מאמר זה מציג בעיקר את תעשיית חיישני ה-MEMS בסין, דן בקשיים ובנקודות המפתח של החלפת MEMS בסין, ונותן מסקנות ופתרונות.במאמר זה יש רעיונות רבים שכדאי לקרוא. בפרט, מציינים כי יכולת המחקר והפיתוח של חברות היא המפתח לפריצת הדרך של החלפה מקומית. שיתוף פעולה יציב בין ארגונים ויצרנים במורד הזרם הוא המפתח לאיטרציה מתמשכת של מוצרים. הכרה חזקה בהון היא גם אחד הכוחות המניעים להתפתחות המהירה של החברה.

MEMS, קיצור של Micro Electro Mechanical System, היא מערכת המשלבת מיקרו-מעגלים ומכונות מיקרו על שבב בהתאם לדרישות הפונקציונליות.

MEMS מבוססת על פוטוליתוגרפיה, קורוזיה וטכנולוגיית מוליכים למחצה מסורתית אחרת, משולבת עם עיבוד שבבי דיוק במיוחד, ומשולבת עם מכניקה, כימיה, אופטיקה ודיסציפלינות אחרות ידע ובסיס טכני, כך של-MEMS מילימטר או מיקרון יש מכני, כימיים מדויקים ושלמים , מאפיינים אופטיים ואחרים של המבנה.

ניתן לחלק את מוצרי MEMS בעיקר לחיישני MEMS ומפעילי MEMS, שבהם חיישנים משמשים לאיתור וזיהוי תופעות ואותות פיזיקליים, כימיים, ביולוגיים ואחרים, ומפעילים משמשים להשגת תנועה מכנית, כוח ומומנט והתנהגויות אחרות של מכשירים.

תאנה. 1 חיישן MEMS ומיקרו הגדלה מקומית

מקור: סיידי יועצים

חיישן MEMS הוא חיישן מיקרו המיוצר על ידי מיקרו-אלקטרוניקה וטכנולוגיה מיקרו-מכנית. יש מגוון רחב של מוצרי MEMS, וזהו מוצרי MEMS הנפוצים ביותר. באמצעות רכיבי חיישני המיקרו ויחידות השידור, אות הקלט מומר ומיוצא לאות מנוטר אחר.

בהשוואה לחיישנים המיוצרים בטכנולוגיה מסורתית, יש לו מאפיינים של גודל קטן, קל משקל, עלות נמוכה, צריכת חשמל נמוכה, אמינות גבוהה, מתאים לייצור המוני, אינטגרציה קלה ומימוש מושכל.

חיישני MEMS נמצאים בשימוש נרחב

כמכשיר מפתח לרכישת מידע ואינטראקציה, MEMS ממלאת תפקיד חשוב בקידום המזעור של מערכות מכניות. חיישני MEMS נמצאים בשימוש נרחב בתחום האלקטרוניקה לרכב, מוצרי צריכה, תעופה וחלל, ביו-רפואי, תעשייתי ואחרים.

מוצרי אלקטרוניקה וכלי רכב הם היישומים העיקריים של MEMS. מנקודת המבט של מבנה שוק ה-MEMS העולמי בשנת 2019, מוצרי אלקטרוניקה היא תחום היישומים העיקרי, המהווה כמעט 60%; רכב הוא תחום היישומים השני בגודלו, המהווה כ-19%. במונחים של מבנה שוק MEMS בסין בשנת 2019, רשתות ותקשורת, מחשבים ואלקטרוניקה צריכה יחד היוו 50%, בעוד שתחום הרכב היווה 29%.

עם השיפור הנוסף של קצב החדירה של רכבי אנרגיה חדשים ופיתוח האינטרנט של הדברים, בשנת 2019, רשת ותקשורת, אלקטרוניקה לרכב היוותה יותר ממחצית מיישומי שוק ה-MEMS. עם הגעת 5G ורשת חכמה, קצב החדירה של MEMS ימשיך להשתפר, ומרחב השוק בתחומים הנ"ל צפוי להיפתח עוד יותר.

图4 2019年全球MEMS市场结构

מקור: Yole Development, Guotai Junan Securities Research

היסטוריית פיתוח חיישני MEMS

השלב הראשון, מ-1990 עד 2000, ראה את השימוש הגובר בחיישני MEMS באלקטרוניקה לרכב ויישומים כגון כריות אוויר, לחץ בלמים ומערכות ניטור לחץ אוויר בצמיגים. הביקוש המוגבר הזה הוביל חברות באירופה, יפן וארצות הברית לפתח ולייצר בהמונית חיישני MEMS לשימוש סביב מכוניות;

השלב השני, מ-2000 עד 2010, הונע על ידי הצמיחה המהירה של מוצרי אלקטרוניקה. מוצרי אלקטרוניקה לצרכן כגון טלפונים ניידים, טאבלטים ומחשבים ניידים דורשים שמוצרי חיישן MEMS יהיו בעלי גודל קטן יותר וביצועי צריכת חשמל נמוכים יותר;

השלב השלישי הוא מ-2010 עד 2020. עם ההתפתחות המהירה של תעשיית האינטרנט של הדברים, לתעשיית חיישני ה-MEMS יש מרחב עצום לפיתוח. בנוסף לטלפונים חכמים, מחשבי טאבלט ואלקטרוניקה צריכה אחרת, חיישני MEMS יהיו בשימוש נרחב ב-AR/VR, שעונים חכמים, נהיגה חכמה, לוגיסטיקה חכמה, טיפול רפואי חכם ותחומים נוספים.

השלב הרביעי הוא משנת 2020. עם הפיתוח של נהיגה אוטונומית, 5G והפופולריות של האינטרנט של הדברים, מרחב הפיתוח של MEMS מורחב עוד יותר, והביצועים של מוצרי חיישני MEMS משופרים כדי לענות על הצרכים של קטנים ונמוכים יותר. צריכת אנרגיה וביצועים גבוהים יותר.

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
התעשייה רק ​​נכנסת לשלב הצמיחה שלה

מנקודת המבט של גודל השוק, לפי סטטיסטיקה ותחזית של Yole, גודל שוק ה-MEMS העולמי בשנת 2019 היה 11.5 מיליארד דולר. צמיחת השוק הואטה בשנת 2020 עקב COVID-19, והשוק יתאושש מ-2021, וצפוי להגיע לכמעט 17.7 מיליארד דולר עד 2025. ה-cagR עבור 2019-2025 הוא 7.4%.

ברקע ההתפתחות המהירה של מוצרי אלקטרוניקה, אלקטרוניקה לרכב ותעשייה בסין, סין היא המדינה עם גודל שוק ה-MEMS הצומח ביותר בחמש השנים האחרונות, והיא גם היצרנית הגדולה בעולם של מוצרי אלקטרוניקה. לטלפונים ניידים ולטאבלטים יש ביקוש גדול מאוד למוצרי MEMS. משלוחי הטלפונים הניידים של סין נמצאים במקום הראשון בעולם, וספקים של חיישני MEMS כגון חיישנים אופטיים וחיישני תנועה הדרושים לתעשיית הטלפונים הניידים התייחסו לסין כשוק החשוב ביותר.

לפי cCID Think Tank, גודלו של השוק הסיני עמד על כ-60 מיליארד יואן בשנת 2019, המהווה כ-54% מהשוק העולמי. השוק המקומי ממשיך לצמוח מהר יותר מהשוק העולמי, וההערכה היא שגודל שוק ה-MEMS בסין יעלה על 100 מיליארד יואן ב-2022.

איור 7. קנה המידה העולמי של שוק MEMS גדל מהר יותר

מקור: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

מבחינת מבנה המוצר, חמשת מקטעי חיישני ה-MEMS המובילים בעולם הם rf, לחץ, מיקרופון, מד תאוצה וג'ירוסקופ, המהווים כמעט 65% מהכלל. הזמנה זו לשוק הסיני היא rf, לחץ, מיקרופון, אינרציה ומד תאוצה, בדומה לשוק העולמי.

על פי התחזית של Yole, מקטעי חיישני ה-MEMS בסך מיליארד דולר עד שנת 1 כוללים rf, שילוב אינרציאלי, טביעת אצבע אולטרסאונד, לחץ, מיקרופון והדפסת הזרקת דיו.

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

מנקודת המבט של מסופי יישומים, המונעים על ידי האינטרנט של הדברים והחלפת טלפונים ניידים 5G, גודל שוק ה-MEMS הצרכני העולמי צפוי לגדול מ-6.87 מיליארד דולר ב-2019 ל-11.14 מיליארד דולר ב-2025, על פי התחזית של Yole. ה-auשוק ה-MEMS של tomotive צפוי לגדול מ-2.18 מיליארד דולר ב-2019 ל-2.6 מיליארד דולר ב-2025, עם CAGR של 3%, המונע על ידי חדירה מוגברת של כלי רכב חכמים. בנוסף, גם הביקוש לשוק במגזרי התעשייה, הרפואה, התקשורת, הביטחון והתעופה עולה.

מנקודת המבט של בגרות טכנולוגית, הפיתוח של טכנולוגיית MEMS בסין עדיין בחיתוליו. מבחינת מחקר ופיתוח מוצרים, למרות שמספר בקשות הפטנטים בסין נמצא במקום השלישי בעולם, איכות הפטנטים ירודה ויש מעט פטנטים מרכזיים. יתרה מכך, היחידות המבקשות פטנטים הן בעיקר אוניברסיטאות ומכוני מחקר, שרמת התיעוש שלהם נמוכה ועדיין צריכים לשנות הישגים.

מבחינת אריזה וייצור, קיים חוסר בניסיון OEM בסין, והאמינות והתפוקה של חיישני MEMS המיוצרים על ידי מפעלי OEM מקומיים אינם יכולים לעמוד במלואם בדרישות של ייצור בקנה מידה גדול, ועדיין יש פער מסוים בין יישום שוק.

במונחים של קנה מידה ארגוני, רוב המפעלים המקומיים הם מפעלים קטנים ובינוניים עם לא מספיק כספים ויכולת ירודה למשוך כישרונות, וכתוצאה מכך יכולת מחקר מדעית חלשה וקושי בפתיחת ערוצים לשיתוף פעולה עם אוניברסיטאות ומכוני מחקר.

במונחים של קנה מידה עסקי ורמת הרווח, עדיין קיים פער ברור בין מפעלי מוליכים למחצה מקומיים לבין מפעלים מובילים זרים. ברודקום, חברה בינלאומית מובילה, השיגה הכנסות של 22.597 מיליארד דולר ב-2019, המקביל לשולי רווח גולמי של 55.2% על המכירות. בשנת 2019, STMICROELECTRONICS דיווחה על הכנסות של 15.416 מיליארד דולר ורווחיות גולמית של 38.7%. עם הכנסות של 14.383 מיליארד דולר ב-2019, טקסס אינסטרומנטס פועלת ברווח גולמי של יותר מ-50% או אפילו יותר מ-60% בשנים האחרונות.

מנגד, בשנת 2019, ל-goer Shares, המיזם המקומי המוביל, היו הכנסות תפעוליות של כ-5.068 מיליארד דולר, עם שיעור רווח גולמי של 15.43% בלבד. ארגונים מקומיים וענקיות זרות לעומת זאת, להיקף ההכנסות והרווחיות עדיין יש פער גדול.

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

מנקודת המבט של מספר המתחרים, ישנם סוגים רבים של חיישני MEMS וייצורrs. בשנת 2019, שוק ה-MEMS של סין נשלט בעיקר על ידי יצרנים זרים, עם צוואר וצוואר של Broadcom ו-Bosch, בעוד מתחרים גדולים אחרים כוללים STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, Qorvo וכו'.

יצרנים אמריקאים היוו יותר ממחצית, ויצרנים אירופאים, אמריקאים ויפנים מפותחים יחסית בתחום ייצור שבבי MEMS וייצור MEMS. גם המתחרים המקומיים מצליחים היטב. Goer דורג בין 10 יצרני ה-MEMS המובילים בעולם בפעם הראשונה זמן ב-2019, ו-Resound Technology דורגה במקום ה-22. בתחום היציקה דורגה במקום הראשון Si Microelectronics Holdings Silex. באופן כללי, למתחרים בינלאומיים יש יתרונות ברורים, אבל ארגונים מקומיים מדביקים את הקצב בקצב מואץ.

איור 13 תעשיית חיישני ה-MEMS המקומית נכנסה זה עתה לשלב הצמיחה

מקור: Guotai Junan Securities Research

לסיכום, בהתבסס על הניתוח לעיל של גודל השוק, בשלות הטכנולוגיה, מצב הפעילות הארגונית, מספר המתחרים והיבטים אחרים, אנו שופטים שההחלפה המקומית של תעשיית חיישני MEMS עדיין בשלב מוקדם של צמיחה, וארגוני MEMS מקומיים הם להאיץ להתעדכן בענקי התעשייה. עם התפתחות האינטרנט של הדברים, כלי רכב חכמים וטכנולוגיית 5G, תעשיית חיישני ה-MEMS המקומית תמשיך לצמוח, וקצב ההחלפות המקומי צפוי להאיץ.

ליצרני MEMS מקומיים יש מרחב פיתוח גדול

1. מדיניות לאומית תומכת מאוד בפיתוח תעשיית חיישני MEMS

חיישן MEMS ממלא תפקיד חשוב מאוד בטכנולוגיה מודרנית, כגון האינטרנט של הדברים, ייצור אינטליגנטי, לוגיסטיקה חכמה וכן הלאה. סין היא שוק חיישני ה-MEMS הגדול בעולם, ולשוק חיישני ה-MEMS בסין כדאי לשים לב מבחינת קנה מידה וחשיבות.

סביבת המדיניות לפיתוח תעשיית החיישנים הלאומית ממשיכה להיות אופטימלית. עם הקידום הנמרץ של "אסטרטגיית כוח הייצור" ותוכנית הפעולה "אינטרנט+", החשיבות של טכנולוגיית החיישנים ותעשיית החיישנים תלך ותגבר. ניתן לחזות שטכנולוגיית חיישנים תהיה בראש סדר העדיפויות בפיתוח המדע והטכנולוגיה בסין בעתיד.

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. הביקוש משווקים במורד הזרם מניע את המשך הצמיחה של שוק תעשיית ה-MEMS

מגזר האלקטרוניקה הצרכנית הוא השוק מספר אחת עבור MEMS, הודות לשוק ההולך וגדל של סמארטפונים, ציוד לביש ובתים חכמים. סין, בסיס ייצור האלקטרוניקה הגדול בעולם, צורכת כמעט מחצית ממכשירי ה-MEMS בעולם.

הגידול המתמשך במכירות של מוצרי אלקטרוניקה לצרכן MEMS בסין, כגון טלפונים חכמים וטאבלטים, הניע את הצמיחה של תעשיית MEMS, כגון חיישני מד תאוצה ומיקרופונים. בנוסף, עם התפתחות נהיגה חכמה ורכבי אנרגיה חדשים, שוק ה-MEMS באלקטרוניקה לרכב צומח במהירות, עם נתח שוק של 17.8% בשנת 2019, במקום השני.

הממשלה תומכת מאוד במגזר 5G, וסין יצרה שוק תעשיית 5G תוסס. המשקיעים מלאי ביטחון ותקווה בשוק ה-5G, מה שמספק מרחב רחב לקידום ויישום של 5G.

5G הוא הבסיס של האינטרנט של הכל, והוא גם מאיץ את התפתחות האינטרנט של הכל. האינטרנט של הדברים הפך ל"טייר" הבא המצופה מכל התעשיות, ותעשיית האינטרנט של הדברים העולמית מתפתחת במהירות. שוק האינטרנט של הדברים בסין צומח מהר יותר משאר העולם והפך לשוק האפליקציות של האינטרנט של הדברים הפעיל ביותר בעולם. Ccid Consultants צופה ששוק ה-5G בסין ימשיך לצמוח במהירות גבוהה.

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

בתחום האינטרנט של הדברים, השוק מניע את הצמיחה המהירה של שוק חיישני ה-MEMS. חיישני MEMS ממלאים תפקיד מרכזי בחיבור העולמות האנלוגיים והדיגיטליים, והמודעות שלהם ואיסוף הנתונים של הסביבה הסובבת מעניקים לנו הבנה אובייקטיבית ומקיפה של פעולתם הרגילה של מכשירים ומערכות שונות.

לפי הסטטיסטיקה של GSMA, מספר מכשירי ה-iot העולמיים גדל מ-2 מיליארד ב-2010 ל-12 מיליארד ב-2019. נהנה מהמסחור של 5G ופיתוח wi-FI6, לשוק ה-iot יש פוטנציאל עצום בעתיד. GSMA צופה שמכשירי iot העולמיים יגיעו ל-24.6 מיליארד עד 2025, עם קצב צמיחה מורכב של 12.7% מ-2019 עד 2025.

איור 15 צמיחה מהירה של מכשירי iot (יחידה: מיליארד)

מקור: GSMA, Guotai Junan Securities Research

במגזר הבריאות, COVID-19 הביא אסון עצום לעולם כולו, אך הוא הוביל לצמיחה עצומה בשוק חיישני MEMS רפואיים. בין אם מדובר במדחום אלקטרוני, מכשירי אבחון או מאווררים, כל המכשירים הרפואיים הללו מחוברים לחיישני MEMS, מה שמוביל לצמיחה המהירה של השוק בתחומים אלו.

Yole צופה כי שוק ה-MEMS הרפואי יגדל ב-10.6% בשנת 2020. בנוסף, המגיפה הגבירה את תשומת הלב של אנשים לבריאות והאיצה את התפתחות שוק הצרכנות הרפואיותט. גם מכשירים רפואיים לבישים המנטרים כל הזמן אינדיקטורים פיזיים התפתחו במהירות.

בשל מניעת ובקרת המגיפה, העלייה בביקוש לשירותים ללא מגע, אספקת רובוטים, מפעלי עיבוד רובוטים וכן הלאה, קידמה בעקיפין את ההתפתחות המהירה של תעשיית ה-MEMS.

בנוסף, ההרגל של אנשים לאוטומציה אומר שגם אם המגיפה תסתיים בשלב מסוים בעתיד, אנשים עדיין יסתמכו על שירותים אוטומטיים בלתי מאוישים מבוססי memS, כך שהתעשייה לא תצטמצם, אלא תמשיך לצמוח.

3. הפיתוח של מפעלי חיישני MEMS מקומיים עומדים בפני אתגרים טכניים מסוימים

תעשיית ה-MEMS של סין החלה לא הרבה יותר מאוחר מאשר במדינות זרות, מתכנון, ייצור ואריזה של שלושה קישורים, התנאים הטכניים הקיימים יצרו בתחילה עיצוב MEMS, עיבוד, אריזה, בדיקה של מערכת דרקון, כדי להבטיח את המשך הפיתוח של MEMS של סין טכנולוגיה כדי לספק פלטפורמה טובה יותר.

עם זאת, בשל פיצול וביזור הכוח שנגרמו מסיבות היסטוריות, יחד עם חוסר רציני בהשקעה, למרות שהושגו הישגים רבים, עדיין קיים פער גדול מול מדינות זרות מבחינת איכות, יחס ביצועים-מחיר ומסחור. .

מחקר ופיתוח טכנולוגיות MEMS דורשים השקעה של זמן רב יחסית, המחקר והפיתוח של חיישן נמשכים בדרך כלל 6-8 שנים, וזמן הבדיקה והיבוא לשרשרת התעשייתית לוקח בדרך כלל כמעט 20 שנה. בנוסף, מחיר המוצר אינו פרופורציונלי לחשיבות המוצר או לקושי בפיתוח, וכתוצאה מכך מפעלי MEMS סיניים אינם יכולים להרוויח ממלחמת המחירים.

לכן, ארגונים סיניים צריכים לשפר את יכולת התמיכה של השרשרת התעשייתית ולחזק את שיתוף הפעולה במעלה הזרם ובהמשך, ולחקור באופן פעיל את פריצת הדרך של חומרים חדשים וטכנולוגיית אינטגרציה במכשירי MEMS ולחקור הזדמנויות שוק חדשות.

מו"פ ועיצוב במעלה הזרם מתמקדים באוניברסיטאות, מכוני מחקר ופלטפורמת פיילוט מו"פ. טכנולוגיית MEMS כוללת תחומים רבים כגון מיקרואלקטרוניקה, מכונות, חומרים, כימיה, פיזיקה וכן הלאה. התואר הבין-תחומי גבוה, המחקר קשה, מחזור התכנון ארוך, ולעתים קרובות לוקח כמה שנים כדי להיות מסוגל לייצר המוני.

נכון לעכשיו, לארגון יש יכולת חדשנות מסוימת, אך ההתכנסות העסקית גבוהה, מיצוב המוצר הוא בינוני ונמוך, וסולם ההכנסות הכולל של התעשייה קטן. עיצוב MEMS שייך לחוליה בעלת ערך מוסף גבוה של הרשת התעשייתית. המוצרים של ארגונים מקומיים הם בעיקר חיישנים מכניים, שנמצאים ברמה הבינונית והנמוכה בשוק.

בייצור באמצע הזרם, המאפיינים של חומרי MEMS בסיסיים, כגון תכונות מכניות מבניות ותכונות כימיות של חומרים, הם הגורמים הבסיסיים לקביעת ביצועי המוצר. כתוצאה מכך, התקני MEMS מסתמכים על מגוון תהליכים ומשתנים, ולעתים קרובות יש צינור תהליכים לכל מוצר MEMS. צוותי מחקר ופיתוח זקוקים בדרך כלל לשנים של שיפור ובדיקות לפני המסחור.

ניתן לחלק את יציקת MEMS לקו ניסוי פיילוט, יציקה IC ויציקה מקצועית של MEMS.

קו הפיילוט הפיילוט מורכב בעיקר מאוניברסיטאות ומכוני מחקר מדעיים, המשמשים כפלטפורמות מחקר ופיתוח טכנולוגיות גנריות תעשייתיות, ללא מטרות רווח, ובעלות יכולת מוגבלת. עסקי IC OEM MEMS נמצאים בחיתוליו, והיכולת שלו חלשה יחסית. רוב מפעלי העיצוב המקומיים עם קנה מידה מסוים בוחרים OEM זר.

OEM מקצועי בהדרגה מרכישה לבנייה עצמית, למשל: בסוף 2015, היצרנית המקומית NVA רכשה את MEMS OEM Silex Microsystems השוודית, ובכך שלטה בטכנולוגיית ה-MEMS OEM המובילה בעולם;

טכנולוגיית האריזה מגיעה לרוב מטכנולוגיית אריזת מעגלים משולבים, אך מוצרי MEMS נמצאים בשפע, כך שהטכנולוגיה מורכבת וקשה יותר, וכתוצאה מכך טכנולוגיית האריזה הפכה לתחום מוביל עבור מפעלי בדיקות אריזה מוליכים למחצה גדולים במיקור חוץ.

בתהליך של אריזה וייצור, בגלל שסין התחילה מאוחר, וארצות הברית, יפן, גרמניה ועוד כוח ייצור כושר ייצור ודיוק הוא עדיין פער מסוים, חיישן MEMS המיוצר בחיים והדיוק הוא גרוע ורמת האיכות היא לא אחיד, התחרותיות של המוצר נמוכה. למרות שה-MEMS OEM המקומי מפגר מאחורי היצרנים הגדולים הבינלאומיים, טכנולוגיית האריזה והבדיקה החלה מוקדם יותר והשיגו תוצאות טובות, והפכו לתחרותיות בינלאומית.

ביניהם, המוצרים העיקריים של מיקרופון MEMS הם Goer Stock ו- Ruisen Technology. מכיוון שהמודל העסקי שלהם הוא לרכוש מוצר MEMS IP מיצרני עיצוב זרים, ולאחר מכן להשלים את בדיקת האריזה ומכירת המוצרים בעצמם לאחר ייצור OEM, יש שטח פרימיום מסוים, ועכשיו הם נמצאים במחנה MEMS TOP30 העולמי.

בתעשיית היישומים במורד הזרם, האלקטרוניקה הצרכנית היא השוק הגדול ביותר, בעיקר בשל הצמיחה המהירה של טלפונים חכמים, מכשירים לבישים ושווקים אחרים בשנים האחרונות, וההתפתחות המהירה של יצרני מכשירים חכמים מקומיים כמו מפעל הטכנולוגיה המוביל בסין, Xiaomi ו-Vivo. השני הוא אלקטרוניקה לרכב, מודיעין רכב דורש ציוד חישה בעל דיוק גבוה, כגון BYD, NIO, Xiaopeng במורד הזרם גם יצרני רכב מקומיים מתפתחים במלוא המרץ. בנוסף, ציוד רפואי, תעשיית 4.0, האינטרנט של הדברים ועוד תעשיות יישומים במורד הזרם המתפתחות במהירות. מפעלים במורד הזרם של שרשרת התעשייה המקומית מתפתחים במהירות עם מומנטום טוב, אך טכנולוגיות הליבה שלהם עדיין זקוקות לתמיכה זרה ויכולת המחקר והפיתוח העצמאיים שלהם ירודה יחסית. ארגונים הבינו את החשיבות של יכולת חדשנות עצמאית וממשיכים לעשות מאמצים.

4. זרימות ההון לתעשיית ה-MEMS גדלו באופן דרמטי

מכיוון שתעשיית ה-MEMS היא הבסיס לפיתוח המדע והטכנולוגיה בעידן החדש, והתמיכה במדיניות חזקה, מקרי ההשקעה והמימון של תעשיית ה-MEMS בסין גדלים משנה לשנה, הן מבחינת הכמות והן מבחינת הכמות. מבחינת היקף ההשקעה, היקף ההשקעה בשנת 2019 היה כפול מזה של 2018. למרות שההשקעה בשוק הראשוני הייתה קרה, ההשקעה בענף ה-MEMS המשיכה לעלות.

מבחינת פילוח, ל-MEMS+AI, RF MEMS, MEMS פוטואלקטרי ו-MEMS ביולוגי יש את המספר הגדול ביותר של מקרי השקעה וכמות הכסף. הגידול המשמעותי במספר וכמות ההשקעות מצביע על כך ששוק ההון נותן יותר תשומת לב לתעשיית ה-MEMS. מבחינת חלוקה גיאוגרפית, בייג'ינג, גואנגדונג, שנחאי, ג'ג'יאנג וג'יאנגסו היו בראש הרשימה מבחינת מספר מקרי ההשקעה.

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

יש לחזק את העיצוב וה-OEM הסיני, והמבחן הסגור הוא תחרותי

בדומה לתעשיית המעגלים המשולבים, שרשרת תעשיית ה-MEMS כוללת בעיקר תכנון ופיתוח, ייצור וייצור, אריזה ובדיקה ויישום מערכת. הזרימה של שרשרת תעשיית ה-MEMS כוללת עיצוב מכשירי MEMS, מחקר ופיתוח ואספקה ​​של ציוד חומרים וציוד, האמצע כולל ייצור ובדיקות אריזה של מכשירי MEMS, והמורד משתמש במוצרי MEMS כדי לשלב מוצרים אלקטרוניים סופניים.

חברות עיצוב שבבים במעלה הזרם מתמקדות בעיצוב שבבי MEMS ובמבנה המוצר שלהם. לאחר השלמת העיצוב, הם עוברים ל-fabs של צד שלישי כדי לייצר שבבי MEMS. לאחר אריזה ובדיקה, ניתן לשלוח שבבי MEMS ללקוחות ביישומי בקרה צרכנית, רכב, רפואי ותעשייתי. כיום, תהליכי ייצור MEMS של חברות מקומיות הם בעיקר בטווח של 0.25-1 מיקרון. תהליכי ייצור אינם גורם מגביל של השרשרת התעשייתית, אך התפקוד והמבנה חשובים יותר באופן יחסי.

图18 MEMS产业链资料来源：国泰君安证券研究

ישנם שני מצבים של ייצור אמצע הזרם: Fabless ו-IDM. מצב Fabless הוא מצב הייצור המיינסטרים כיום. זוהי חלוקת עבודה אנכית המבוססת על עיצוב. ארגונים אחראים בעיקר על התכנון והמכירה של מוצרי MEMS ועל מיקור חוץ של ייצור, בדיקות, אריזה והיבטים אחרים. מצב IDM הוא מצב ייצור מכשירים משולב, שהוא גם המצב העסקי העיקרי של המפעלים הגדולים הבינלאומיים כיום. יצרני IDM טיפוסיים הם Bosch, Samsung, TI, Toshiba, ST וכן הלאה.

图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

ניתן לסווג יצרנים במורד הזרם לשני סוגים: האחד הוא ספק פתרונות המספק מוצרים מותאמים אישית גמישים המבוססים על דרישות במורד הזרם ולאחר מכן מוכר אותם ליצרני מסופים לשימוש באמצעות ניפוי תוכנה פשוט. שנית, היצרנים המספקים מוצרי סופניים מתמקדים בדרך כלל בתחומים ספציפיים, אך עלויות המחקר והפיתוח גבוהות ומחזור המחקר והפיתוח ארוך. הסוג הראשון של היצרן מתאים יותר למוצרים משוק צרכנים המוני, והסוג השני של יצרן מתאים יותר למוצרים מתחום מיוחד.

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

הזדמנויות ואתגרים לפיתוח חיישני MEMS מקומיים מתקיימים במקביל

1. לספקים יש כוח מיקוח בינוני

ספקי MEMS במעלה הזרם מספקים בעיקר חומרי גלם, בעיקר חומרים מבוססי סיליקון. חומרי MEMS וחומרי מוליכים למחצה מסורתיים זהים בעצם, שוק האספקה ​​היה בוגר, התחרות עזה יותר, היווצרות שוק של קונים. כאשר ספקי חיישני MEMS מתמודדים עם לקוחות OEM גדולים ולקוחות OEM, לקוחות OEM אלה מסתמכים על כוח שוק חזק ודורשים חומרי גלם במחיר נמוך יותר מהספקים. עם זאת, בשנתיים האחרונות, עקב עליית מחירי חומרי הגלם והגבלת כושר ייצור הפרוסים, הוגבלה קישור הפרוסים של MEMS. המוצרים הרגילים של 6 אינץ' ו-8 אינץ' בדרך כלל אזלו מהמלאי, וכוח המיקוח של הספקים גדל. ניתן לראות שכוח המיקוח של הספקים מושפע מאוד מהיצע בשוק.

2. לקונים יש כוח מיקוח גבוה

מפעלי MEMS מגדילים את מאמצי המחקר המדעיים, משפרים את התחרותיות הליבה שלהם, כך שהפיתוח המהיר של הטכנולוגיה, האצת שדרוג המוצר, מהירות הפחתת המחיר.

עם ההתפתחות המהירה של האינטרנט של הדברים והשדרוג המואץ של שוק האלקטרוניקה הצרכנית, ארגונים רבים הצטרפו לשוק והתחרות נעשתה עזה יותר ויותר. זה הופך את מחירי השוק לצרכן הסופי מופחתים בהדרגה, יצרנים, מחקר ופיתוח עסקי להפחית את המחיר; במקביל, התרחבות שוק הצריכה הסופית משפרת את היקף המוכרים הסופיים ואת כוח המיקוח של הקונים.

בנוסף, מכיוון שרוב החברות המקומיות טובות במוצרים זולים, הן מתמודדות גם עם מספר רב של מתחרים, ולכן הם צריכים להבטיח נתח שוק באמצעות מלחמת מחירים. ניתן לראות שכוח המיקוח של הקונים גבוה.

3. למצטרפים חדשים קשה להתחרות בתחומים קיימים

מחסומי תעשיית חיישני MEMS גבוהים. קודם כל, יש חסמים פיננסיים. בשל המאפיינים הלא סטנדרטיים של מוצרים, ארגוני MEMS אינם יכולים לתמוך במוצר מסוים באמצעות תהליך אחד. בנוסף לשימוש בחומרי סיליקון, אין רכיב בסיסי משותף, מה שאומר שכל מוצר MEMS צריך תהליך שונה.

עם זאת, ארגון צריך לעתים קרובות לבצע עיצוב ופיתוח, עיבוד וייצור ניסויים, בדיקות איכות ושלבים אחרים של מספר מוצרים בו-זמנית, ויש השקעה הון גדולה. שנית, מחסומים טכניים, עיצוב MEMS צריך לחצות דיסציפלינות, עיצוב קשה. בתהליך העיבוד, כל סוג של מוצרים זקוק לטכנולוגיית עיבוד שונה, וכל תהליך זקוק לשלבים של פיתוח ואופטימיזציה של התהליך. יחד עם זאת, בשל חוסר הניסיון במפעלים חדשים, קשה לעמוד בדיוק ובאיכות העיבוד, והעיבוד קשה.

לבסוף, יש את מחסום הכישרון. בשל הפופולריות הנמוכה של מיזמים חדשים ויכולתם החלשה למשוך כישרונות, קשה להם להתעלות על המיזמים הקיימים ביכולת החדשנות ובכושר התחרותיות המרכזיים. עם זאת, עם התפתחות מתמשכת של טכנולוגיות חדשות ופתיחת פלחי שוק ויישומים, קיים פער קטן בין כל המפעלים בתחומים אלו, מה שמספק לחלק מהמפעלים החדשים הזדמנויות פיתוח.

4. התחרות מצד המתחרים הקיימים היא עזה

נכון לעכשיו, חברות אמריקאיות מהוות מחצית מנתח השוק המקומי של MEMS, בתוספת חברות אירופאיות ויפניות, וחברות זרות כגון Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS ו-Texas Instruments תופסות את רוב השוק המקומי. מנקודת המבט של החברות הראשיות ברשימה, ישנם רק 2 מפעלי חיישנים מקומיים עם הכנסות של למעלה מ-10 מיליארד דולר, הקשורים לפיתוח מאוחר ולתחרות של מפעלי חיישנים מקומיים.

יכולת האספקה ​​המקומית של סין אינה מספקת, במיוחד מוצרים יוקרתיים מסתמכים כמעט כולם על אספקה ​​מיובאת, 80% מהשבבים מסתמכים על מדינות זרות; הנתח הנותר מרוכז רק בידי חברות בודדות בבורסה, כמו Goeracustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Shilanwei ו-Jinlong Electromechanical 5 חברות תופסות יותר מ-40% משוק ה-MEMS המקומי; 70% ממפעלי ה-MEMS המקומיים הם ארגונים קטנים ובינוניים, והמוצרים שלהם מרוכזים בעיקר בקצה הבינוני והנמוך. באופן כללי, המצב הנוכחי של ארגונים סיניים הוא שהמוצרים הבינוניים והנמוכים מתחרים בחירוף נפש, בעוד שאין תחרותיות בתחרות המוצרים היוקרתיים.

5. יש מעט איום תחליף

חיישן MEMS הוא תחליף לחיישנים מסורתיים. בהשוואה לחיישנים מסורתיים, לחיישן MEMS יש את היתרונות הבאים: מזעור, משקל קל וצריכת אנרגיה נמוכה. מכשירי MEMS הם קטנים בגודלם. בדרך כלל, גודלו של חיישן MEMS בודד נמדד במילימטרים או אפילו במיקרונים. יחד עם זאת, לרכיבים המכניים לאחר מזעור יש את היתרונות של אינרציה קטנה, תדר תהודה גבוה, זמן תגובה קצר וכן הלאה.

בנוסף, חיישני MEMS מתאימים יותר לייצור המוני, מה שיכול להוזיל מאוד את עלות הייצור של MEMS בודדים. אינטגרציה של עיבוד, MEMS יחיד נמצא לעתים קרובות באריזה של חיישנים מכניים, אך גם משולב עם שבבים אחרים, שליטה נוחה על שבב MEMS.

לחיישן חכם יש פונקציית עיבוד מידע, באמצעות התוכנה ניתן לתקן כל מיני שגיאות, לשפר מאוד את הדיוק של החיישן, לשפר את האמינות של החיישן, לשפר את החלקים נגד הפרעות של המערכת כולה. תחת הדרישה של אותו דיוק, החיישן החכם הרב-תכליתי שיפר משמעותית את ביצועי העלות בהשוואה לחיישן הרגיל עם פונקציה אחת, והחיישן החכם הרב-תכליתי יכול לממש את המדידה של מספר פרמטרים מקיפים על ידי חיישנים מרובים. בשילוב עם היתרונות הללו, חלופות לחיישני MEMS מהוות איום קטן מאוד.

דפוס תחרות וניתוח KSF

שוק ה-MEMS בסין נשלט זה מכבר על ידי יצרנים זרים, שהם בשלים בכל ההיבטים של טכנולוגיית ה-MEMS ויש להם יתרונות ברורים בחיי השירות ובדיוק המוצר.

בשנת 2019, ברודקום, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, QORVO, HP, Lou, NXP, Goel ו-TDK דורגו בין 10 הספקים המובילים בשוק ה-MEMS של סין, ביניהם חברות אמריקאיות היוו 54%. החברה הסינית Goer נכנסה ל-10 המובילים, והכנסות MEMS צמחו ב-36% משנה לשנה ב-2019, על פני חברות מובילות אחרות בתעשייה. רזאונד מדורג במקום ה-22, עם גידול בהכנסות של 11% משנה לשנה, גם גבוה מהתעשייה כולה.

איור 21. מבנה הספקים של שוק MEMS בסין ב-2019

מקור: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

נכון לעכשיו, ההיקף הכולל של יצרני חיישני MEMS מקומיים אינו גדול. בנוסף להכנסה השנתית של יותר מ-100 מיליון דולר עבור Goer and Resound, ההכנסה השנתית של יצרני חיישני MEMS מקומיים כמו Micron semiconductor, Mattel Technology, Microchip Microchip היא פחות מ-60 מיליון דולר, וההיקף הכולל קטן.

בנוסף, יצרנים מקומיים מפעילים קטגוריית מוצרים בודדת יחסית, רוב קווי המוצרים הם אחד, רובם ספקי רכיבים ויכולת אספקת הפתרונות ירודה. לענקיות הבינלאומיות Invensense, Infineon ויצרנים זרים אחרים יש 2 עד 3 קווי מוצרים, ול-Bosch, Denso, STMICROELECTRONICS וקווי מוצרים אחרים של MEMS יש יותר מ-4, ויש להם את היכולת לספק פתרונות משולבים. לעומת זאת, לספקים קטנים קשה להגיע לייצור המוני בפרק זמן קצר, ולכן נתח השוק של הספקים הגדולים המובילים יציב יחסית וריכוז השוק גבוה.

2. ניתוח KSF של מפעלים מקומיים

קודם כל, יכולת המחקר והפיתוח של ארגונים היא הליבה של פריצת הדרך האלטרנטיבית המקומית. כיום, המחקר והפיתוח המקומי של MEMS טמונים בעיקר במכוני מחקר ואוניברסיטאות, ויכולת המחקר והפיתוח של ארגונים ירודה יחסית. ולתעשיית ה-MEMS, כיסוד של טכנולוגיה חדשה, יש מוצרים חדשים פורצי דרך או שיפור גדול הוא דרך חשובה עבורה להשיג דריסת רגל בשוק. לכן, חדשניים וארגונים בעלי יכולת תחרותיות משלהם ראויים לתשומת לב.

לדוגמה, Goer הוא מיזם מוביל בתחום המיקרופון; חיישן מד התאוצה של חברת הבת Suzhou Gootechnetium נמצא במקום הראשון במכירות המקומיות. חיישן הגז של Weisheng Technology, חברת בת של Hanway Electronics, השיג הישגים ראשוניים וניתן ליישם אותו על מוצרי זיהוי גז והתקנים לבישים חכמים.

שנית, שיתוף פעולה יציב בין ארגונים ויצרנים במורד הזרם הוא המפתח לאיטרציה מתמשכת של מוצרים. הביקוש המקומי הוא עצום, יצרנים מקומיים מצוינים לשתף פעולה עם ארגונים גדולים מקומיים יש יתרון מולד, אבל יצרנים מקומיים לטופס הבסיסי Fabless ניתנת עדיפות, בהשוואה למפעלי IDM, שרשרת האספקה ​​ושרשרת ההפצה אינה מושלמת, אין יציב, במורד הזרם ספקים היא בעיה גדולה, אז השרשרת התעשייתית השלמה, וארגונים גדולים במורד הזרם עם שיתוף פעולה יציב, בנוסף לקיומו של זמן רב, מערכת היושרה של המיזם גם ראויה לתשומת לב.

בנוסף, עיצוב השבבים ויכולת האספקה ​​הם הבסיס לחיישני MEMS להתמודדות עם איטרציה וחדשנות טכנולוגיות. לכן, ליצרני מוליכים למחצה מקומיים המתמקדים במו"פ ועיצוב MEMS יש הזדמנויות שוק רחבות להחלפת ייבוא ​​וחדשנות.

לבסוף, למפעלים יש תמיכה הון חזקה הוא גם אחד הכוחות המניעים לפיתוח מהיר. בשל ההשקעה הגדולה והקושי להפיק רווחים בפיתוח הראשוני של מפעלי MEMS, והכמות הגדולה של הון, כישרונות ומשאבים אחרים הדרושים לפיתוח, מיזמים עם תמיכה ממפעלים גדולים או רקע השקעות חזק עשויים להתפתח מהר יותר.

表2 MEMS非上市公司资料来源：企名片，国泰君安证券研究

המסקנה העיקרית

מסקנה עיקרית 1: חיישני MEMS עשירים במגוון ובשימוש נרחב, שהם המכשירים המרכזיים להשגת מידע ומימוש אינטראקציה. עם החדירה המואצת של האינטרנט של הדברים, 5G, נהיגה חכמה ותעשיות אחרות, הביקוש לאפליקציות רחב והשוק עצום.

על פי הסטטיסטיקה של CCID Think Tank, גודל השוק הסיני הוא כ-60 מיליארד יואן בשנת 2019, המהווה כ-54% מהשוק העולמי, וקצב הצמיחה של השוק המקומי ממשיך להיות גבוה מזה של העולם . צפוי שעד 2022, גודל שוק ה-MEMS הסיני יעלה על 100 מיליארד יואן, עם ביקוש תחליפים מקומי חזק. עם זאת, עדיין קיים פער בין טכנולוגיית מוצרי חיישני MEMS מקומיים לבין ביצועים בהשוואה לענקיות זרות. אנו שופטים שתעשיית ה-MEMS נמצאת עדיין בשלב מוקדם של צמיחה.

מסקנה עיקרית 2: תנאי ההנעה לפיתוח תעשיית חיישני MEMS טובים, כולל תמיכה במדיניות, גידול בביקוש, היצע בשפע, תשומת לב להון ואיטרציה טכנולוגית. עם זאת, עדיין יש מקום לשיפור ברמת התהליך של הרשת התעשייתית. בהתחשב בכך שרמת הרווחיות הגולמית של חברות מובילות בינלאומיות גבוהה מזו של יצרנים מקומיים, אך תמחור המוצרים גבוה יותר, מה שנותן למפעלים מקומיים מרחב מסוים לצמיחה. יחד עם זאת, בשל המאפיינים של התאמה אישית של MEMS, חלק מארגונים מקומיים צפויים להשיג פריצות דרך טכנולוגיות במגזרים חדשים.

מסקנה עיקרית 3: בהשוואה למפעלים ממדינות מפותחות, יצרנים מקומיים התפתחו מאוחר ובעלי נתח שוק נמוך, ורוב השוק נכבש על ידי יצרנים אמריקאים, יפנים וגרמנים.

היתרון המקומי הוא בעיקר ביישום במורד הזרם, חדשנות במצב ובתפיסה של ביקוש מגוונים בשוק. בשנים האחרונות, עם יישום חיישן טביעת אצבע, תמונה וסאונד, צפויים ארגונים בעלי חדשנות מוצר ותקופת קיום ארוכה יותר לזכות במרחב גדול יותר לצמיחה, וחברות איכותיות צפויות לצוץ בכל המגזרים.

מומלץ לשים לב לאלקטרוניקה mattel, Deep-HAO Semiconductor, Kunshan Shuangqiao, MingHAO sensing, ENERGY hao, BIG Brother Electronics, Wuxi good up, Minhao Micro, מיקרו חיישנים וחברות אחרות להזדמנויות השקעה בשוק העיקרי.

כתב ויתור: מאמר זה נדפס מחדש מ"קונגרס החיישנים העולמי", מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, אינו מייצג את דעותיהם של Sakweiwei והתעשייה, רק משוכפל ומשותף, תומך בהגנה על זכויות קניין רוחני, נא לציין את מקור מקור ומחבר, אם יש הפרה, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק.