Kertas kerja ini terutamanya memperkenalkan industri sensor MEMS di China, membincangkan kesukaran dan perkara utama penggantian MEMS di China, dan memberikan kesimpulan dan penyelesaian.Artikel ini mempunyai banyak idea yang patut dibaca. Secara khususnya, ditegaskan bahawa keupayaan penyelidikan dan pembangunan syarikat adalah kunci kepada kejayaan penggantian domestik. Kerjasama yang stabil antara perusahaan dan pengeluar hiliran adalah kunci kepada lelaran produk yang berterusan. Pengiktirafan modal yang kukuh juga merupakan salah satu daya penggerak kepada pembangunan pesat syarikat.

MEMS, singkatan untuk Sistem Mekanikal Elektro Mikro, ialah Sistem yang menyepadukan litar mikro dan mesin mikro pada cip mengikut keperluan fungsian.

MEMS adalah berdasarkan fotolitografi, kakisan dan teknologi semikonduktor tradisional yang lain, disepadukan dengan pemesinan ultra-ketepatan, dan digabungkan dengan pengetahuan mekanik, kimia, optik dan disiplin lain serta asas teknikal, supaya satu milimeter atau mikron MEMS mempunyai mekanikal, kimia yang tepat dan lengkap. , optik dan ciri-ciri lain struktur.

Produk MEMS boleh dibahagikan terutamanya kepada penderia MEMS dan penggerak MEMS, di mana penderia digunakan untuk mengesan dan mengesan fenomena dan isyarat fizikal, kimia, biologi dan lain-lain, dan penggerak digunakan untuk mencapai pergerakan mekanikal, daya dan tork serta tingkah laku peranti yang lain.

Gbr. 1 sensor MEMS dan mikropembesaran tempatan

Sumber: Sadie Advisors

Sensor MEMS ialah penderia mikro yang dihasilkan oleh mikro-elektronik dan teknologi mikro-mekanikal. Terdapat pelbagai jenis produk MEMS, dan ia adalah produk MEMS yang paling banyak digunakan. Melalui komponen sensor mikro dan unit penghantaran, isyarat input ditukar dan dieksport ke isyarat lain yang dipantau.

Berbanding dengan penderia yang dihasilkan oleh teknologi tradisional, ia mempunyai ciri-ciri saiz kecil, ringan, kos rendah, penggunaan kuasa yang rendah, kebolehpercayaan yang tinggi, sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, penyepaduan mudah dan realisasi pintar.

Sensor MEMS digunakan secara meluas

Sebagai peranti utama untuk pemerolehan dan interaksi maklumat, MEMS memainkan peranan penting dalam menggalakkan pengecilan sistem mekanikal. Penderia MEMS telah digunakan secara meluas dalam elektronik automotif, elektronik pengguna, aeroangkasa, bioperubatan, industri dan bidang lain.

Elektronik pengguna dan automotif adalah aplikasi utama MEMS. Dari perspektif struktur pasaran MEMS global pada 2019, elektronik pengguna ialah bidang aplikasi utama, menyumbang hampir 60%; Automotif adalah kawasan aplikasi kedua terbesar, menyumbang kira-kira 19%. Dari segi struktur pasaran MEMS di China pada 2019, rangkaian dan komunikasi, komputer, dan elektronik pengguna bersama-sama menyumbang 50%, manakala sektor automotif menyumbang 29%.

Dengan peningkatan lagi kadar penembusan kenderaan tenaga baharu dan pembangunan Internet of things, pada 2019, rangkaian dan komunikasi, elektronik automotif menyumbang lebih separuh daripada aplikasi pasaran MEMS. Dengan ketibaan rangkaian 5G dan pintar, kadar penembusan MEMS akan terus bertambah baik, dan ruang pasaran dalam bidang di atas dijangka akan terus dibuka.

图4 2019年全球MEMS市场结构

Sumber: Yole Development, Guotai Junan Securities Research

Sejarah pembangunan sensor MEMS

Fasa pertama, dari 1990 hingga 2000, menyaksikan peningkatan penggunaan penderia MEMS dalam elektronik automotif dan aplikasi seperti beg udara, tekanan brek, dan sistem pemantauan tekanan tayar. Permintaan yang meningkat ini telah menyebabkan syarikat di Eropah, Jepun dan Amerika Syarikat membangunkan dan mengeluarkan secara besar-besaran penderia MEMS untuk digunakan di sekeliling kereta;

Fasa kedua, dari 2000 hingga 2010, didorong oleh pertumbuhan pesat elektronik pengguna. Elektronik pengguna seperti telefon bimbit, tablet dan komputer riba memerlukan produk sensor MEMS mempunyai saiz yang lebih kecil dan prestasi penggunaan kuasa yang lebih rendah;

Peringkat ketiga adalah dari 2010 hingga 2020. Dengan perkembangan pesat industri Internet Perkara, industri sensor MEMS mempunyai ruang yang besar untuk pembangunan. Selain telefon pintar, komputer tablet dan elektronik pengguna lain, penderia MEMS akan digunakan secara meluas dalam AR/VR, jam tangan pintar, pemanduan pintar, logistik pintar, penjagaan perubatan pintar dan bidang lain.

Peringkat keempat adalah dari 2020. Dengan pembangunan pemanduan autonomi, 5G dan populariti Internet of Things, ruang pembangunan MEMS diperluaskan lagi, dan prestasi produk sensor MEMS dipertingkatkan untuk memenuhi keperluan yang lebih kecil, lebih rendah. penggunaan tenaga dan prestasi yang lebih tinggi.

