این مقاله عمدتاً صنعت حسگر MEMS در چین را معرفی می‌کند، مشکلات و نکات کلیدی جایگزینی MEMS در چین را مورد بحث قرار می‌دهد و نتیجه‌گیری و راه‌حل‌هایی را ارائه می‌دهد.این مقاله ایده های زیادی دارد که ارزش خواندن دارد. به ویژه اشاره می‌شود که توانایی تحقیق و توسعه شرکت‌ها کلید پیشرفت جایگزینی داخلی است. همکاری پایدار بین شرکت ها و تولیدکنندگان پایین دستی کلید تکرار مداوم محصول است. شناسایی سرمایه قوی نیز یکی از نیروهای محرک برای توسعه سریع شرکت است.

MEMS مخفف Micro Electro Mechanical System، سیستمی است که ریزمدارها و ریزماشین ها را بر اساس نیازهای عملکردی روی یک تراشه یکپارچه می کند.

MEMS بر اساس فوتولیتوگرافی، خوردگی و سایر فناوری های نیمه هادی سنتی، ادغام شده با ماشینکاری فوق العاده دقیق، و ترکیب با مکانیک، شیمی، اپتیک و سایر رشته ها و دانش پایه فنی است، به طوری که MEMS میلی متری یا میکرونی دارای مکانیکی، شیمیایی دقیق و کامل است. ، نوری و سایر مشخصات سازه.

محصولات MEMS را می توان به طور عمده به حسگرهای MEMS و محرک های MEMS تقسیم کرد که در آنها از سنسورها برای شناسایی و تشخیص پدیده ها و سیگنال های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و سایر موارد استفاده می شود و از محرک ها برای دستیابی به حرکت مکانیکی، نیرو و گشتاور و سایر رفتارهای دستگاه ها استفاده می شود.

شکل. 1 حسگر MEMS و میکرو بزرگنمایی محلی

منبع: Sadie Advisors

سنسور MEMS یک سنسور میکرو است که توسط فناوری میکرو الکترونیک و میکرو مکانیکی تولید می شود. محصولات MEMS بسیار متنوع است و پرکاربردترین محصولات MEMS است. از طریق اجزای میکرو سنسور و واحدهای انتقال، سیگنال ورودی تبدیل شده و به سیگنال نظارت شده دیگری صادر می شود.

در مقایسه با سنسورهای تولید شده توسط فناوری سنتی، دارای ویژگی های اندازه کوچک، وزن سبک، هزینه کم، مصرف برق کم، قابلیت اطمینان بالا، مناسب برای تولید انبوه، ادغام آسان و تحقق هوشمند است.

سنسورهای MEMS به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند

به عنوان یک وسیله کلیدی برای کسب اطلاعات و تعامل، MEMS نقش مهمی در ارتقای کوچک سازی سیستم های مکانیکی ایفا می کند. سنسورهای MEMS به طور گسترده در الکترونیک خودرو، لوازم الکترونیکی مصرفی، هوافضا، زیست پزشکی، صنعتی و سایر زمینه ها استفاده شده است.

لوازم الکترونیکی مصرفی و خودرو کاربردهای اصلی MEMS هستند. از دیدگاه ساختار بازار جهانی MEMS در سال 2019، لوازم الکترونیکی مصرفی اصلی ترین زمینه کاربردی است که نزدیک به 60٪ را شامل می شود. خودرو دومین حوزه کاربردی بزرگ است که حدود 19 درصد را به خود اختصاص داده است. از نظر ساختار بازار MEMS در چین در سال 2019، شبکه و ارتباطات، رایانه ها و لوازم الکترونیکی مصرفی با هم 50 درصد را به خود اختصاص داده اند در حالی که بخش خودرو 29 درصد را به خود اختصاص داده است.

با بهبود بیشتر ضریب نفوذ وسایل نقلیه انرژی جدید و توسعه اینترنت اشیا، در سال 2019، شبکه و ارتباطات، الکترونیک خودرو بیش از نیمی از برنامه های کاربردی بازار MEMS را به خود اختصاص داد. با ورود 5G و شبکه هوشمند، ضریب نفوذ MEMS همچنان بهبود می یابد و انتظار می رود فضای بازار در زمینه های فوق بازتر شود.

图4 2019年全球MEMS市场结构

منبع: Yole Development، Guotai Junan Securities Research

تاریخچه توسعه حسگر MEMS

فاز اول، از سال 1990 تا 2000، شاهد استفاده روزافزون از حسگرهای MEMS در الکترونیک خودرو و کاربردهایی مانند کیسه هوا، فشار ترمز، و سیستم های نظارت بر فشار باد تایر بودیم. این افزایش تقاضا باعث شده است که شرکت ها در اروپا، ژاپن و ایالات متحده به توسعه و تولید انبوه حسگرهای MEMS برای استفاده در اطراف خودروها بپردازند.

مرحله دوم، از سال 2000 تا 2010، با رشد سریع لوازم الکترونیکی مصرفی هدایت شد. لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلفن‌های همراه، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها به محصولات حسگر MEMS نیاز دارند که اندازه کوچک‌تر و عملکرد مصرف انرژی کمتری داشته باشند.

مرحله سوم از سال 2010 تا 2020 است. با توسعه سریع صنعت اینترنت اشیا، صنعت حسگر MEMS فضای بزرگی برای توسعه دارد. علاوه بر تلفن های هوشمند، رایانه های لوحی و سایر لوازم الکترونیکی مصرفی، حسگرهای MEMS به طور گسترده در AR/VR، ساعت های هوشمند، رانندگی هوشمند، تدارکات هوشمند، مراقبت های پزشکی هوشمند و سایر زمینه ها استفاده خواهند شد.

