vale la pena leer. En particular, se señala que la capacidad de investigación y desarrollo de las empresas es la clave para el avance de la sustitución interna. La cooperación estable entre empresas y fabricantes intermedios es la clave para la iteración continua de productos. Un fuerte reconocimiento del capital es también uno de los motores del rápido desarrollo de la empresa.

MEMS, abreviatura de Micro Electro Mechanical System, es un sistema que integra microcircuitos y micromáquinas en un chip según requisitos funcionales.

MEMS se basa en fotolitografía, corrosión y otras tecnologías de semiconductores tradicionales, se integra con mecanizado de ultraprecisión y se combina con conocimientos y fundamentos técnicos de mecánica, química, óptica y otras disciplinas, de modo que un MEMS de milímetro o micrón tiene características mecánicas, químicas precisas y completas. , ópticas y otras características de la estructura.

Los productos MEMS se pueden dividir principalmente en sensores MEMS y actuadores MEMS, donde los sensores se utilizan para detectar y detectar fenómenos y señales físicos, químicos, biológicos y de otro tipo, y los actuadores se utilizan para lograr movimiento mecánico, fuerza y ​​​​torque y otros comportamientos de los dispositivos.

HIGO. 1 sensor MEMS y micromagnificación local

Fuente: Asesores Sadie

El sensor MEMS es un microsensor fabricado mediante tecnología microelectrónica y micromecánica. Existe una amplia variedad de productos MEMS y son los productos MEMS más utilizados. A través de los componentes del microsensor y las unidades de transmisión, la señal de entrada se convierte y se exporta a otra señal monitoreada.

En comparación con los sensores fabricados con tecnología tradicional, tiene las características de tamaño pequeño, peso ligero, bajo costo, bajo consumo de energía, alta confiabilidad, adecuado para producción en masa, fácil integración y realización inteligente.

Los sensores MEMS se utilizan ampliamente

Como dispositivo clave para la adquisición e interacción de información, MEMS juega un papel importante en la promoción de la miniaturización de sistemas mecánicos. Los sensores MEMS se han utilizado ampliamente en la electrónica automotriz, la electrónica de consumo, la aeroespacial, la biomédica, la industrial y otros campos.

La electrónica de consumo y la automoción son las principales aplicaciones de MEMS. Desde la perspectiva de la estructura del mercado global de MEMS en 2019, la electrónica de consumo es el principal campo de aplicación y representa casi el 60%; La automoción es el segundo ámbito de aplicación más importante y representa alrededor del 19%. En términos de estructura del mercado de MEMS en China en 2019, las redes y las comunicaciones, las computadoras y la electrónica de consumo representaron en conjunto el 50%, mientras que el sector automotriz representó el 29%.

Con la mejora adicional de la tasa de penetración de vehículos de nueva energía y el desarrollo de Internet de las cosas, en 2019, las redes y las comunicaciones y la electrónica automotriz representaron más de la mitad de las aplicaciones del mercado de MEMS. Con la llegada del 5G y las redes inteligentes, la tasa de penetración de MEMS seguirá mejorando y se espera que se abra aún más el espacio de mercado en los campos antes mencionados.

图4 2019年全球MEMS市场结构

Fuente: Yole Development, Guotai Junan Securities Research

Historial de desarrollo del sensor MEMS

La primera fase, de 1990 a 2000, vio el uso creciente de sensores MEMS en la electrónica automotriz y aplicaciones como bolsas de aire, presión de frenos y sistemas de monitoreo de presión de neumáticos. Este aumento de la demanda ha llevado a empresas de Europa, Japón y Estados Unidos a desarrollar y producir en masa sensores MEMS para su uso en automóviles;

La segunda fase, de 2000 a 2010, estuvo impulsada por el rápido crecimiento de la electrónica de consumo. Los productos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles, tabletas y computadoras portátiles, requieren que los productos de sensores MEMS tengan un tamaño más pequeño y un menor rendimiento de consumo de energía;

La tercera etapa es de 2010 a 2020. Con el rápido desarrollo de la industria de Internet de las cosas, la industria de sensores MEMS tiene un gran espacio para el desarrollo. Además de los teléfonos inteligentes, tabletas y otros productos electrónicos de consumo, los sensores MEMS se utilizarán ampliamente en AR/VR, relojes inteligentes, conducción inteligente, logística inteligente, atención médica inteligente y otros campos.

La cuarta etapa es a partir de 2020. Con el desarrollo de la conducción autónoma, 5G y la popularidad de Internet de las cosas, el espacio de desarrollo de MEMS se amplía aún más y el rendimiento de los productos de sensores MEMS se mejora para satisfacer las necesidades de los más pequeños y de menor tamaño. consumo de energía y mayor rendimiento.

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
La industria apenas está entrando en su fase de crecimiento.

Desde la perspectiva del tamaño del mercado, según las estadísticas y pronósticos de Yole, el tamaño del mercado global de MEMS en 2019 fue de 11.5 mil millones de DÓLARES. El crecimiento del mercado se desaceleró en 2020 debido a COVID-19, y el mercado se recuperará a partir de 2021, y se espera que alcance casi 17.7 mil millones de dólares en 2025. El cagR para 2019-2025 es del 7.4%.

En el contexto del rápido desarrollo de la electrónica de consumo, la electrónica automotriz y la industria en China, China es el país con el tamaño de mercado de MEMS de más rápido crecimiento en los últimos cinco años y también es el mayor productor de productos electrónicos del mundo. Los teléfonos móviles y tabletas tienen una gran demanda de productos MEMS. Los envíos de teléfonos móviles de China ocupan el primer lugar en el mundo, y los proveedores de sensores MEMS, como sensores ópticos y sensores de movimiento necesarios para la industria de la telefonía móvil, han considerado a China como el mercado más importante.

Según cCID Think Tank, el tamaño del mercado chino fue de unos 60 mil millones de yuanes en 2019, lo que representa aproximadamente el 54% del mercado mundial. El mercado interno continúa creciendo más rápido que el mercado global y se estima que el tamaño del mercado MEMS de China superará los 100 mil millones de yuanes en 2022.

Figura 7. La escala del mercado global de MEMS crece más rápido

Fuente: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

En términos de estructura de productos, los cinco principales segmentos de sensores MEMS del mundo son rf, presión, micrófono, acelerómetro y giroscopio, que representan casi el 65% del total. Este orden para el mercado chino es rf, presión, micrófono, inercia y acelerómetro, similar al mercado global.

Según el pronóstico de Yole, los segmentos de sensores MEMS de más de mil millones de dólares para 1 incluyen rf, combinación inercial, huellas dactilares ultrasónicas, presión, micrófono e impresión de inyección de tinta.

9 de septiembre de 2019: MEMS市场结构（按器件类型）资料来源：Yole Development，国泰君安证券研究

Desde la perspectiva de los terminales de aplicaciones, impulsados ​​por el Internet de las cosas y la sustitución de los teléfonos móviles por el 5G, se espera que el tamaño del mercado mundial de MEMS de consumo crezca de 6.87 millones de dólares en 2019 a 11.14 millones de dólares en 2025, según la predicción de Yole. La AUSe espera que el mercado de MEMS para motores crezca de 2.18 millones de dólares en 2019 a 2.6 millones de dólares en 2025, con una tasa compuesta anual del 3%, impulsada por una mayor penetración de vehículos inteligentes. Además, la demanda del mercado también está aumentando en los sectores industrial, médico, de comunicaciones, de defensa y de aviación.

Desde la perspectiva de la madurez tecnológica, el desarrollo de la tecnología MEMS en China está todavía en su infancia. En términos de investigación y desarrollo de productos, aunque el número de solicitudes de patentes en China ocupa el tercer lugar en el mundo, la calidad de las patentes es deficiente y hay pocas patentes principales. Además, las unidades que solicitan patentes son principalmente universidades e institutos de investigación, que tienen un bajo nivel de industrialización y aún necesitan transformar sus logros.

En términos de embalaje y fabricación, existe una falta de experiencia OEM en China, y la confiabilidad y el rendimiento de los sensores MEMS fabricados por empresas OEM nacionales no pueden cumplir completamente con los requisitos de la producción a gran escala, y todavía existe una cierta brecha con respecto a aplicación de mercado.

En términos de escala empresarial, la mayoría de las empresas nacionales son pequeñas y medianas empresas con fondos insuficientes y poca capacidad para atraer talentos, lo que da como resultado una débil capacidad de investigación científica y dificultades para abrir canales de cooperación con universidades e institutos de investigación.

En términos de escala empresarial y nivel de beneficios, todavía existe una brecha evidente entre las empresas nacionales de semiconductores y las empresas líderes extranjeras. Broadcom, empresa líder a nivel internacional, obtuvo unos ingresos de 22.597 millones de dólares estadounidenses en 2019, lo que corresponde a un margen de beneficio bruto del 55.2% sobre las ventas. En 2019, STMICROELECTRONICS registró unos ingresos de 15.416 millones de dólares estadounidenses y un margen bruto del 38.7%. Con ingresos de 14.383 millones de dólares en 2019, Texas Instruments ha estado operando con un margen bruto de más del 50 por ciento o incluso más del 60 por ciento en los últimos años.

Por otro lado, en 2019, goer Shares, la principal empresa nacional, obtuvo unos ingresos operativos de unos 5.068 millones de dólares, con una tasa de beneficio bruto de sólo el 15.43%. En contraste, las empresas nacionales y los gigantes extranjeros, la escala de ingresos y la rentabilidad todavía tienen una gran brecha.

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

Desde la perspectiva del número de competidores, existen muchos tipos y fabricantes de sensores MEMS.rs. En 2019, el mercado MEMS de China está dominado principalmente por fabricantes extranjeros, con Broadcom y Bosch codo a codo, mientras que otros competidores importantes incluyen STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, Qorvo, etc.

Los fabricantes estadounidenses representaron más de la mitad, y los fabricantes europeos, estadounidenses y japoneses están relativamente desarrollados en el campo de los chips MEMS y la fabricación de MEMS. A los competidores nacionales también les está yendo bien. Goer fue clasificado entre los 10 principales fabricantes mundiales de MEMS por primera vez. vez en 2019, y Resound Technology ocupó el puesto 22. En el sector de fundición, Si Microelectronics Holdings Silex ocupó el primer lugar. En general, los competidores internacionales tienen ventajas obvias, pero las empresas nacionales se están acercando a un ritmo acelerado.

Figura 13 La industria nacional de sensores MEMS acaba de entrar en la etapa de crecimiento

Fuente: Investigación de valores de Guotai Junan

En resumen, con base en el análisis anterior del tamaño del mercado, la madurez de la tecnología, el estado operativo de la empresa, el número de competidores y otros aspectos, juzgamos que el reemplazo nacional de la industria de sensores MEMS aún se encuentra en la etapa inicial de crecimiento, y las empresas MEMS nacionales están acelerando para alcanzar a los gigantes de la industria. Con el desarrollo de Internet de las cosas, los vehículos inteligentes y la tecnología 5G, la industria nacional de sensores MEMS seguirá creciendo y se espera que el ritmo de sustitución nacional se acelere..

Los fabricantes nacionales de MEMS tienen un gran espacio de desarrollo

1. Las políticas nacionales apoyan firmemente el desarrollo de la industria de sensores MEMS.

El sensor MEMS juega un papel muy importante en la tecnología moderna, como Internet de las cosas, fabricación inteligente, logística inteligente, etc. China es el mercado de sensores MEMS más grande del mundo, y vale la pena prestar atención al mercado de sensores MEMS en China en términos de escala e importancia.

Se sigue optimizando el entorno político para el desarrollo de la industria nacional de sensores. Con la vigorosa promoción de la "Estrategia de energía manufacturera" y el plan de acción "Internet +", la importancia de la tecnología de sensores y la industria de sensores será cada vez más prominente. Se puede prever que la tecnología de sensores será la máxima prioridad en el desarrollo de la ciencia y la tecnología en China en el futuro.

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. La demanda de los mercados descendentes impulsa el crecimiento continuo del mercado de la industria MEMS

El sector de la electrónica de consumo es el mercado número uno para MEMS, gracias al creciente mercado de teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles y hogares inteligentes. China, la base de fabricación de productos electrónicos más grande del mundo, consume casi la mitad de los dispositivos MEMS del mundo.

El crecimiento continuo de las ventas de productos electrónicos de consumo MEMS en China, como teléfonos inteligentes y tabletas, ha impulsado el crecimiento de la industria MEMS, como sensores de acelerómetro y micrófonos. Además, con el desarrollo de la conducción inteligente y los vehículos de nueva energía, el mercado MEMS en electrónica automotriz está creciendo rápidamente, con una participación de mercado del 17.8% en 2019, ocupando el segundo lugar.

El gobierno apoya firmemente el sector 5G y China ha formado un vibrante mercado industrial 5G. Los inversores están llenos de confianza y esperanza en el mercado 5G, que ofrece un amplio espacio para la promoción y aplicación de 5G.

5G es la base de Internet de todo y también acelera el desarrollo de Internet de todo. Internet de las cosas se ha convertido en la próxima "tobera" esperada por todas las industrias, y la industria global de Internet de las cosas se está desarrollando rápidamente. El mercado de Internet de las cosas de China está creciendo más rápido que el resto del mundo y se ha convertido en el mercado de aplicaciones de Internet de las cosas más activo del mundo. Ccid Consultants predice que el mercado 5G de China seguirá creciendo a gran velocidad.

14 de diciembre de 2020-2025, 5G投资预测资料来源：赛迪顾问，国泰君安证券研究

En el campo de Internet de las cosas, el mercado está impulsando el rápido crecimiento del mercado de sensores MEMS. Los sensores MEMS desempeñan un papel clave en la conexión de los mundos analógico y digital, y su conocimiento y recopilación de datos del entorno nos brindan una comprensión objetiva y completa del funcionamiento normal de varios dispositivos y sistemas.

Según las estadísticas de la GSMA, el número de dispositivos iot en todo el mundo ha aumentado de 2 millones en 2010 a 12 millones en 2019. Beneficiándose de la comercialización del 5G y del desarrollo de wi-FI6, el mercado iot tiene un enorme potencial en el futuro. La GSMA pronostica que los dispositivos iot globales alcanzarán los 24.6 millones en 2025, con una tasa de crecimiento compuesta del 12.7% entre 2019 y 2025.

Figura 15 Crecimiento rápido de los dispositivos IoT (unidad: mil millones)

Fuente: GSMA, Guotai Junan Securities Research

En el sector de la salud, COVID-19 ha traído un gran desastre al mundo entero, pero ha provocado un enorme crecimiento en el mercado de sensores MEMS médicos. Ya sean termómetros electrónicos, dispositivos de diagnóstico o ventiladores, todos estos dispositivos médicos están conectados a sensores MEMS, lo que lleva al rápido crecimiento del mercado en estas áreas.

Yole predice que el mercado médico de MEMS crecerá un 10.6% en 2020. Además, la epidemia ha aumentado la atención de la gente a la salud y ha acelerado el desarrollo del mercado de consumo médico.t. También se han desarrollado rápidamente dispositivos médicos portátiles que monitorean constantemente los indicadores físicos.

Debido a la prevención y el control de la epidemia, el aumento de la demanda de servicios sin contacto, entrega de robots, plantas de procesamiento de robots, etc. ha promovido indirectamente el rápido desarrollo de la industria MEMS.

Además, el hábito de la automatización de las personas significa que incluso si la epidemia termina en algún momento en el futuro, las personas seguirán dependiendo de los servicios automatizados no tripulados BASADOS en memS, por lo que la industria no se reducirá, sino que seguirá creciendo.

3. El desarrollo de empresas nacionales de sensores MEMS enfrenta ciertos desafíos técnicos

La industria MEMS de China comenzó no mucho más tarde que la de los países extranjeros, desde el diseño, la fabricación y el empaque de tres enlaces, las condiciones técnicas existentes han formado inicialmente un diseño, procesamiento, empaque y prueba de MEMS de un sistema dragón, para garantizar el mayor desarrollo de los MEMS de China. tecnología para proporcionar una mejor plataforma.

Sin embargo, debido a la fragmentación y descentralización del poder causada por razones históricas, junto con una grave falta de inversión, aunque se han logrado muchos logros, todavía existe una gran brecha con los países extranjeros en términos de calidad, relación rendimiento-precio y comercialización. .

La investigación y el desarrollo de la tecnología MEMS requieren una inversión de tiempo relativamente larga; la investigación y el desarrollo de un sensor generalmente demora entre 6 y 8 años, y el tiempo de prueba e importación a la cadena industrial generalmente demora casi 20 años. Además, el precio del producto no es proporcional a la importancia del producto o la dificultad de desarrollo, lo que hace que las empresas MEMS chinas no puedan beneficiarse de la guerra de precios.

Por lo tanto, las empresas chinas necesitan mejorar la capacidad de apoyo de la cadena industrial y fortalecer la cooperación ascendente y descendente, y explorar activamente el avance de nuevos materiales y tecnologías de integración en dispositivos MEMS y explorar nuevas oportunidades de mercado.

La I+D y el diseño upstream se centran en universidades, institutos de investigación y plataformas piloto de I+D. La tecnología MEMS involucra muchos campos como la microelectrónica, maquinaria, materiales, química, física, etc. El grado de interdisciplinariedad es alto, la investigación es difícil, el ciclo de diseño es largo y, a menudo, se necesitan varios años para poder producir en masa.

En la actualidad, la empresa tiene cierta capacidad de innovación, pero la convergencia empresarial es alta, el posicionamiento del producto es de gama media y baja y la escala general de ingresos de la industria es pequeña. El diseño MEMS pertenece al eslabón de alto valor añadido de la cadena industrial. Los productos de las empresas nacionales son principalmente sensores mecánicos, que se encuentran en el nivel medio y bajo del mercado.

En la fabricación intermedia, las propiedades de los materiales MEMS básicos, como las propiedades mecánicas estructurales y las propiedades químicas de los materiales, son los factores fundamentales para determinar el rendimiento del producto. Como resultado, los dispositivos MEMS dependen de una variedad de procesos y variables y, a menudo, existe un proceso para cada producto MEMS. Los equipos de I+D suelen necesitar años de mejoras y pruebas antes de la comercialización.

La fundición MEMS se puede dividir en línea de prueba piloto, fundición IC y fundición profesional MEMS.

La línea piloto está compuesta principalmente por universidades e institutos de investigación científica, que sirven como plataformas de investigación y desarrollo de tecnología genérica industrial, sin fines de lucro y con capacidad limitada. El negocio IC OEM MEMS está en su infancia y su capacidad es relativamente débil. La mayoría de las empresas de diseño nacionales con cierta escala eligen OEM extranjeros.

Los OEM profesionales pasan gradualmente de la adquisición a la autoconstrucción, por ejemplo: a finales de 2015, el fabricante nacional NVA adquirió el OEM MEMS sueco Silex Microsystems, dominando así la tecnología OEM MEMS líder en el mundo;

La tecnología de embalaje proviene principalmente de la tecnología de embalaje de circuitos integrados, pero los productos MEMS son más abundantes, por lo que la tecnología es más compleja y difícil, lo que hace que la tecnología de embalaje se haya convertido en un campo líder para las principales plantas de prueba de embalaje de semiconductores subcontratadas.

En el proceso de embalaje y fabricación, debido a que China comenzó tarde y los Estados Unidos, Japón, Alemania y otras potencias manufactureras tienen una cierta brecha en la capacidad y precisión de fabricación, el sensor MEMS producido en vida y la precisión es pobre y el nivel de calidad es no uniforme, la competitividad del producto es baja. Aunque los OEM de MEMS nacionales están rezagados con respecto a los grandes fabricantes internacionales, la tecnología de embalaje y prueba comenzó antes y logró buenos resultados, y se ha convertido en competitividad internacional.

Entre ellos, los principales productos de micrófonos MEMS son Goer Stock y Ruisen Technology. Debido a que su modelo de negocio es comprar propiedad intelectual de productos MEMS de fabricantes de diseño extranjeros y luego completar las pruebas de empaque y las ventas de productos por sí mismos después de la fabricación OEM, hay un cierto espacio premium y ahora están en el campo global MEMS TOP30.

En la industria de aplicaciones posteriores, la electrónica de consumo es el mercado más grande, principalmente debido al rápido crecimiento de los teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles y otros mercados en los últimos años, y al rápido desarrollo de los fabricantes nacionales de dispositivos inteligentes como la principal empresa de tecnología de China, Xiaomi y Vivo. El segundo es la electrónica automotriz, la inteligencia automotriz requiere equipos de detección de alta precisión, como BYD, NIO, Xiaopeng, los fabricantes de automóviles nacionales posteriores también se están desarrollando en pleno apogeo. Además, equipos médicos, industria 4.0, Internet de las cosas y otras industrias de aplicaciones posteriores en rápido desarrollo. Las empresas en la fase final de la cadena industrial nacional se están desarrollando rápidamente con un buen impulso, pero sus tecnologías centrales aún necesitan apoyo extranjero y su capacidad independiente de investigación y desarrollo es relativamente pobre. Las empresas se han dado cuenta de la importancia de la capacidad de innovación independiente y continúan haciendo esfuerzos.

4. Los flujos de capital hacia la industria MEMS han aumentado dramáticamente

Como la industria MEMS es la base del desarrollo de la ciencia y la tecnología en la nueva era, y el apoyo político es fuerte, los casos de inversión y financiamiento de la industria MEMS en China están aumentando año tras año, tanto en términos de cantidad como de monto. En términos de monto de inversión, el monto de inversión en 2019 fue aproximadamente el doble que en 2018. Aunque la inversión en el mercado primario fue fría, la inversión en la industria MEMS continuó aumentando.

En términos de segmentación, MEMS+AI, MEMS RF, MEMS fotoeléctricos y MEMS biológicos tienen la mayor cantidad de casos de inversión y cantidad de dinero. El aumento significativo en el número y monto de la inversión indica que el mercado de capitales está prestando más atención a la industria MEMS. En términos de distribución geográfica, Beijing, Guangdong, Shanghai, Zhejiang y Jiangsu encabezaron la lista en términos de número de casos de inversión.

图16 2017-2019年中国MEMS行业投融资情况资料来源：赛迪顾问，国泰君安证券研究

Es necesario fortalecer el diseño y el OEM chinos, y la prueba cerrada es competitiva.

Al igual que en la industria de los circuitos integrados, la cadena industrial de MEMS implica principalmente diseño y desarrollo, producción y fabricación, empaquetado y pruebas, y aplicación de sistemas. El upstream de la cadena industrial MEMS incluye el diseño de dispositivos MEMS, la investigación, el desarrollo y el suministro de equipos de producción y materiales, el medio incluye la fabricación de dispositivos MEMS y las pruebas de embalaje, y el downstream utiliza productos MEMS para integrar productos electrónicos terminales.

Las empresas de diseño de chips upstream se centran en el diseño de chips MEMS y la estructura de su producto. Después de completar el diseño, recurren a fábricas de terceros para producir chips MEMS. Después del embalaje y las pruebas, los chips MEMS se pueden enviar a clientes en aplicaciones de control industrial, automotriz, médica y de electrónica de consumo. En la actualidad, los procesos de fabricación de MEMS de las empresas nacionales se encuentran principalmente en el rango de 0.25 a 1 micra. Los procesos de fabricación no son un factor limitante de la cadena industrial, pero la función y la estructura son relativamente más importantes.

图18 MEMS产业链资料来源：国泰君安证券研究

Hay dos modos de producción midstream: Fabless e IDM. El modo Fabless es el modo de producción principal en la actualidad. Es un modo de división vertical del trabajo basado en el diseño. Las empresas son las principales responsables del diseño y las ventas de productos MEMS y subcontratan la producción, las pruebas, el embalaje y otros aspectos. El modo IDM es el modo de fabricación de dispositivos integrados, que también es el principal modo de negocio de las grandes fábricas internacionales en la actualidad. Los fabricantes típicos de IDM son Bosch, Samsung, TI, Toshiba, ST, etc.

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

Los fabricantes intermedios se pueden clasificar en dos tipos: uno es un proveedor de soluciones que proporciona productos personalizados flexibles basados ​​en los requisitos posteriores y luego los vende a los fabricantes de terminales para su uso mediante una simple depuración de software. En segundo lugar, los fabricantes que suministran productos terminales generalmente se centran en campos específicos, pero los costos de investigación y desarrollo son altos y el ciclo de investigación y desarrollo es largo. El primer tipo de fabricante es más adecuado para productos del mercado de consumo masivo, y el segundo tipo de fabricante es más adecuado para productos de dominio especializado.

图20 2019年中国MEMS市场应用结构（%）资料来源：赛迪顾问，国泰君安证券研究

Coexisten oportunidades y desafíos de desarrollo empresarial de sensores MEMS nacionales

1. Los proveedores tienen un poder de negociación mediocre

Los proveedores ascendentes de MEMS proporcionan principalmente materias primas, principalmente materiales a base de silicio. Los materiales MEMS y los materiales semiconductores tradicionales son básicamente los mismos, el mercado de suministro ya está maduro y la competencia es más feroz y se ha formado un mercado de compradores. Cuando los proveedores de sensores MEMS se enfrentan a grandes clientes OEM y clientes OEM, estos clientes OEM dependen de un fuerte poder de mercado y exigen materias primas a precios más bajos a los proveedores. Sin embargo, en los últimos dos años, debido al aumento de los precios de las materias primas y la limitación de la capacidad de producción de obleas, el enlace de obleas de MEMS se ha restringido. Los productos convencionales de 6 y 8 pulgadas generalmente están agotados y el poder de negociación de los proveedores ha aumentado. Se puede observar que el poder de negociación de los proveedores se ve muy afectado por la oferta del mercado.

2. Los compradores tienen un alto poder de negociación

Las empresas MEMS aumentan los esfuerzos de investigación científica y mejoran su competitividad central respectiva, de modo que el rápido desarrollo de la tecnología, la actualización de productos se aceleran y la reducción de precios se acelera.

Con el rápido desarrollo de Internet de las cosas y la mejora acelerada del mercado de la electrónica de consumo, muchas empresas se han unido al mercado y la competencia se ha vuelto cada vez más feroz. Esto hace que los precios del mercado de consumo final se reduzcan gradualmente, los fabricantes, las empresas de investigación y desarrollo reduzcan el precio; Al mismo tiempo, la expansión del mercado de consumo final mejora el volumen de vendedores finales y el poder de negociación de los compradores.

Además, como la mayoría de las empresas nacionales son buenas en productos de gama baja, también se enfrentan a un gran número de competidores, por lo que necesitan garantizar su cuota de mercado mediante una guerra de precios. Se puede observar que el poder de negociación de los compradores es alto.

3. Es difícil para los nuevos participantes competir en los campos existentes.

Las barreras de la industria de sensores MEMS son altas. En primer lugar, existen barreras financieras. Debido a las características no estandarizadas de los productos, las empresas MEMS no pueden respaldar un determinado producto a través de un solo proceso. Además de utilizar materiales de silicio, no existe un componente básico común, lo que significa que cada producto MEMS necesita un proceso diferente.

Sin embargo, una empresa a menudo necesita llevar a cabo el diseño y el desarrollo, el procesamiento y la fabricación de prueba, las pruebas de calidad y otros pasos de múltiples productos al mismo tiempo, y existe una gran inversión de capital. En segundo lugar, las barreras técnicas, el diseño de MEMS debe cruzar disciplinas y el diseño es difícil. En el proceso de procesamiento, cada tipo de producto necesita una tecnología de procesamiento diferente y cada proceso necesita pasos de desarrollo y optimización del proceso. Al mismo tiempo, debido a la falta de experiencia en las nuevas empresas, es difícil cumplir con la precisión y la calidad del procesamiento, y el procesamiento es difícil.

Finalmente, está la barrera del talento. Debido a la baja popularidad de las nuevas empresas y su débil capacidad para atraer talentos, les resulta difícil superar a las empresas existentes en capacidad de innovación y competitividad central. Sin embargo, con el desarrollo continuo de nuevas tecnologías y la apertura de segmentos y aplicaciones de mercado, existe una pequeña brecha entre todas las empresas en estos campos, lo que brinda oportunidades de desarrollo a algunas empresas nuevas.

4. La competencia de los competidores existentes es feroz

Actualmente, las empresas estadounidenses representan la mitad de la cuota de mercado nacional de MEMS, además de las empresas europeas y japonesas, y las empresas extranjeras como Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS y Texas Instruments ocupan la mayor parte del mercado nacional. Desde el punto de vista de las principales empresas que cotizan en bolsa, sólo hay dos empresas nacionales de sensores con más de 2 mil millones de ingresos, lo que está relacionado con el desarrollo tardío y la competencia de las empresas nacionales de sensores.

La capacidad de suministro interno de China es insuficiente, especialmente los productos de alta gama, casi todos dependen de suministros importados, el 80% de los chips dependen de países extranjeros; La participación restante solo se concentra en manos de unas pocas empresas que cotizan en bolsa, como Goeracoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Shilanwei y Jinlong Electromechanical. Cinco empresas ocupan más del 5% del mercado nacional de MEMS; El 70% de las empresas MEMS nacionales son pequeñas y medianas empresas y sus productos se concentran principalmente en el nivel medio y bajo. En general, la situación actual de las empresas chinas es que los productos de gama media y baja compiten ferozmente, mientras que no hay competitividad en los productos de gama alta.

5. Hay poca amenaza sustitutiva

El sensor MEMS es un sustituto de los sensores tradicionales. En comparación con los sensores tradicionales, el sensor MEMS tiene las siguientes ventajas: miniaturización, peso ligero y bajo consumo de energía. Los dispositivos MEMS son de tamaño pequeño. Generalmente, el tamaño de un único sensor MEMS se mide en milímetros o incluso micras. Al mismo tiempo, los componentes mecánicos después de la miniaturización tienen las ventajas de pequeña inercia, alta frecuencia de resonancia, corto tiempo de respuesta, etc.

Además, los sensores MEMS son más adecuados para la producción en masa, lo que puede reducir en gran medida el costo de producción de MEMS individuales. Integración de procesamiento, un solo MEMS suele estar en el paquete de sensores mecánicos, pero también está integrado con otros chips, control conveniente del chip MEMS.

El sensor inteligente tiene función de procesamiento de información, a través del software puede corregir todo tipo de errores, mejorar en gran medida la precisión del sensor, mejorar la confiabilidad del sensor y mejorar las partes antiinterferencias de todo el sistema. Bajo la demanda de la misma precisión, el sensor inteligente multifuncional ha mejorado significativamente el rendimiento de costos en comparación con el sensor ordinario con una sola función, y el sensor inteligente multifuncional puede realizar la medición de múltiples parámetros integrales mediante múltiples sensores. Combinadas con estas ventajas, las alternativas a los sensores MEMS representan muy poca amenaza.

Patrón de competencia y análisis KSF.

El mercado MEMS de China ha estado dominado durante mucho tiempo por fabricantes extranjeros, que son maduros en todos los aspectos de la tecnología MEMS y tienen ventajas obvias en la vida útil y la precisión del producto.

En 2019, broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, QORVO, HP, Lou, NXP, Goel y TDK se ubicaron entre los 10 principales PROVEEDORES del mercado MEMS de China, entre los cuales las empresas estadounidenses representaron el 54%. La empresa china Goer llegó al top 10 y los ingresos de MEMS crecieron un 36 % interanual en 2019, superando con creces a otras empresas líderes del sector. Resound ocupó el puesto 22, con un crecimiento de ingresos del 11% interanual, también superior al de la industria en su conjunto.

Figura 21. Estructura de proveedores del mercado MEMS en China en 2019

Fuente: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

En la actualidad, la escala general de fabricantes nacionales de sensores MEMS no es grande. Además de los ingresos anuales de más de 100 millones de dólares para Goer y Resound, los ingresos anuales de los fabricantes locales de sensores MEMS, como Micron Semiconductor, Mattel Technology y Microchip Microchip, son menos de 60 millones de dólares y la escala general es pequeña.

Además, los fabricantes nacionales operan una categoría de producto relativamente única, la mayoría de las líneas de productos son una, la mayoría de ellos son proveedores de componentes y la capacidad de suministro de soluciones es deficiente. Los gigantes internacionales Invensense, Infineon y otros fabricantes extranjeros tienen de 2 a 3 líneas de productos, y Bosch, Denso, STMICROELECTRONICS y otras líneas de productos MEMS tienen más de 4 y tienen la capacidad de proporcionar soluciones integradas. Por el contrario, a los pequeños proveedores les resulta difícil lograr una producción en masa en un corto período de tiempo, por lo que la participación de mercado de los principales grandes proveedores es relativamente estable y la concentración del mercado es alta.

2. Análisis KSF de empresas nacionales

En primer lugar, la capacidad de investigación y desarrollo de las empresas es el núcleo del avance alternativo nacional. En la actualidad, la INVESTIGACIÓN y el desarrollo nacionales de MEMS se realizan principalmente en institutos de investigación y universidades, y la capacidad de investigación y desarrollo de las empresas es relativamente pobre. Y la industria MEMS, como base de la nueva tecnología, tener nuevos productos innovadores o grandes mejoras es una forma importante de afianzarse en el mercado. Por lo tanto, merecen atención las empresas innovadoras y con su propia competitividad central.

Por ejemplo, Goer es una empresa líder en el campo de los micromicrófonos; El sensor acelerómetro de la filial Suzhou Gootechnetium ocupa el primer lugar en ventas nacionales. El sensor de gas de Weisheng Technology, una filial de Hanway Electronics, ha logrado logros iniciales y puede aplicarse a productos de detección de gases y dispositivos portátiles inteligentes.

En segundo lugar, la cooperación estable entre empresas y fabricantes intermedios es la clave para la iteración continua de productos. La demanda interna es enorme, los excelentes fabricantes nacionales que cooperan con las grandes empresas nacionales tienen una ventaja innata, pero los fabricantes nacionales a la forma básica de Fabless tienen prioridad, en comparación con las empresas IDM, la cadena de suministro y la cadena de distribución no son perfectas, no hay una cadena descendente estable. Los proveedores son un gran problema, por lo que la cadena industrial completa y las grandes empresas posteriores con una cooperación estable, Además de la existencia desde hace mucho tiempo, también merece atención el sistema de integridad de la empresa.

Además, el diseño del chip y la capacidad de suministro son la base para que los sensores MEMS puedan hacer frente a la iteración y la innovación tecnológicas. Por lo tanto, los fabricantes nacionales de semiconductores que se centran en la I+D y el diseño de MEMS tienen amplias oportunidades de mercado para la sustitución de importaciones y la innovación.

Por último, las empresas tienen un fuerte respaldo de capital es también una de las fuerzas impulsoras de un rápido desarrollo. Debido a la gran inversión y la dificultad para obtener ganancias en el desarrollo inicial de las empresas MEMS, y la gran cantidad de capital, talentos y otros recursos necesarios para el desarrollo, las empresas con el apoyo de grandes empresas o una sólida experiencia en inversiones pueden desarrollarse más rápidamente.

表2 MEMS非上市公司资料来源：企名片，国泰君安证券研究

La principal conclusión

Conclusión principal 1: Los sensores MEMS son ricos en variedad y ampliamente utilizados, y son los dispositivos clave para obtener información y realizar interacción. Con la penetración acelerada del Internet de las cosas, 5G, la conducción inteligente y otras industrias, la demanda de aplicaciones es amplia y el mercado enorme.

Según las estadísticas del CCID Think Tank, el tamaño del mercado chino es de aproximadamente 60 mil millones de yuanes en 2019, lo que representa aproximadamente el 54% del mercado global, y la tasa de crecimiento del mercado interno sigue siendo mayor que la del mundo. . Se espera que para 2022, el tamaño del mercado chino de MEMS supere los 100 mil millones de yuanes, con una fuerte demanda interna de sustitutos. Sin embargo, todavía existe una brecha entre la tecnología y el rendimiento de los productos de sensores MEMS nacionales en comparación con los gigantes extranjeros. Consideramos que la industria MEMS todavía se encuentra en la etapa inicial de crecimiento.

Conclusión principal 2: Las condiciones impulsoras para el desarrollo de la industria de sensores MEMS son buenas, incluido el apoyo político, el crecimiento de la demanda, la oferta abundante, la atención del capital y la iteración tecnológica. Sin embargo, todavía hay margen de mejora en el nivel de proceso de la cadena industrial. Teniendo en cuenta que el nivel de margen bruto de las empresas líderes internacionales es mayor que el de los fabricantes nacionales, pero el precio de los productos es más alto, lo que da a las empresas nacionales un cierto espacio para el crecimiento. Al mismo tiempo, debido a las características de la personalización de MEMS, se espera que algunas empresas nacionales logren avances tecnológicos en nuevos segmentos.

Conclusión principal 3: En comparación con las empresas de los países desarrollados, los fabricantes nacionales se desarrollaron tarde y tenían una baja cuota de mercado, y la mayor parte del mercado estaba ocupada por fabricantes estadounidenses, japoneses y alemanes.

La ventaja local reside principalmente en la aplicación posterior, la innovación de modos y la captación de la demanda del mercado diversificada. En los últimos años, con la aplicación de sensores de huellas dactilares, imagen y sonido, se espera que las empresas con innovación de productos y una larga existencia ganen mayor espacio para el crecimiento, y se espera que surjan empresas de alta calidad en todos los segmentos.

Se recomienda prestar atención a Mattel Electronics, Deep-HAO Semiconductor, Kunshan Shuangqiao, MingHAO sensing, ENERGY hao, BIG brother electronics, Wuxi good up, Minhao Micro, micro sensors y otras empresas para las principales oportunidades de inversión en el mercado.

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