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
Industri ini baru memasuki fasa pertumbuhannya

Dari perspektif saiz pasaran, menurut statistik dan ramalan Yole, saiz pasaran MEMS global pada 2019 ialah 11.5 bilion DOLLAR. Pertumbuhan pasaran menjadi perlahan pada 2020 disebabkan oleh COVID-19, dan pasaran akan pulih dari 2021, dan dijangka mencecah hampir 17.7 bilion dolar menjelang 2025. CagR untuk 2019-2025 ialah 7.4%.

Di bawah latar belakang perkembangan pesat elektronik pengguna, elektronik automotif dan industri di China, China adalah negara dengan saiz pasaran MEMS yang paling pesat berkembang dalam tempoh lima tahun yang lalu, dan juga pengeluar produk elektronik terbesar di dunia. Telefon bimbit dan tablet mempunyai permintaan yang sangat besar untuk produk MEMS. Penghantaran telefon mudah alih China menduduki tempat pertama di dunia, dan pembekal penderia MEMS seperti penderia optik dan penderia gerakan yang diperlukan oleh industri telefon mudah alih telah menganggap China sebagai pasaran yang paling penting.

Menurut cCID Think Tank, saiz pasaran China adalah kira-kira 60 bilion yuan pada 2019, menyumbang kira-kira 54% daripada pasaran global. Pasaran domestik terus berkembang lebih pantas daripada pasaran global, dan dianggarkan saiz pasaran MEMS China akan melebihi 100 bilion yuan pada tahun 2022.

Rajah 7. Skala pasaran MEMS global berkembang lebih cepat

Sumber: Penasihat CCID, Penyelidikan Sekuriti Guotai Junan

Dari segi struktur produk, lima segmen sensor MEMS teratas di dunia ialah rf, tekanan, mikrofon, pecutan dan giroskop, menyumbang hampir 65% daripada jumlah keseluruhan. Pesanan untuk pasaran China ini ialah rf, tekanan, mikrofon, inersia dan pecutan, serupa dengan pasaran global.

Menurut ramalan Yole, segmen sensor MEMS $1 bilion + menjelang 2024 termasuk rf, gabungan inersia, cap jari ultrasonik, tekanan, mikrofon dan percetakan inkjet.

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

Dari perspektif terminal aplikasi, didorong oleh Internet of Things dan penggantian 5G telefon mudah alih, saiz pasaran MEMS pengguna global dijangka berkembang daripada $6.87 bilion pada 2019 kepada $11.14 bilion pada 2025, menurut ramalan Yole. AuPasaran MEMS tomotif dijangka berkembang daripada $2.18 bilion pada 2019 kepada $2.6 bilion pada 2025, dengan CAGR 3%, didorong oleh peningkatan penembusan kenderaan pintar. Di samping itu, permintaan pasaran bagi sektor perindustrian, perubatan, komunikasi, pertahanan dan penerbangan juga semakin meningkat.

Dari perspektif kematangan teknologi, pembangunan teknologi MEMS di China masih di peringkat awal. Dari segi penyelidikan dan pembangunan produk, walaupun bilangan permohonan paten di China menduduki tempat ketiga di dunia, kualiti paten adalah lemah dan terdapat beberapa paten teras. Selain itu, unit yang memohon paten adalah terutamanya universiti dan institut penyelidikan, yang rendah dalam perindustrian dan masih perlu mengubah pencapaian.

Dari segi pembungkusan dan pembuatan, terdapat kekurangan pengalaman OEM di China, dan kebolehpercayaan dan hasil penderia MEMS yang dikeluarkan oleh perusahaan OEM domestik tidak dapat memenuhi sepenuhnya keperluan pengeluaran berskala besar, dan masih terdapat jurang tertentu daripada aplikasi pasaran.

Dari segi skala perusahaan, kebanyakan perusahaan domestik adalah perusahaan kecil dan sederhana dengan dana yang tidak mencukupi dan keupayaan yang lemah untuk menarik bakat, mengakibatkan kapasiti penyelidikan saintifik yang lemah dan kesukaran membuka saluran kerjasama dengan universiti dan institut penyelidikan.

Dari segi skala perniagaan dan tahap keuntungan, masih terdapat jurang yang jelas antara perusahaan semikonduktor domestik dan perusahaan terkemuka asing. Broadcom, sebuah syarikat terkemuka antarabangsa, mencapai hasil sebanyak 22.597 bilion dolar AS pada 2019, bersamaan dengan margin keuntungan kasar sebanyak 55.2% daripada jualan. Pada 2019, STMICROELECTRONICS melaporkan hasil sebanyak 15.416 bilion dolar AS dan margin kasar 38.7%. Dengan hasil sebanyak $14.383 bilion pada 2019, Texas Instruments telah beroperasi pada margin kasar lebih daripada 50 peratus atau bahkan lebih daripada 60 peratus dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

Sebaliknya, pada 2019, goer Shares, perusahaan domestik teratas, mempunyai hasil operasi kira-kira $5.068 bilion, dengan kadar keuntungan kasar hanya 15.43%. Perbezaan syarikat domestik dan gergasi asing, skala hasil dan keuntungan masih mempunyai jurang yang besar.