مرحله چهارم از سال 2020 است. با توسعه رانندگی خودکار، 5G و محبوبیت اینترنت اشیا، فضای توسعه MEMS بیشتر گسترش می یابد و عملکرد محصولات حسگر MEMS برای پاسخگویی به نیازهای کوچکتر و پایین تر بهبود می یابد. مصرف انرژی و عملکرد بالاتر

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
این صنعت تازه وارد فاز رشد خود می شود

از منظر اندازه بازار، طبق آمار و پیش بینی Yole، اندازه بازار جهانی MEMS در سال 2019، 11.5 میلیارد دلار بوده است. رشد بازار در سال 2020 به دلیل COVID-19 کند شد و بازار از سال 2021 بهبود خواهد یافت و انتظار می‌رود تا سال 17.7 به 2025 میلیارد دلار برسد. cagR برای سال‌های 2019-2025 7.4 درصد است.

در پس زمینه توسعه سریع لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم الکترونیکی خودرو و صنعت در چین، چین کشوری با سریعترین رشد اندازه بازار MEMS در پنج سال گذشته است و همچنین بزرگترین تولید کننده محصولات الکترونیکی در جهان است. تلفن های همراه و تبلت ها تقاضای بسیار زیادی برای محصولات MEMS دارند. محموله های تلفن همراه چین رتبه اول را در جهان دارد و تامین کنندگان حسگرهای MEMS مانند سنسورهای نوری و حسگرهای حرکتی مورد نیاز صنعت تلفن همراه، چین را به عنوان مهم ترین بازار در نظر گرفته اند.

طبق گزارش cCID Think Tank، اندازه بازار چین در سال 60 حدود 2019 میلیارد یوان بود که حدود 54 درصد از بازار جهانی را به خود اختصاص داد. بازار داخلی سریعتر از بازار جهانی به رشد خود ادامه می دهد و تخمین زده می شود که اندازه بازار MEMS چین در سال 100 از 2022 میلیارد یوان فراتر رود.

شکل 7. مقیاس جهانی بازار MEMS سریعتر رشد می کند

منبع: CCID Advisors، Guotai Junan Securities Research

از نظر ساختار محصول، پنج بخش برتر حسگر MEMS در جهان عبارتند از rf، فشار، میکروفون، شتاب سنج و ژیروسکوپ که نزدیک به 65٪ از کل را تشکیل می دهند. این سفارش برای بازار چین، rf، فشار، میکروفون، اینرسی و شتاب سنج مشابه بازار جهانی است.

طبق پیش‌بینی Yole، بخش‌های حسگر 1 میلیارد دلاری + MEMS تا سال 2024 شامل rf، ترکیب اینرسی، اثرانگشت اولتراسونیک، فشار، میکروفون و چاپ جوهرافشان می‌شود.

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

بر اساس پیش‌بینی Yole، از منظر پایانه‌های کاربردی، که به واسطه اینترنت اشیا و جایگزینی 5G تلفن‌های همراه هدایت می‌شود، انتظار می‌رود اندازه بازار جهانی MEMS مصرف‌کننده از 6.87 میلیارد دلار در سال 2019 به 11.14 میلیارد دلار در سال 2025 افزایش یابد. auانتظار می‌رود بازار MEMS موتوری از 2.18 میلیارد دلار در سال 2019 به 2.6 میلیارد دلار در سال 2025 افزایش یابد، با CAGR 3٪ که ناشی از افزایش نفوذ وسایل نقلیه هوشمند است. علاوه بر این، تقاضای بازار در بخش‌های صنعتی، پزشکی، ارتباطات، دفاعی و هوانوردی نیز رو به افزایش است.

از منظر بلوغ فناوری، توسعه فناوری MEMS در چین هنوز در مراحل اولیه است. از نظر تحقیق و توسعه محصول، اگرچه تعداد درخواست های ثبت اختراع در چین رتبه سوم را در جهان دارد، کیفیت ثبت اختراع ضعیف است و تعداد کمی از اختراعات اصلی وجود دارد. علاوه بر این، واحدهای متقاضی ثبت اختراع عمدتاً دانشگاه ها و مؤسسات تحقیقاتی هستند که صنعتی شدن پایینی دارند و هنوز نیاز به تغییر دستاوردها دارند.

از نظر بسته بندی و ساخت، کمبود تجربه OEM در چین وجود دارد و قابلیت اطمینان و عملکرد سنسورهای MEMS تولید شده توسط شرکت های OEM داخلی نمی تواند به طور کامل نیازهای تولید در مقیاس بزرگ را برآورده کند و هنوز شکاف خاصی از کاربرد بازار

از نظر مقیاس بنگاه، بیشتر بنگاه‌های داخلی، بنگاه‌های کوچک و متوسط ​​با بودجه ناکافی و توانایی ضعیف در جذب استعدادها هستند که در نتیجه ظرفیت تحقیقات علمی ضعیف و ایجاد کانال‌های همکاری با دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی با مشکل مواجه می‌شود.

از نظر مقیاس تجاری و سطح سود، هنوز شکاف آشکاری بین شرکت های نیمه هادی داخلی و شرکت های پیشرو خارجی وجود دارد. برادکام، یک شرکت پیشرو بین المللی، در سال 22.597 به درآمد 2019 میلیارد دلاری دست یافت که مربوط به حاشیه سود ناخالص 55.2 درصدی فروش است. در سال 2019، STMICROELECTRONICS درآمد 15.416 میلیارد دلار آمریکا و حاشیه ناخالص 38.7٪ را گزارش کرد. تگزاس اینسترومنتز با درآمدی معادل 14.383 میلیارد دلار در سال 2019، در سال های اخیر با حاشیه ناخالص بیش از 50 درصد یا حتی بیش از 60 درصد کار کرده است.

از سوی دیگر، در سال 2019، Goer Shares، برترین شرکت داخلی، درآمد عملیاتی حدود 5.068 میلیارد دلار داشت که نرخ سود ناخالص آن تنها 15.43 درصد بود. شرکت های داخلی و غول های خارجی در مقابل، مقیاس درآمد و سودآوری هنوز شکاف بزرگی دارند.

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

از منظر تعداد رقبا، انواع حسگرهای MEMS و ساخت بسیاری وجود داردrs در سال 2019، بازار MEMS چین عمدتاً تحت تسلط تولیدکنندگان خارجی است، با گردن و گردن Broadcom و Bosch، در حالی که سایر رقبای اصلی عبارتند از STMICROELECTRONICS، Texas Instruments، Qorvo و غیره.

تولیدکنندگان آمریکایی بیش از نیمی از آنها را تشکیل می‌دهند و تولیدکنندگان اروپایی، آمریکایی و ژاپنی در زمینه تولید تراشه‌های MEMS و MEMS نسبتاً توسعه یافته‌اند. رقبای داخلی نیز عملکرد خوبی دارند. گور برای اولین بار در بین 10 تولیدکننده برتر جهانی MEMS قرار گرفت زمان در سال 2019، و فناوری Resound در رتبه 22 قرار گرفت. در بخش ریخته گری، Si Microelectronics Holdings Silex رتبه اول را به خود اختصاص داد. به طور کلی، رقبای بین‌المللی مزایای آشکاری دارند، اما شرکت‌های داخلی با سرعت فزاینده‌ای در حال پیشرفت هستند.

شکل 13 صنعت حسگر MEMS داخلی به تازگی وارد مرحله رشد شده است

منبع: Guotai Junan Securities Research

به طور خلاصه، بر اساس تجزیه و تحلیل فوق از اندازه بازار، بلوغ فناوری، وضعیت عملیات شرکت، تعداد رقبا و سایر جنبه ها، ما قضاوت می کنیم که جایگزینی داخلی صنعت حسگر MEMS هنوز در مراحل اولیه رشد است و شرکت های MEMS داخلی هستند. سرعت گرفتن برای رسیدن به غول های صنعت. با توسعه اینترنت اشیاء، وسایل نقلیه هوشمند و فناوری 5G، صنعت حسگر MEMS داخلی به رشد خود ادامه خواهد داد و انتظار می‌رود سرعت جایگزینی داخلی تسریع شود..

تولیدکنندگان داخلی MEMS فضای توسعه بسیار خوبی دارند

1. سیاست های ملی به شدت از توسعه صنعت حسگر MEMS حمایت می کند

سنسور MEMS نقش بسیار مهمی در فناوری های مدرن مانند اینترنت اشیا، ساخت هوشمند، لجستیک هوشمند و غیره ایفا می کند. چین بزرگترین بازار حسگرهای MEMS در جهان است و بازار سنسورهای MEMS در چین از نظر مقیاس و اهمیت قابل توجه است.

محیط سیاست برای توسعه صنعت حسگر ملی همچنان بهینه می شود. با ترویج شدید "استراتژی قدرت تولید" و برنامه اقدام "اینترنت +"، اهمیت فناوری حسگر و صنعت حسگر به طور فزاینده ای برجسته خواهد شد. می‌توان پیش‌بینی کرد که فناوری حسگر اولویت اصلی توسعه علم و فناوری در چین در آینده خواهد بود.

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. تقاضا از بازارهای پایین دستی باعث رشد مداوم بازار صنعت MEMS می شود

بخش لوازم الکترونیکی مصرفی به لطف بازار رو به رشد گوشی های هوشمند، پوشیدنی ها و خانه های هوشمند، بازار شماره یک MEMS است. چین، بزرگترین پایگاه تولید لوازم الکترونیکی در جهان، نزدیک به نیمی از دستگاه های MEMS جهان را مصرف می کند.

رشد مداوم در فروش محصولات الکترونیکی مصرفی MEMS در چین، مانند تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها، باعث رشد صنعت MEMS، مانند سنسورهای شتاب‌سنج و میکروفون‌ها شده است. علاوه بر این، با توسعه رانندگی هوشمند و وسایل نقلیه انرژی جدید، بازار MEMS در الکترونیک خودرو به سرعت در حال رشد است و با سهم بازار 17.8 درصد در سال 2019، رتبه دوم را به خود اختصاص داده است.

دولت به شدت از بخش 5G حمایت می کند و چین بازار صنعت 5G پر جنب و جوشی را تشکیل داده است. سرمایه گذاران سرشار از اطمینان و امید در بازار 5G هستند و فضای وسیعی را برای ترویج و کاربرد 5G فراهم می کنند.

5G اساس اینترنت همه چیز است و همچنین توسعه اینترنت همه چیز را سرعت می بخشد. اینترنت اشیا تبدیل به "tuyere" بعدی مورد انتظار همه صنایع شده است و صنعت جهانی اینترنت اشیا به سرعت در حال توسعه است. بازار اینترنت اشیاء چین سریعتر از سایر نقاط جهان در حال رشد است و به فعال ترین بازار اپلیکیشن اینترنت اشیا در جهان تبدیل شده است. Ccid Consultants پیش بینی می کند که بازار 5G چین با سرعت بالایی به رشد خود ادامه خواهد داد.

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

در زمینه اینترنت اشیا، بازار باعث رشد سریع بازار حسگرهای MEMS می شود. حسگرهای MEMS نقش کلیدی در اتصال دنیای آنالوگ و دیجیتال دارند و آگاهی و جمع آوری داده های آن ها از محیط اطراف به ما درک عینی و جامعی از عملکرد عادی دستگاه ها و سیستم های مختلف می دهد.

بر اساس آمار GSMA، تعداد دستگاه های iot جهانی از 2 میلیارد دستگاه در سال 2010 به 12 میلیارد دستگاه در سال 2019 افزایش یافته است. با بهره مندی از تجاری سازی 5G و توسعه wi-FI6، بازار iot دارای پتانسیل بسیار زیادی در آینده است. GSMA پیش‌بینی می‌کند که دستگاه‌های iot جهانی تا سال 24.6 به 2025 میلیارد دستگاه با نرخ رشد ترکیبی 12.7 درصد از سال 2019 تا 2025 خواهد رسید.

شکل 15 رشد سریع دستگاه های iot (واحد: میلیارد)

منبع: GSMA، Guotai Junan Securities Research

در بخش مراقبت های بهداشتی، COVID-19 فاجعه بزرگی را برای کل جهان به ارمغان آورده است، اما منجر به رشد عظیمی در بازار حسگرهای MEMS پزشکی شده است. چه دماسنج های الکترونیکی، دستگاه های تشخیصی یا هواکش ها، همه این دستگاه های پزشکی به حسگرهای MEMS متصل می شوند که منجر به رشد سریع بازار در این مناطق می شود.

یول پیش بینی می کند که بازار MEMS پزشکی در سال 10.6 رشد 2020 درصدی خواهد داشت. علاوه بر این، این بیماری همه گیر توجه مردم را به سلامت افزایش داده و توسعه بازار مصرف کننده پزشکی را تسریع کرده است.تی تجهیزات پزشکی پوشیدنی که به طور مداوم شاخص های فیزیکی را نظارت می کنند نیز به سرعت توسعه یافته اند.

با توجه به پیشگیری و کنترل همه گیر، افزایش تقاضا برای خدمات بدون تماس، تحویل ربات، کارخانه های پردازش ربات و غیره به طور غیر مستقیم باعث توسعه سریع صنعت MEMS شده است.

علاوه بر این، عادت مردم به اتوماسیون به این معنی است که حتی اگر اپیدمی در مقطعی در آینده پایان یابد، مردم همچنان به خدمات خودکار و بدون سرنشین مبتنی بر memS متکی خواهند بود، بنابراین صنعت کوچک نمی‌شود، بلکه به رشد خود ادامه می‌دهد.

3. توسعه شرکت های داخلی حسگر MEMS با چالش های فنی خاصی مواجه است

صنعت MEMS چین خیلی دیرتر از کشورهای خارجی شروع شد، از طراحی، ساخت و بسته بندی سه لینک، شرایط فنی موجود در ابتدا یک طراحی MEMS، پردازش، بسته بندی، آزمایش سیستم اژدها را تشکیل داده است تا از توسعه بیشتر MEMS چین اطمینان حاصل شود. فناوری برای ارائه یک پلت فرم بهتر.

با این حال، به دلیل چندپارگی و تمرکززدایی قدرت ناشی از دلایل تاریخی، همراه با کمبود جدی سرمایه گذاری، اگرچه دستاوردهای زیادی حاصل شده است، اما همچنان از نظر کیفیت، نسبت عملکرد به قیمت و تجاری سازی فاصله زیادی با کشورهای خارجی وجود دارد. .

تحقیق و توسعه فناوری MEMS به سرمایه گذاری نسبتاً طولانی نیاز دارد، تحقیق و توسعه یک سنسور به طور کلی 6-8 سال طول می کشد و زمان آزمایش و واردات به زنجیره صنعتی معمولاً نزدیک به 20 سال طول می کشد. علاوه بر این، قیمت محصول متناسب با اهمیت محصول یا دشواری توسعه نیست، در نتیجه شرکت های MEMS چینی نمی توانند از جنگ قیمت سود ببرند.

بنابراین، شرکت های چینی باید ظرفیت پشتیبانی زنجیره صنعتی را بهبود بخشند و همکاری های بالادستی و پایین دستی را تقویت کنند و به طور فعال پیشرفت مواد جدید و فناوری یکپارچه سازی در دستگاه های MEMS را بررسی کنند و فرصت های جدید بازار را کشف کنند.

تمرکز تحقیق و توسعه و طراحی بالادستی بر دانشگاه ها، موسسات تحقیقاتی و پلت فرم آزمایشی تحقیق و توسعه. فناوری MEMS زمینه های زیادی مانند میکروالکترونیک، ماشین آلات، مواد، شیمی، فیزیک و غیره را در بر می گیرد. درجه بین رشته ای بالا است، تحقیق دشوار است، چرخه طراحی طولانی است و اغلب چندین سال طول می کشد تا بتوان به تولید انبوه رسید.

در حال حاضر، شرکت توانایی نوآوری خاصی دارد، اما همگرایی کسب و کار بالا است، موقعیت محصول متوسط ​​و پایین است، و مقیاس کلی درآمد صنعت کوچک است. طراحی MEMS به حلقه ارزش افزوده بالای زنجیره صنعتی تعلق دارد. محصولات شرکت های داخلی عمدتاً سنسورهای مکانیکی هستند که در سطح متوسط ​​و پایین در بازار قرار دارند.

در تولید متوسط، خواص مواد اولیه MEMS، مانند خواص مکانیکی ساختاری و خواص شیمیایی مواد، عوامل اساسی برای تعیین عملکرد محصول هستند. در نتیجه، دستگاه‌های MEMS به فرآیندها و متغیرهای مختلفی متکی هستند و اغلب برای هر محصول MEMS یک خط لوله وجود دارد. تیم‌های تحقیق و توسعه معمولاً قبل از تجاری‌سازی به سال‌ها بهبود و آزمایش نیاز دارند.

ریخته گری MEMS را می توان به خط آزمایشی آزمایشی، ریخته گری IC و ریخته گری حرفه ای MEMS تقسیم کرد.

خط آزمایشی عمدتاً متشکل از دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی علمی است که به‌عنوان پلت‌فرم‌های تحقیق و توسعه فناوری عمومی صنعتی، نه برای سود و با ظرفیت محدود، خدمت می‌کنند. کسب و کار IC OEM MEMS در مراحل اولیه است و ظرفیت آن نسبتا ضعیف است. اکثر شرکت های طراحی داخلی با مقیاس مشخص OEM خارجی را انتخاب می کنند.

OEM حرفه ای به تدریج از اکتساب به ساخت خود، به عنوان مثال: در پایان سال 2015، سازنده داخلی NVA Microsystems سوئدی MEMS OEM Silex Microsystems را خریداری کرد، بنابراین بر فناوری پیشرو MEMS OEM در جهان تسلط یافت.

فناوری بسته‌بندی عمدتاً از فناوری بسته‌بندی مدار مجتمع می‌آید، اما محصولات MEMS فراوان‌تر هستند، بنابراین این فناوری پیچیده‌تر و دشوارتر است، در نتیجه فناوری بسته‌بندی به یک زمینه پیشرو برای برون‌سپاری کارخانه‌های آزمایش بسته‌بندی نیمه‌رسانا تبدیل شده است.

در فرآیند بسته بندی و ساخت، به دلیل اینکه چین دیر شروع کرد و ایالات متحده، ژاپن، آلمان و سایر قدرت های تولیدی ظرفیت و دقت تولید هنوز یک شکاف مشخص است، سنسور MEMS تولید شده در طول عمر و دقت ضعیف است و سطح کیفیت پایین است. یکنواخت نیست، رقابت محصول کم است. اگرچه MEMS OEM داخلی از تولیدکنندگان بزرگ بین المللی عقب مانده است، فناوری بسته بندی و آزمایش زودتر شروع شده و نتایج خوبی به دست آورده است و به رقابت بین المللی تبدیل شده است.

از جمله محصولات اصلی میکروفون MEMS می توان به Goer Stock و Ruisen Technology اشاره کرد. از آنجایی که مدل کسب و کار آنها خرید IP محصول MEMS از تولیدکنندگان طراحی خارجی است و سپس تست بسته بندی و فروش محصولات توسط خودشان پس از ساخت OEM انجام می شود، فضای ممتاز خاصی وجود دارد و اکنون در کمپ جهانی MEMS TOP30 هستند.

در صنعت کاربردهای پایین‌دستی، لوازم الکترونیکی مصرفی بزرگترین بازار است، که عمدتاً به دلیل رشد سریع تلفن‌های هوشمند، دستگاه‌های پوشیدنی و سایر بازارها در سال‌های اخیر و توسعه سریع تولیدکنندگان داخلی دستگاه‌های هوشمند مانند شرکت‌های برتر فناوری چین، شیائومی و ویوو، می‌باشد. دوم الکترونیک خودرو، هوش خودرو نیاز به تجهیزات سنجش با دقت بالا، مانند BYD، NIO، Xiaopeng پایین دست تولید کنندگان خودرو داخلی نیز در نوسان کامل در حال توسعه هستند. علاوه بر این، تجهیزات پزشکی، صنعت 4.0، اینترنت اشیا و سایر صنایع کاربردی پایین دستی که به سرعت در حال توسعه هستند. شرکت‌های پایین دستی زنجیره صنعتی داخلی به سرعت با شتاب خوبی در حال توسعه هستند، اما فناوری‌های اصلی آنها همچنان به حمایت خارجی نیاز دارند و توانایی تحقیق و توسعه مستقل آنها نسبتا ضعیف است. شرکت ها به اهمیت توانایی نوآوری مستقل پی برده اند و به تلاش خود ادامه می دهند.

4. جریان سرمایه به صنعت MEMS به طور چشمگیری افزایش یافته است

از آنجایی که صنعت MEMS پایه و اساس توسعه علم و فناوری در عصر جدید است و حمایت از سیاست قوی است، موارد سرمایه گذاری و تامین مالی صنعت MEMS در چین سال به سال، هم از نظر کمی و هم از نظر مقدار، در حال افزایش است. از نظر میزان سرمایه گذاری، میزان سرمایه گذاری در سال 2019 حدود دو برابر سال 2018 بود. اگرچه سرمایه گذاری در بازار اولیه سرد بود، اما سرمایه گذاری در صنعت MEMS همچنان رو به افزایش بود.

از نظر تقسیم بندی، MEMS+AI، RF MEMS، MEMS فوتوالکتریک و MEMS بیولوژیکی بیشترین تعداد موارد سرمایه گذاری و مقدار پول را دارند. افزایش چشمگیر تعداد و میزان سرمایه گذاری نشان دهنده توجه بیشتر بازار سرمایه به صنعت MEMS است. از نظر توزیع جغرافیایی، پکن، گوانگدونگ، شانگهای، ژجیانگ و جیانگ سو از نظر تعداد موارد سرمایه گذاری در صدر فهرست قرار گرفتند.

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

طراحی چینی و OEM باید تقویت شود و تست بسته رقابتی است

مشابه صنعت مدارهای مجتمع، زنجیره صنعت MEMS عمدتاً شامل طراحی و توسعه، تولید و ساخت، بسته‌بندی و آزمایش و کاربرد سیستم است. بالادستی زنجیره صنعت MEMS شامل طراحی دستگاه MEMS، تحقیق و توسعه و تامین تجهیزات مواد و تولید، وسط شامل تولید و آزمایش بسته بندی دستگاه MEMS، و پایین دست از محصولات MEMS برای ادغام محصولات الکترونیکی ترمینال استفاده می کند.

شرکت های طراحی تراشه های بالادستی بر طراحی تراشه های MEMS و ساختار محصول آنها تمرکز دارند. پس از تکمیل طراحی، آنها برای تولید تراشه های MEMS به کارخانه های شخص ثالث تحویل می دهند. پس از بسته بندی و آزمایش، تراشه های MEMS را می توان برای مشتریان در کاربردهای الکترونیک مصرفی، خودرو، پزشکی و کنترل صنعتی ارسال کرد. در حال حاضر فرآیندهای تولید MEMS شرکت های داخلی عمدتاً در محدوده 0.25-1 میکرون است. فرآیندهای تولید یک عامل محدود کننده زنجیره صنعتی نیستند، اما عملکرد و ساختار نسبتاً مهمتر هستند.

图18 MEMS产业链资料来源：国泰君安证券研究

دو حالت تولید میانی وجود دارد: Fabless و IDM. حالت Fabless حالت اصلی تولید در حال حاضر است. این یک تقسیم عمودی حالت کار بر اساس طراحی است. شرکت ها عمدتاً مسئول طراحی و فروش محصولات MEMS و برون سپاری تولید، آزمایش، بسته بندی و سایر جنبه ها هستند. حالت IDM حالت یکپارچه ساخت دستگاه است که در حال حاضر حالت تجاری اصلی کارخانه های بزرگ بین المللی نیز می باشد. تولید کنندگان معمولی IDM عبارتند از Bosch، Samsung، TI، Toshiba، ST و غیره.

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

تولیدکنندگان پایین‌دستی را می‌توان به دو نوع طبقه‌بندی کرد: یکی ارائه‌دهنده راه‌حلی است که محصولات سفارشی‌سازی‌شده انعطاف‌پذیر را بر اساس نیازهای پایین‌دستی ارائه می‌کند و سپس آنها را برای استفاده از طریق اشکال‌زدایی نرم‌افزاری ساده به تولیدکنندگان پایانه می‌فروشد. دوم، تولیدکنندگانی که محصولات ترمینال را ارائه می‌کنند، عموماً روی زمینه‌های خاص تمرکز می‌کنند، اما هزینه‌های تحقیق و توسعه زیاد است و چرخه تحقیق و توسعه طولانی است. تولید کننده نوع اول بیشتر برای محصولات بازار مصرف انبوه مناسب است و تولید کننده نوع دوم برای محصولات حوزه تخصصی مناسب تر است.

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

فرصت ها و چالش های توسعه سازمانی حسگر MEMS داخلی با هم وجود دارند

1. تامین کنندگان قدرت چانه زنی متوسطی دارند

تامین کنندگان بالادستی MEMS عمدتاً مواد خام، عمدتاً مواد مبتنی بر سیلیکون را فراهم می کنند. مواد MEMS و مواد نیمه هادی سنتی اساساً یکسان هستند، بازار عرضه بالغ شده است، رقابت شدیدتر است، تشکیل بازار خریدار. هنگامی که تامین کنندگان حسگر MEMS با مشتریان بزرگ OEM و مشتریان OEM روبرو می شوند، این مشتریان OEM به قدرت بازار قوی متکی هستند و تقاضای مواد خام با قیمت پایین تری از تامین کنندگان دارند. اما در دو سال گذشته به دلیل افزایش قیمت مواد اولیه و محدودیت ظرفیت تولید ویفر، لینک ویفر MEMS محدود شده است. محصولات معمولی 6 اینچی و 8 اینچی به طور کلی در انبار موجود نیستند و قدرت چانه زنی تامین کنندگان افزایش یافته است. مشاهده می شود که قدرت چانه زنی تامین کنندگان تا حد زیادی تحت تاثیر عرضه بازار است.

2. خریداران قدرت چانه زنی بالایی دارند

شرکت‌های MEMS تلاش‌های تحقیقاتی علمی را افزایش می‌دهند، رقابت اصلی مربوطه را بهبود می‌بخشند، به طوری که توسعه سریع فناوری، سرعت ارتقاء محصول، سرعت کاهش قیمت را افزایش می‌دهد.

با توسعه سریع اینترنت اشیا و ارتقاء سریع بازار لوازم الکترونیکی مصرفی، بسیاری از شرکت ها به این بازار پیوسته اند و رقابت به طور فزاینده ای شدید شده است. این باعث می شود قیمت های بازار مصرف کننده نهایی به تدریج کاهش می یابد، تولید کنندگان، تحقیق و توسعه کسب و کار برای کاهش قیمت; در عین حال، گسترش بازار مصرف نهایی باعث بهبود حجم فروشندگان نهایی و قدرت چانه زنی خریداران می شود.

علاوه بر این، از آنجایی که اکثر شرکت های داخلی در محصولات ارزان قیمت خوب هستند، با تعداد زیادی رقبا نیز روبرو هستند، بنابراین باید سهم بازار را از طریق جنگ قیمت تضمین کنند. مشاهده می شود که قدرت چانه زنی خریداران بالاست.

3. رقابت برای تازه واردان در رشته های موجود دشوار است

موانع صنعت حسگر MEMS زیاد است. اول از همه، موانع مالی وجود دارد. با توجه به ویژگی های غیر استاندارد محصولات، شرکت های MEMS نمی توانند از یک محصول خاص از طریق یک فرآیند واحد پشتیبانی کنند. علاوه بر استفاده از مواد سیلیکونی، هیچ جزء اساسی مشترکی وجود ندارد، به این معنی که هر محصول MEMS به فرآیند متفاوتی نیاز دارد.

با این حال، یک شرکت اغلب نیاز به انجام طراحی و توسعه، پردازش آزمایشی و ساخت، آزمایش کیفیت و سایر مراحل چندین محصول را به طور همزمان دارد و سرمایه گذاری زیادی نیز وجود دارد. در مرحله دوم، موانع فنی، طراحی MEMS نیاز به عبور از رشته ها، طراحی دشوار است. در فرآیند پردازش، هر نوع محصول به فناوری پردازش متفاوتی نیاز دارد و هر فرآیند به مراحل توسعه و بهینه سازی فرآیند نیاز دارد. در عین حال، به دلیل عدم تجربه در شرکت های جدید، رسیدن به دقت و کیفیت پردازش دشوار است و پردازش دشوار است.

در نهایت، مانع استعداد وجود دارد. به دلیل محبوبیت کم شرکت های جدید و توانایی ضعیف آنها در جذب استعدادها، پیشی گرفتن از بنگاه های موجود در توانایی نوآوری و رقابت محوری برای آنها دشوار است. با این حال، با توسعه مداوم فناوری‌های جدید و باز شدن بخش‌ها و برنامه‌های کاربردی بازار، شکاف کوچکی بین تمامی شرکت‌ها در این زمینه‌ها وجود دارد که فرصت‌های توسعه را برای برخی شرکت‌های جدید فراهم می‌کند.

4. رقابت از سوی رقبای موجود شدید است

در حال حاضر، شرکت های آمریکایی نیمی از سهم بازار داخلی MEMS را به خود اختصاص داده اند، به علاوه شرکت های اروپایی و ژاپنی، و شرکت های خارجی مانند Broadcom، Bosch، STMICROELECTRONICS و Texas Instruments اکثریت بازار داخلی را در اختیار دارند. از نظر شرکت های اصلی فهرست شده، تنها 2 شرکت حسگر داخلی با بیش از 10 میلیارد درآمد وجود دارد که مربوط به توسعه دیرهنگام و رقابت شرکت های حسگر داخلی است.

ظرفیت عرضه داخلی چین ناکافی است، به خصوص محصولات پیشرفته تقریباً همه به منابع وارداتی متکی هستند، 80٪ تراشه ها به کشورهای خارجی متکی هستند. سهم باقیمانده تنها در دست چند شرکت بورسی متمرکز است، مانند شرکت‌های Goeracoustics، Crystal Optoelectronics، Hanwei Electronics، Shilanwei و Jinlong Electromechanical 5 بیش از 40 درصد از بازار داخلی MEMS را اشغال می‌کنند. 70 درصد شرکت های داخلی MEMS را شرکت های کوچک و متوسط ​​تشکیل می دهند و محصولات آنها عمدتاً در سطح متوسط ​​و پایین متمرکز می شوند. به طور کلی، وضعیت فعلی شرکت های چینی این است که محصولات متوسط ​​و پایین به شدت رقابت می کنند، در حالی که هیچ رقابتی در رقابت محصولات رده بالا وجود ندارد.

5. تهدید جایگزین کمی وجود دارد

سنسور MEMS جایگزینی برای سنسورهای سنتی است. در مقایسه با سنسورهای سنتی، سنسور MEMS دارای مزایای زیر است: کوچک سازی، وزن سبک و مصرف کم انرژی. دستگاه های MEMS اندازه کوچکی دارند. به طور کلی، اندازه یک سنسور MEMS منفرد در میلی متر یا حتی میکرون اندازه گیری می شود. در عین حال، اجزای مکانیکی پس از کوچک سازی دارای مزایای اینرسی کوچک، فرکانس رزونانس بالا، زمان پاسخ کوتاه و غیره هستند.

علاوه بر این، سنسورهای MEMS برای تولید انبوه مناسب تر هستند که می تواند هزینه تولید MEMS های فردی را تا حد زیادی کاهش دهد. یکپارچه سازی پردازش، یک MEMS واحد است که اغلب در بسته بندی سنسورهای مکانیکی، بلکه با تراشه های دیگر، کنترل راحت تراشه MEMS یکپارچه شده است.

سنسور هوشمند دارای عملکرد پردازش اطلاعات است، از طریق نرم افزار می تواند انواع خطاها را اصلاح کند، دقت سنسور را تا حد زیادی بهبود بخشد، قابلیت اطمینان سنسور را بهبود بخشد، قسمت های ضد تداخل کل سیستم را بهبود بخشد. حسگر هوشمند چند منظوره به طور قابل توجهی عملکرد هزینه را در مقایسه با سنسور معمولی با یک عملکرد واحد بهبود بخشیده است و سنسور هوشمند چند منظوره می تواند اندازه گیری پارامترهای جامع چندگانه را توسط سنسورهای متعدد درک کند. همراه با این مزایا، جایگزین‌های حسگرهای MEMS تهدید بسیار کمی هستند.

الگوی رقابت و تجزیه و تحلیل KSF

بازار MEMS چین مدت‌هاست که تحت تسلط تولیدکنندگان خارجی است که در تمام جنبه‌های فناوری MEMS بالغ هستند و مزایای آشکاری در طول عمر خدمات و دقت محصول دارند.

در سال 2019، broadcom، Bosch، STMICROELECTRONICS، Texas Instruments، QORVO، HP، Lou، NXP، Goel و TDK در میان 10 فروشنده برتر در بازار MEMS چین قرار گرفتند که در این میان شرکت‌های آمریکایی 54 درصد را به خود اختصاص دادند. شرکت چینی Goer در بین 10 شرکت برتر قرار گرفت و درآمد MEMS در سال 36 نسبت به مدت مشابه سال قبل 2019 درصد رشد کرد و از سایر شرکت های پیشرو در این صنعت بسیار پیشی گرفت. Resound با رشد درآمد 22 درصدی نسبت به سال قبل در رتبه 11 قرار گرفت که همچنین بالاتر از کل صنعت است.

شکل 21. ساختار فروشنده بازار MEMS در چین در سال 2019

منبع: CCID Advisors، Guotai Junan Securities Research

در حال حاضر، مقیاس کلی تولید کنندگان سنسور MEMS داخلی بزرگ نیست. علاوه بر درآمد سالانه بیش از 100 میلیون دلار برای Goer and Resound، درآمد سالانه تولیدکنندگان حسگرهای MEMS محلی مانند Micron semiconductor، Mattel Technology، Microchip Microchip کمتر از 60 میلیون دلار است و مقیاس کلی آن کوچک است.

علاوه بر این، تولیدکنندگان داخلی یک دسته محصول نسبتاً واحد را اجرا می کنند، بیشتر خطوط تولید یکی هستند، بیشتر آنها تامین کننده قطعات هستند و ظرفیت عرضه راه حل ضعیف است. غول های بین المللی Invensense، Infineon و سایر تولیدکنندگان خارجی دارای 2 تا 3 خط تولید و خطوط تولید Bosch، Denso، STMICROELECTRONICS و سایر خطوط تولید MEMS بیش از 4 خط تولید دارند و توانایی ارائه راه حل های یکپارچه را دارند. در مقابل، دستیابی به تولید انبوه در مدت زمان کوتاه برای تامین‌کنندگان کوچک دشوار است، بنابراین سهم بازار تامین‌کنندگان بزرگ نسبتاً پایدار و تمرکز بازار بالاست.

2. تجزیه و تحلیل KSF از شرکت های داخلی

اول از همه، توانایی تحقیق و توسعه شرکت ها هسته اصلی پیشرفت جایگزین داخلی است. در حال حاضر، تحقیقات داخلی و توسعه MEMS بیشتر در موسسات تحقیقاتی و دانشگاه ها است و ظرفیت تحقیق و توسعه شرکت ها نسبتا ضعیف است. و صنعت MEMS، به عنوان پایه و اساس فناوری جدید، دارای محصولات جدید دستیابی به موفقیت است یا پیشرفت بزرگ، راه مهمی برای به دست آوردن جای پای آن در بازار است. بنابراین، شرکت‌های نوآور و با قدرت رقابتی اصلی خود شایسته توجه هستند.

به عنوان مثال، Goer یک شرکت پیشرو در زمینه میکرومیکروفون است. سنسور شتاب سنج زیرمجموعه سوژو گووتکنتیوم رتبه اول فروش داخلی را دارد. حسگر گاز Weisheng Technology، یکی از شرکت های تابعه Hanway Electronics، به دستاوردهای اولیه دست یافته است و می تواند در محصولات تشخیص گاز و دستگاه های پوشیدنی هوشمند اعمال شود.

ثانیا، همکاری پایدار بین شرکت ها و تولیدکنندگان پایین دستی کلید تکرار مداوم محصول است. تقاضای داخلی بزرگ است، تولید کنندگان داخلی عالی برای همکاری با شرکت های بزرگ داخلی مزیت مادرزادی دارند، اما تولید کنندگان داخلی به شکل پایه Fabless اولویت داده می شود، در مقایسه با شرکت های IDM، زنجیره تامین و زنجیره توزیع کامل نیست، هیچ پایدار، پایین دستی وجود ندارد. فروشندگان یک مشکل بزرگ است، بنابراین زنجیره کامل صنعتی و شرکت های بزرگ شرکت های پایین دستی با همکاری پایدار، علاوه بر وجود مدت زمان طولانی، سیستم یکپارچگی شرکت نیز شایسته توجه است.

علاوه بر این، طراحی تراشه و ظرفیت عرضه، مبنایی برای سنسورهای MEMS برای مقابله با تکرار و نوآوری فناوری است. بنابراین، تولیدکنندگان داخلی نیمه هادی که بر تحقیق و توسعه و طراحی MEMS تمرکز می کنند، فرصت های بازار گسترده ای برای جایگزینی واردات و نوآوری دارند.

در نهایت، شرکت ها تایید سرمایه قوی نیز یکی از نیروهای محرک برای توسعه سریع است. با توجه به سرمایه گذاری زیاد و دشواری در کسب سود در توسعه اولیه شرکت های MEMS و مقدار زیادی سرمایه، استعدادها و سایر منابع مورد نیاز برای توسعه، شرکت هایی با حمایت شرکت های بزرگ یا پیشینه سرمایه گذاری قوی ممکن است با سرعت بیشتری توسعه یابند.

表2 MEMS非上市公司资料来源：企名片，国泰君安证券研究

نتیجه گیری اصلی

نتیجه گیری اصلی 1: حسگرهای MEMS از نظر تنوع غنی و پرکاربرد هستند که ابزارهای کلیدی برای به دست آوردن اطلاعات و تحقق تعامل هستند. با نفوذ سریع اینترنت اشیا، 5G، رانندگی هوشمند و سایر صنایع، تقاضای برنامه گسترده و بازار بزرگ است.

طبق آمار CCID Think Tank، اندازه بازار چین در سال 60 حدود 2019 میلیارد یوان است که حدود 54 درصد از بازار جهانی را به خود اختصاص داده است و نرخ رشد بازار داخلی همچنان بالاتر از بازار جهانی است. . انتظار می رود که تا سال 2022، اندازه بازار MEMS چین از 100 میلیارد یوان، با تقاضای جایگزین داخلی قوی، فراتر رود. با این حال، هنوز فاصله ای بین فناوری محصول حسگر MEMS داخلی و عملکرد در مقایسه با غول های خارجی وجود دارد. ما قضاوت می کنیم که صنعت MEMS هنوز در مراحل اولیه رشد است.

نتیجه گیری اصلی 2: شرایط محرک برای توسعه صنعت حسگر MEMS، از جمله حمایت از سیاست، رشد تقاضا، عرضه فراوان، توجه سرمایه و تکرار فناوری خوب است. با این حال، هنوز فضا برای بهبود در سطح فرآیند زنجیره صنعتی وجود دارد. با توجه به اینکه سطح حاشیه ناخالص شرکت‌های پیشرو بین‌المللی بالاتر از تولیدکنندگان داخلی است، اما قیمت‌گذاری محصول بالاتر است که فضای خاصی برای رشد به بنگاه‌های داخلی می‌دهد. در عین حال، با توجه به ویژگی های سفارشی سازی MEMS، انتظار می رود برخی از شرکت های داخلی در بخش های جدید به پیشرفت های فناوری دست یابند.

نتیجه‌گیری اصلی 3: تولیدکنندگان داخلی در مقایسه با شرکت‌های کشورهای توسعه‌یافته دیر توسعه یافتند و سهم بازار پایینی داشتند و بیشتر بازار در اختیار تولیدکنندگان آمریکایی، ژاپنی و آلمانی بود.

مزیت محلی عمدتاً در کاربرد پایین دستی، نوآوری حالت و درک تقاضای متنوع بازار است. در سال‌های اخیر، با استفاده از حسگر اثر انگشت، تصویر و صدا، انتظار می‌رود شرکت‌های دارای نوآوری در محصول و مدت زمان طولانی برای رشد، فضای بیشتری برای رشد به دست آورند و شرکت‌های باکیفیت در همه بخش‌ها ظهور کنند.

توصیه می شود به الکترونیک مات، نیمه هادی Deep-HAO، Kunshan Shuangqiao، سنجش MingHAO، ENERGY hao، الکترونیک برادر بزرگ، Wuxi good up، Minhao Micro، سنسورهای میکرو و سایر شرکت ها به فرصت های سرمایه گذاری در بازار اولیه توجه کنید.

سلب مسئولیت: این مقاله از "کنگره جهانی حسگر" تجدید چاپ شده است، این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد، دیدگاه های Sakweiwei و صنعت را نشان نمی دهد، فقط تکثیر شده و به اشتراک گذاشته شده است، از حمایت از حقوق مالکیت معنوی حمایت کنید، لطفاً منبع اصلی و نویسنده، در صورت وجود تخلف، لطفا برای حذف با ما تماس بگیرید.