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

Dari perspektif bilangan pesaing, terdapat banyak jenis dan pembuatan sensor MEMSrs. Pada 2019, pasaran MEMS China dikuasai terutamanya oleh pengeluar asing, dengan Broadcom dan Bosch leher dan leher, manakala pesaing utama lain termasuk STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, Qorvo, dll.

Pengeluar Amerika menyumbang lebih daripada separuh, dan pengeluar Eropah, Amerika dan Jepun agak maju dalam bidang pembuatan cip MEMS dan MEMS. Pesaing domestik juga menunjukkan prestasi yang baik. Goer disenaraikan antara 10 pengeluar MEMS global teratas untuk yang pertama masa pada 2019, dan Teknologi Resound menduduki tempat ke-22. Dalam sektor faundri, Si Microelectronics Holdings Silex menduduki tempat pertama. Secara umum, pesaing antarabangsa mempunyai kelebihan yang jelas, tetapi perusahaan domestik mengejar pada kadar yang semakin pantas.

Rajah 13 Industri sensor MEMS domestik baru sahaja memasuki peringkat pertumbuhan

Sumber: Guotai Junan Securities Research

Ringkasnya, berdasarkan analisis saiz pasaran, kematangan teknologi, status operasi perusahaan, bilangan pesaing dan aspek lain di atas, kami menilai bahawa penggantian domestik industri sensor MEMS masih dalam peringkat awal pertumbuhan, dan perusahaan MEMS domestik sedang mempercepatkan untuk mengejar gergasi industri. Dengan pembangunan Internet of Things, kenderaan pintar dan teknologi 5G, industri penderia MEMS domestik akan terus berkembang, dan kadar penggantian domestik dijangka mempercepatkan.

Pengeluar MEMS domestik mempunyai ruang pembangunan yang hebat

1. Dasar negara sangat menyokong pembangunan industri sensor MEMS

Sensor MEMS memainkan peranan yang sangat penting dalam teknologi moden, seperti Internet of Things, pembuatan pintar, logistik pintar dan sebagainya. China ialah pasaran sensor MEMS terbesar di dunia, dan pasaran sensor MEMS di China patut diberi perhatian dari segi skala dan kepentingan.

Persekitaran dasar untuk pembangunan industri sensor nasional terus dioptimumkan. Dengan promosi giat "Strategi Kuasa Pembuatan" dan pelan tindakan "Internet +", kepentingan teknologi penderia dan industri penderia akan menjadi semakin menonjol. Ia boleh diramalkan bahawa teknologi sensor akan menjadi keutamaan utama dalam pembangunan sains dan teknologi di China pada masa hadapan.

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. Permintaan daripada pasaran hiliran memacu pertumbuhan berterusan pasaran industri MEMS

Sektor elektronik pengguna ialah pasaran nombor satu untuk MEMS, terima kasih kepada pasaran yang semakin meningkat untuk telefon pintar, boleh pakai dan rumah pintar. China, pangkalan pembuatan elektronik terbesar di dunia, menggunakan hampir separuh daripada peranti MEMS dunia.

Pertumbuhan berterusan dalam jualan produk elektronik pengguna MEMS di China, seperti telefon pintar dan tablet, telah memacu pertumbuhan industri MEMS, seperti penderia pecutan dan mikrofon. Di samping itu, dengan pembangunan pemanduan pintar dan kenderaan tenaga baharu, pasaran MEMS dalam elektronik automotif berkembang pesat, dengan bahagian pasaran sebanyak 17.8% pada 2019, menduduki tempat kedua.

Kerajaan sangat menyokong sektor 5G, dan China telah membentuk pasaran industri 5G yang rancak. Pelabur penuh keyakinan dan harapan dalam pasaran 5G, menyediakan ruang yang luas untuk promosi dan aplikasi 5G.

5G ialah asas kepada Internet untuk segala-galanya, dan ia juga mempercepatkan pembangunan Internet untuk segala-galanya. Internet Perkara telah menjadi "tuyere" seterusnya yang diharapkan oleh semua industri, dan industri Internet Perkara global berkembang pesat. Pasaran Internet Perkara China berkembang lebih pantas daripada seluruh dunia dan telah menjadi pasaran aplikasi Internet Perkara yang paling aktif di dunia. Perunding Ccid meramalkan bahawa pasaran 5G China akan terus berkembang pada kelajuan tinggi.

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

Dalam bidang Internet of Things, pasaran memacu pertumbuhan pesat pasaran sensor MEMS. Penderia MEMS memainkan peranan penting dalam menghubungkan dunia analog dan digital, dan kesedaran serta pengumpulan data mereka tentang persekitaran sekeliling memberi kita pemahaman yang objektif dan menyeluruh tentang operasi biasa pelbagai peranti dan sistem.

Menurut statistik GSMA, bilangan peranti iot global telah meningkat daripada 2 bilion pada 2010 kepada 12 bilion pada 2019. Mendapat manfaat daripada pengkomersialan 5G dan pembangunan wi-FI6, pasaran iot mempunyai potensi besar pada masa hadapan. GSMA meramalkan bahawa peranti iot global akan mencapai 24.6 bilion menjelang 2025, dengan kadar pertumbuhan kompaun sebanyak 12.7% dari 2019 hingga 2025.

Rajah 15 Pertumbuhan Pantas peranti iot (unit: bilion)

Sumber: GSMA, Guotai Junan Securities Research

Dalam sektor penjagaan kesihatan, COVID-19 telah membawa bencana besar kepada seluruh dunia, tetapi ia telah membawa kepada pertumbuhan besar dalam pasaran untuk penderia MEMS perubatan. Sama ada termometer elektronik, peranti diagnostik atau ventilator, semua peranti perubatan ini disambungkan kepada penderia MEMS, yang membawa kepada pertumbuhan pesat pasaran di kawasan ini.

Yole meramalkan bahawa pasaran MEMS perubatan akan berkembang sebanyak 10.6% pada tahun 2020. Selain itu, wabak ini telah meningkatkan perhatian orang ramai terhadap kesihatan dan mempercepatkan pembangunan pasaran pengguna perubatant. Peranti perubatan boleh pakai yang sentiasa memantau penunjuk fizikal juga telah berkembang pesat.

Disebabkan oleh pencegahan dan kawalan wabak, lonjakan permintaan untuk perkhidmatan tanpa sentuh, penghantaran robot, loji pemprosesan robot dan sebagainya secara tidak langsung telah menggalakkan perkembangan pesat industri MEMS.

Di samping itu, tabiat automasi orang ramai bermakna walaupun wabak itu berakhir pada satu ketika pada masa hadapan, orang masih akan bergantung pada perkhidmatan automatik tanpa pemandu BERASASKAN memS, jadi industri tidak akan mengecut, tetapi terus berkembang.

3. Pembangunan perusahaan sensor MEMS domestik menghadapi cabaran teknikal tertentu

Industri MEMS China bermula tidak lebih lewat daripada negara asing, dari reka bentuk, pembuatan dan pembungkusan tiga pautan, keadaan teknikal yang sedia ada pada mulanya membentuk reka bentuk MEMS, pemprosesan, pembungkusan, ujian sistem naga, untuk memastikan pembangunan selanjutnya MEMS China teknologi untuk menyediakan platform yang lebih baik.

Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pemecahan dan desentralisasi kuasa yang disebabkan oleh sebab sejarah, ditambah dengan kekurangan pelaburan yang serius, walaupun banyak pencapaian telah dicapai, masih terdapat jurang yang besar dengan negara luar dari segi kualiti, nisbah prestasi-harga dan pengkomersilan. .

Penyelidikan dan pembangunan teknologi MEMS memerlukan pelaburan masa yang agak lama, penyelidikan dan pembangunan sensor biasanya mengambil masa 6-8 tahun, dan masa ujian dan pengimportan ke dalam rantaian industri secara amnya mengambil masa hampir 20 tahun. Di samping itu, harga produk tidak berkadar dengan kepentingan produk atau kesukaran pembangunan, menyebabkan perusahaan MEMS Cina tidak boleh mendapat keuntungan daripada perang harga.

Oleh itu, perusahaan China perlu meningkatkan kapasiti sokongan rantaian perindustrian dan mengukuhkan kerjasama huluan dan hiliran, dan secara aktif meneroka penemuan bahan baharu dan teknologi integrasi dalam peranti MEMS dan meneroka peluang pasaran baharu.

Fokus R&D dan reka bentuk huluan pada universiti, institut penyelidikan dan platform perintis R&D. Teknologi MEMS melibatkan banyak bidang seperti mikroelektronik, mesin, bahan, kimia, fizik dan sebagainya. Ijazah antara disiplin adalah tinggi, penyelidikan adalah sukar, kitaran reka bentuk adalah panjang, dan ia sering mengambil masa beberapa tahun untuk dapat menghasilkan pengeluaran besar-besaran.

Pada masa ini, perusahaan mempunyai keupayaan inovasi tertentu, tetapi penumpuan perniagaan adalah tinggi, kedudukan produk adalah pertengahan dan rendah, dan skala hasil industri keseluruhan adalah kecil. Reka bentuk MEMS tergolong dalam pautan nilai tambah tinggi rantaian perindustrian. Produk perusahaan domestik terutamanya penderia mekanikal, yang berada di peringkat pertengahan dan rendah dalam pasaran.

Dalam pembuatan pertengahan aliran, sifat bahan asas MEMS, seperti sifat mekanikal struktur dan sifat kimia bahan, adalah faktor asas untuk menentukan prestasi produk. Akibatnya, peranti MEMS bergantung pada pelbagai proses dan pembolehubah, dan selalunya terdapat saluran paip proses untuk setiap produk MEMS. Pasukan R&d lazimnya memerlukan penambahbaikan dan ujian bertahun-tahun sebelum dikomersialkan.

Faundri MEMS boleh dibahagikan kepada talian ujian perintis, faundri IC dan faundri profesional MEMS.

Barisan perintis terutamanya terdiri daripada universiti dan institut penyelidikan saintifik, yang berfungsi sebagai platform penyelidikan dan pembangunan teknologi generik industri, bukan untuk keuntungan, dan dengan kapasiti terhad. Perniagaan IC OEM MEMS masih di peringkat awal, dan kapasitinya agak lemah. Kebanyakan perusahaan reka bentuk domestik dengan skala tertentu memilih OEM asing.

OEM profesional secara beransur-ansur daripada pemerolehan kepada pembinaan sendiri, sebagai contoh: pada penghujung 2015, pengilang domestik NVA memperoleh The Swedish MEMS OEM Silex Microsystems, dengan itu menguasai teknologi OEM MEMS terkemuka di dunia;

Teknologi pembungkusan kebanyakannya datang daripada teknologi pembungkusan litar bersepadu, tetapi produk MEMS lebih banyak, jadi teknologinya lebih kompleks dan sukar, menyebabkan teknologi pembungkusan telah menjadi medan utama untuk loji ujian pembungkusan semikonduktor penyumberan luar utama.

Dalam proses pembungkusan dan pembuatan, kerana China bermula lewat, dan Amerika Syarikat, Jepun, Jerman dan kapasiti pembuatan kuasa pembuatan lain dan ketepatan masih jurang tertentu, sensor MEMS yang dihasilkan dalam kehidupan dan ketepatan adalah lemah dan tahap kualiti adalah tidak seragam, daya saing produk adalah rendah. Walaupun OEM MEMS domestik ketinggalan di belakang pengeluar besar antarabangsa, teknologi pembungkusan dan ujian bermula lebih awal dan mencapai keputusan yang baik, dan telah menjadi daya saing antarabangsa.

Antaranya, Produk utama mikrofon MEMS ialah Goer Stock dan Ruisen Technology. Oleh kerana model perniagaan mereka adalah untuk membeli IP produk MEMS daripada pengeluar reka bentuk asing, dan kemudian melengkapkan ujian pembungkusan dan penjualan produk sendiri selepas pembuatan OEM, terdapat ruang premium tertentu, dan kini mereka berada di kem MEMS TOP30 global.

Dalam industri aplikasi hiliran, elektronik pengguna adalah pasaran terbesar, terutamanya disebabkan oleh pertumbuhan pesat telefon pintar, peranti boleh pakai dan pasaran lain dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan perkembangan pesat pengeluar peranti pintar domestik seperti perusahaan teknologi terkemuka China, Xiaomi dan Vivo. Yang kedua ialah elektronik automotif, perisikan automotif memerlukan peralatan penderiaan berketepatan tinggi, seperti BYD, NIO, Xiaopeng pengeluar kereta domestik hiliran juga sedang membangun dengan pesat. Selain itu, peralatan perubatan, industri 4.0, Internet of Things dan industri aplikasi hiliran lain yang pesat membangun. Perusahaan dalam hiliran rantaian perindustrian domestik berkembang pesat dengan momentum yang baik, tetapi teknologi teras mereka masih memerlukan sokongan asing dan keupayaan penyelidikan dan pembangunan bebas mereka agak lemah. Perusahaan telah menyedari kepentingan keupayaan inovasi bebas dan terus berusaha.

4. Aliran modal ke industri MEMS telah meningkat secara mendadak

Memandangkan industri MEMS adalah asas pembangunan sains dan teknologi dalam era baharu, dan sokongan dasar adalah kukuh, kes pelaburan dan pembiayaan industri MEMS di China semakin meningkat dari tahun ke tahun, baik dari segi kuantiti dan jumlah. Dari segi jumlah pelaburan, jumlah pelaburan pada 2019 adalah kira-kira dua kali ganda berbanding 2018. Walaupun pelaburan dalam pasaran utama adalah sejuk, pelaburan dalam industri MEMS terus meningkat.

Dari segi pembahagian, MEMS+AI, RF MEMS, MEMS fotoelektrik dan MEMS biologi mempunyai bilangan kes pelaburan dan jumlah wang terbesar. Peningkatan ketara dalam bilangan dan jumlah pelaburan menunjukkan bahawa pasaran modal memberi lebih perhatian kepada industri MEMS. Dari segi pengedaran geografi, Beijing, Guangdong, Shanghai, Zhejiang dan Jiangsu mendahului senarai dari segi bilangan kes pelaburan.

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

Reka bentuk Cina dan OEM perlu diperkukuh, dan ujian tertutup adalah kompetitif

Sama seperti industri litar bersepadu, rantaian industri MEMS terutamanya melibatkan reka bentuk dan pembangunan, pengeluaran dan pembuatan, pembungkusan dan ujian, dan aplikasi sistem. Huluan rantaian industri MEMS termasuk reka bentuk peranti MEMS, penyelidikan dan pembangunan dan pembekalan peralatan bahan dan pengeluaran, bahagian tengah termasuk pembuatan peranti MEMS dan ujian pembungkusan, dan hiliran menggunakan produk MEMS untuk menyepadukan produk elektronik terminal.

Syarikat reka bentuk cip huluan menumpukan pada reka bentuk cip MEMS dan struktur produk mereka. Selepas melengkapkan reka bentuk, mereka beralih kepada fabrik pihak ketiga untuk menghasilkan cip MEMS. Selepas pembungkusan dan ujian, cip MEMS boleh dihantar kepada pelanggan dalam aplikasi elektronik pengguna, automotif, perubatan dan kawalan industri. Pada masa ini, proses pembuatan MEMS syarikat domestik terutamanya dalam julat 0.25-1 mikron. Proses pembuatan bukanlah faktor kekangan rantaian industri, tetapi fungsi dan struktur secara relatifnya lebih penting.

图18 MEMS产业链资料来源：国泰君安证券研究

Terdapat dua mod pengeluaran pertengahan: Fabless dan IDM. Mod Fabless ialah mod pengeluaran arus perdana pada masa ini. Ia adalah pembahagian menegak mod buruh berdasarkan reka bentuk. Perusahaan bertanggungjawab terutamanya untuk reka bentuk dan jualan produk MEMS dan pengeluaran, ujian, pembungkusan dan aspek penyumberan luar. Mod IDM ialah mod pembuatan peranti bersepadu, yang juga merupakan mod perniagaan utama kilang-kilang besar antarabangsa pada masa ini. Pengeluar IDM biasa ialah Bosch, Samsung, TI, Toshiba, ST dan sebagainya.

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

Pengeluar hiliran boleh diklasifikasikan kepada dua jenis: satu ialah penyedia penyelesaian yang menyediakan produk tersuai fleksibel berdasarkan keperluan hiliran dan kemudian menjualnya kepada pengeluar terminal untuk digunakan melalui penyahpepijatan perisian mudah. Kedua, pengeluar yang menyediakan produk terminal secara amnya menumpukan pada bidang tertentu, tetapi kos penyelidikan dan pembangunan adalah tinggi dan kitaran penyelidikan dan pembangunan adalah panjang. Pengilang jenis pertama lebih sesuai untuk produk pasaran pengguna massa, dan pengeluar jenis kedua lebih sesuai untuk produk domain khusus.

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

Peluang pembangunan perusahaan sensor MEMS domestik dan cabaran wujud bersama

1. Pembekal mempunyai kuasa tawar-menawar yang sederhana

Pembekal huluan MEMS terutamanya menyediakan bahan mentah, terutamanya bahan berasaskan silikon. Bahan MEMS dan bahan semikonduktor tradisional pada asasnya adalah sama, pasaran bekalan telah matang, persaingan lebih sengit, pembentukan pasaran pembeli. Apabila pembekal sensor MEMS menghadapi pelanggan OEM dan pelanggan OEM yang besar, pelanggan OEM ini bergantung pada kuasa pasaran yang kukuh dan meminta bahan mentah harga yang lebih rendah daripada pembekal. Walau bagaimanapun, dalam dua tahun yang lalu, disebabkan oleh kenaikan harga bahan mentah dan had kapasiti pengeluaran wafer, pautan wafer MEMS telah dihadkan. Produk 6 inci dan 8 inci konvensional biasanya kehabisan stok, dan kuasa tawar-menawar pembekal telah meningkat. Dapat dilihat bahawa kuasa tawar-menawar pembekal banyak dipengaruhi oleh penawaran pasaran.

2. Pembeli mempunyai kuasa tawar menawar yang tinggi

Perusahaan MEMS meningkatkan usaha penyelidikan saintifik, meningkatkan daya saing teras masing-masing, supaya perkembangan pesat teknologi, peningkatan produk mempercepatkan, kelajuan pengurangan harga.

Dengan perkembangan pesat Internet of things dan peningkatan pantas pasaran elektronik pengguna, banyak perusahaan telah menyertai pasaran dan persaingan menjadi semakin sengit. Ini menjadikan harga pasaran pengguna akhir dikurangkan secara beransur-ansur, pengilang, perniagaan penyelidikan dan pembangunan untuk mengurangkan harga; Pada masa yang sama, pengembangan pasaran penggunaan akhir meningkatkan jumlah penjual akhir dan kuasa tawar-menawar pembeli.

Di samping itu, kerana kebanyakan perusahaan domestik mahir dalam produk mewah, mereka juga menghadapi sejumlah besar pesaing, jadi mereka perlu menjamin bahagian pasaran melalui perang harga. Dapat dilihat kuasa tawar menawar pembeli adalah tinggi.

3. Sukar untuk peserta baru bersaing dalam bidang sedia ada

Halangan industri sensor MEMS adalah tinggi. Pertama sekali, terdapat halangan kewangan. Disebabkan oleh ciri-ciri produk yang tidak standard, perusahaan MEMS tidak dapat menyokong produk tertentu melalui satu proses. Selain menggunakan bahan silikon, tiada komponen asas biasa, yang bermaksud setiap produk MEMS memerlukan proses yang berbeza.

Walau bagaimanapun, syarikat sering perlu menjalankan reka bentuk dan pembangunan, pemprosesan percubaan dan pembuatan, ujian kualiti dan langkah lain bagi pelbagai produk pada masa yang sama, dan terdapat pelaburan modal yang besar. Kedua, halangan teknikal, reka bentuk MEMS perlu merentas disiplin, reka bentuk adalah sukar. Dalam proses pemprosesan, setiap jenis produk memerlukan teknologi pemprosesan yang berbeza, dan setiap proses memerlukan langkah-langkah pembangunan dan pengoptimuman proses. Pada masa yang sama, kerana kekurangan pengalaman dalam perusahaan baru, sukar untuk memenuhi ketepatan dan kualiti pemprosesan, dan pemprosesannya sukar.

Akhirnya, terdapat halangan bakat. Disebabkan oleh populariti perusahaan baharu yang rendah dan keupayaan mereka yang lemah untuk menarik bakat, adalah sukar bagi mereka untuk mengatasi perusahaan sedia ada dalam keupayaan inovasi dan daya saing teras. Walau bagaimanapun, dengan pembangunan berterusan teknologi baharu dan pembukaan segmen dan aplikasi pasaran, terdapat jurang kecil antara semua perusahaan dalam bidang ini, yang menyediakan beberapa perusahaan baharu peluang pembangunan.

4. Persaingan daripada pesaing sedia ada adalah sengit

Pada masa ini, syarikat Amerika menyumbang separuh daripada bahagian pasaran MEMS domestik, serta syarikat Eropah dan Jepun, dan syarikat asing seperti Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, dan Texas Instruments menduduki sebahagian besar pasaran domestik. Dari sudut pandangan perusahaan tersenarai utama, terdapat hanya 2 perusahaan penderia domestik dengan lebih 10 bilion hasil, yang berkaitan dengan pembangunan lewat dan persaingan perusahaan penderia domestik.

Kapasiti bekalan domestik China tidak mencukupi, terutamanya produk mewah hampir semuanya bergantung pada bekalan yang diimport, 80% cip bergantung pada negara asing; Bahagian selebihnya hanya tertumpu di tangan beberapa syarikat tersenarai, seperti syarikat Goeracoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Shilanwei dan Jinlong Electromechanical 5 menduduki lebih daripada 40% pasaran MEMS domestik; 70% daripada perusahaan MEMS domestik adalah perusahaan kecil dan sederhana, dan produk mereka tertumpu terutamanya di bahagian pertengahan dan rendah. Secara amnya, keadaan semasa perusahaan China ialah produk pertengahan dan rendah bersaing sengit, manakala tiada daya saing dalam persaingan produk mewah.

5. Terdapat sedikit ancaman pengganti

Sensor MEMS adalah pengganti kepada sensor tradisional. Berbanding dengan sensor tradisional, sensor MEMS mempunyai kelebihan berikut: pengecilan, ringan dan penggunaan tenaga yang rendah. Peranti MEMS bersaiz kecil. Secara amnya, saiz sensor MEMS tunggal diukur dalam milimeter atau mikron. Pada masa yang sama, komponen mekanikal selepas pengecilan mempunyai kelebihan inersia kecil, frekuensi resonans tinggi, masa tindak balas yang singkat dan sebagainya.

Di samping itu, sensor MEMS lebih sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, yang boleh mengurangkan kos pengeluaran MEMS individu. Penyepaduan pemprosesan, MEMS tunggal selalunya dalam pembungkusan penderia mekanikal, tetapi juga disepadukan dengan cip lain, kawalan mudah cip THE MEMS.

Sensor pintar mempunyai fungsi pemprosesan maklumat, melalui perisian boleh membetulkan semua jenis ralat, meningkatkan ketepatan sensor, meningkatkan kebolehpercayaan sensor, meningkatkan bahagian anti-gangguan keseluruhan sistem. Di bawah permintaan ketepatan yang sama, penderia pintar pelbagai fungsi telah meningkatkan prestasi kos dengan ketara berbanding dengan penderia biasa dengan satu fungsi, dan penderia pintar pelbagai fungsi boleh merealisasikan pengukuran pelbagai parameter komprehensif oleh pelbagai penderia. Digabungkan dengan kelebihan ini, alternatif kepada sensor MEMS menimbulkan ancaman yang sangat kecil.

Corak pertandingan dan analisis KSF

Pasaran MEMS China telah lama dikuasai oleh pengeluar asing, yang matang dalam semua aspek teknologi MEMS dan mempunyai kelebihan yang jelas dalam hayat perkhidmatan dan ketepatan produk.

Pada tahun 2019, broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, QORVO, HP, Lou, NXP, Goel dan TDK disenaraikan antara 10 PENJUAL teratas dalam pasaran MEMS China, di mana syarikat Amerika menyumbang 54%. Syarikat China Goer berjaya masuk ke dalam 10 teratas, dan hasil MEMS meningkat 36% tahun ke tahun pada 2019, jauh mengatasi syarikat terkemuka lain dalam industri. Berkualifikasi Kedudukan ke-22, dengan pertumbuhan hasil sebanyak 11% tahun ke tahun, juga lebih tinggi daripada industri secara keseluruhan.

Rajah 21. Struktur vendor pasaran MEMS di China pada 2019

Sumber: Penasihat CCID, Penyelidikan Sekuriti Guotai Junan

Pada masa ini, skala keseluruhan pengeluar sensor MEMS domestik tidak besar. Sebagai tambahan kepada Hasil tahunan Lebih daripada $100 juta untuk Goer and Resound, hasil tahunan pengeluar sensor MEMS tempatan seperti semikonduktor Micron, Teknologi Mattel, Microchip Microchip adalah kurang daripada $60 juta, dan skala keseluruhannya adalah kecil.

Di samping itu, pengeluar domestik mengendalikan kategori produk yang agak tunggal, kebanyakan barisan produk adalah satu, kebanyakannya adalah pembekal komponen, dan kapasiti bekalan penyelesaian adalah lemah. Gergasi antarabangsa Invensense, Infineon dan pengeluar asing lain mempunyai 2 hingga 3 barisan produk, dan Bosch, Denso, STMICROELECTRONICS dan barisan produk MEMS yang lain mempunyai lebih daripada 4, dan mereka mempunyai keupayaan untuk menyediakan penyelesaian bersepadu. Sebaliknya, sukar bagi pembekal kecil untuk mencapai pengeluaran besar-besaran dalam tempoh masa yang singkat, jadi bahagian pasaran pembekal besar teratas secara relatifnya stabil dan kepekatan pasaran adalah tinggi.

2. Analisis KSF perusahaan domestik

Pertama sekali, keupayaan penyelidikan dan pembangunan perusahaan adalah teras kejayaan alternatif domestik. Pada masa ini, PENYELIDIKAN dan pembangunan domestik MEMS kebanyakannya terletak di institut penyelidikan dan universiti, dan kapasiti penyelidikan dan pembangunan perusahaan agak lemah. Dan industri MEMS, sebagai asas kepada teknologi baharu, mempunyai produk baharu yang terobosan atau peningkatan yang hebat adalah cara penting untuknya bertapak di pasaran. Oleh itu, inovatif dan perusahaan dengan daya saing teras mereka sendiri patut diberi perhatian.

Sebagai contoh, Goer Adalah perusahaan terkemuka dalam bidang mikrofon; Penderia pecutan anak syarikat Suzhou Gootechnetium menduduki tempat pertama dalam jualan domestik. Penderia gas Weisheng Technology, anak syarikat Hanway Electronics, telah mencapai pencapaian awal dan boleh digunakan pada produk pengesanan gas dan peranti boleh pakai pintar.

Kedua, kerjasama yang stabil antara perusahaan dan pengeluar hiliran adalah kunci kepada lelaran produk yang berterusan. Permintaan domestik adalah besar, pengeluar domestik yang sangat baik untuk bekerjasama dengan perusahaan besar domestik mempunyai kelebihan kongenital, tetapi pengeluar domestik kepada bentuk asas Fabless diberi keutamaan, berbanding dengan perusahaan IDM, rantaian bekalan dan rantaian pengedaran tidak sempurna, tidak ada yang stabil, hiliran vendor adalah masalah besar, jadi rantaian industri yang lengkap, dan perusahaan hiliran besar dengan kerjasama yang stabil, Selain kewujudan masa yang lama, sistem integriti perusahaan juga patut diberi perhatian.

Di samping itu, reka bentuk cip dan kapasiti bekalan adalah asas bagi penderia MEMS untuk menghadapi lelaran dan inovasi teknologi. Oleh itu, pengeluar semikonduktor domestik yang memfokuskan pada r&d dan reka bentuk MEMS mempunyai peluang pasaran yang luas untuk penggantian import dan inovasi.

Akhirnya, perusahaan mempunyai sokongan modal yang kukuh juga merupakan salah satu daya penggerak untuk pembangunan pesat. Disebabkan oleh pelaburan yang besar dan kesukaran untuk membuat keuntungan dalam pembangunan awal perusahaan MEMS, dan jumlah besar modal, bakat dan sumber lain yang diperlukan untuk pembangunan, perusahaan dengan sokongan daripada perusahaan besar atau latar belakang pelaburan yang kukuh mungkin berkembang dengan lebih pesat.

表2 MEMS非上市公司资料来源：企名片，国泰君安证券研究

Kesimpulan utama

Kesimpulan utama 1: Sensor MEMS kaya dengan pelbagai dan digunakan secara meluas, yang merupakan peranti utama untuk mendapatkan maklumat dan merealisasikan interaksi. Dengan penembusan Internet Perkara, 5G, pemanduan pintar dan industri lain yang dipercepatkan, permintaan aplikasi adalah luas dan pasaran adalah besar.

Menurut statistik CCID Think Tank, saiz pasaran China adalah kira-kira 60 bilion yuan pada 2019, menyumbang kira-kira 54% daripada pasaran global, dan kadar pertumbuhan pasaran domestik terus lebih tinggi daripada dunia. . Dijangkakan menjelang 2022, saiz pasaran MEMS China akan melebihi 100 bilion yuan, dengan permintaan pengganti domestik yang kukuh. Walau bagaimanapun, masih terdapat jurang antara teknologi dan prestasi produk sensor MEMS domestik berbanding dengan gergasi asing. Kami menilai bahawa industri MEMS masih di peringkat awal pertumbuhan.

Kesimpulan utama 2: Keadaan pemacu untuk pembangunan industri sensor MEMS adalah baik, termasuk sokongan dasar, pertumbuhan permintaan, bekalan yang banyak, perhatian modal dan lelaran teknologi. Walau bagaimanapun, masih terdapat ruang untuk penambahbaikan dalam tahap proses rantaian industri. Memandangkan tahap margin kasar syarikat terkemuka antarabangsa adalah lebih tinggi daripada pengeluar domestik, tetapi harga produk lebih tinggi, yang memberikan perusahaan domestik ruang tertentu untuk pertumbuhan. Pada masa yang sama, disebabkan ciri penyesuaian MEMS, beberapa perusahaan domestik dijangka mencapai kejayaan teknologi dalam segmen baharu.

Kesimpulan utama 3: Berbanding dengan perusahaan dari negara maju, pengeluar domestik lambat membangun dan mempunyai bahagian pasaran yang rendah, dan kebanyakan pasaran diduduki oleh pengeluar Amerika, Jepun dan Jerman.

Kelebihan tempatan adalah terutamanya dalam aplikasi hiliran, inovasi mod dan pemahaman permintaan pasaran yang pelbagai. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan aplikasi cap jari, imej dan penderia bunyi, perusahaan dengan inovasi produk dan jangka masa yang lama dijangka mendapat ruang yang lebih besar untuk pertumbuhan, dan syarikat berkualiti tinggi dijangka muncul dalam semua segmen.

Adalah disyorkan untuk memberi perhatian kepada elektronik mattel, Semikonduktor Deep-HAO, Kunshan Shuangqiao, penderiaan MingHAO, hao TENAGA, elektronik abang BIG, Wuxi good up, Minhao Micro, penderia mikro dan syarikat lain kepada peluang pelaburan pasaran utama.

Penafian: Artikel ini dicetak semula daripada "World Sensor Congress", artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis, tidak mewakili pandangan Sakweiwei dan industri, hanya diterbitkan semula dan dikongsi, menyokong perlindungan hak harta intelek, sila nyatakan sumber asal dan pengarang, jika terdapat pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadam.