Горячая линия обслуживания
Новости
Новости
Производственная цепочка MEMS-индустрии (2)
2022-03-17
390
3. Развитие отечественных компаний, производящих MEMS-датчики, сталкивается с определенными техническими проблемами.
Китайская индустрия MEMS-технологий зародилась ненамного позже, чем за рубежом. С точки зрения проектирования, производства и упаковки, существующие технические условия изначально сформировали единую систему для проектирования, обработки, упаковки и тестирования MEMS-устройств, обеспечив лучшую платформу для дальнейшего развития китайской MEMS-технологии. Однако из-за фрагментации и рассредоточения сил, вызванных историческими причинами, а также серьезного недостатка инвестиций, несмотря на многочисленные достижения, все еще существует большой разрыв с зарубежными странами в отношении качества, соотношения производительности и цены, а также коммерциализации. Исследования и разработки в области MEMS-технологий требуют относительно длительного периода инвестиций. Разработка датчика обычно занимает 6-8 лет. Кроме того, время тестирования и внедрения в производственную цепочку обычно составляет около двадцати лет. Более того, цена продукта не прямо пропорциональна важности или сложности его разработки, в результате чего китайские MEMS-компании не могут извлечь выгоду из ценовой войны. Поэтому китайским компаниям необходимо улучшить свои возможности поддержки производственной цепочки и укрепить сотрудничество между поставщиками и потребителями. В то же время им необходимо активно изучать прорывные разработки в области новых материалов и интегрированных технологий для MEMS-устройств, а также исследовать новые рыночные возможности.
Разработка и проектирование в области MEMS сосредоточены в университетах, научно-исследовательских институтах и на пилотных платформах НИОКР. Технология MEMS охватывает множество областей, таких как микроэлектроника, машиностроение, материаловедение, химия и физика. Она носит междисциплинарный характер, сложна в исследованиях и имеет длительный цикл проектирования. Достижение массового производства часто занимает несколько лет. В настоящее время компании обладают определенными инновационными возможностями, но наблюдается высокая степень дублирования бизнес-процессов, продукция позиционируется в среднем и низком ценовом сегменте, а общий доход отрасли невелик. Разработка MEMS является звеном с высокой добавленной стоимостью в производственной цепочке. Продукция отечественных предприятий в основном представляет собой механические датчики, которые занимают среднее и низкое ценовое место на рынке.
В промежуточном производстве основные свойства материалов MEMS, такие как структурно-механические и химические свойства, являются фундаментальными факторами, определяющими производительность продукта. Поэтому устройства MEMS зависят от различных процессов и переменных. Продукт MEMS часто соответствует процессу сборочной линии, и команде разработчиков обычно требуются годы совершенствования и тестирования, прежде чем он сможет быть коммерциализирован. Производители MEMS можно разделить на три типа: пилотные линии, заводы по производству интегральных схем и профессиональные заводы по производству MEMS. Большинство пилотных линий базируются в университетах и научно-исследовательских институтах. Они служат платформой для исследований и разработок распространенных промышленных технологий. Они некоммерчески и имеют ограниченные производственные мощности. Бизнес MEMS на заводах по производству интегральных схем находится на начальной стадии развития, и его возможности относительно слабы. Отечественные проектные компании определенного масштаба в основном выбирают зарубежные заводы. Профессиональные OEM-производители постепенно переходят от приобретений к собственному строительству. Например, в конце 2015 года отечественный производитель Nevi Technology приобрел шведский завод по производству MEMS Silex Microsystems, таким образом, одним махом освоив ведущую в мире технологию производства MEMS; В 2019 году ряд компаний, таких как Hanking Microelectronics и Xi'an Reed Microsystems, последовательно запустили линии по производству MEMS-устройств и вышли на рынок профессионального производства MEMS-компонентов.
Технология упаковки в основном заимствована из технологии упаковки интегральных схем, но MEMS-продукты более распространены, поэтому технология более сложная и трудоемкая, что делает упаковку областью, в которой крупные аутсорсинговые заводы по упаковке и тестированию полупроводников стремятся занять лидирующие позиции. В процессе упаковки и производства, из-за позднего начала развития в Китае, все еще существует определенный разрыв между производственными возможностями и точностью таких держав, как США, Япония и Германия. Производимые MEMS-датчики имеют низкий срок службы, низкую точность и неравномерное качество, что приводит к низкой конкурентоспособности продукции. Хотя отечественные MEMS-производители отстают от крупных международных компаний, технология упаковки и тестирования начала развиваться раньше, достигла хороших результатов и стала конкурентоспособной на международном уровне. Среди них Goertek и AAC Technologies, основной продукцией которых являются MEMS-микрофоны, занимают определенное премиальное положение, поскольку их бизнес-модель заключается в приобретении интеллектуальной собственности на MEMS-продукты у зарубежных производителей, доверинии OEM-производства, а затем самостоятельном завершении упаковки, тестирования и продажи продукции. Поэтому сейчас они входят в число 30 ведущих мировых компаний в области MEMS.
Среди отраслей, использующих потребительские товары, крупнейшим рынком является потребительская электроника, в основном благодаря быстрому росту рынков смартфонов, носимых устройств и других товаров в последние годы, а также стремительному развитию отечественных производителей интеллектуальных устройств, таких как Huawei, Xiaomi и vivo. Далее следует автомобильная электроника. Автомобильный интеллект требует высокоточного сенсорного оборудования. Отечественные автопроизводители, такие как BYD, NIO и Xiaopeng, также быстро развиваются. Кроме того, существуют быстрорастущие отрасли, использующие потребительские товары, такие как медицинское оборудование, Индустрия 4.0 и Интернет вещей. Компании, работающие в рамках потребительского спроса в отечественной производственной цепочке, быстро развиваются и демонстрируют хорошую динамику. Однако ключевые технологии по-прежнему требуют зарубежной поддержки, а возможности собственных исследований и разработок относительно невелики. Предприятия осознали важность собственных инновационных возможностей и продолжают прилагать усилия.
4. Приток капитала в отрасль MEMS значительно увеличился.
Поскольку индустрия MEMS является основой развития науки и техники в новую эпоху и пользуется мощной государственной поддержкой, объемы инвестиций и финансирования в китайской индустрии MEMS ежегодно растут как в количественном, так и в количественном отношении. Судя по объему, объем инвестиций в 2019 году примерно вдвое превысил показатель 2018 года. Хотя общий объем инвестиций на первичном рынке остается низким, инвестиционный энтузиазм в индустрии MEMS не ослабевает.
С точки зрения сегментации по областям, наибольшее количество и объем инвестиционных проектов приходится на четыре направления: MEMS+AI, радиочастотные MEMS, оптоэлектронные MEMS и биологические MEMS. Значительный рост числа и объема инвестиций свидетельствует о том, что рынок капитала уделяет все больше внимания отрасли MEMS. По географическому распределению, Пекин, Гуандун, Шанхай, Чжэцзян и Цзянсу занимают первые места по количеству инвестиционных проектов.
Рисунок 16. Ситуация с инвестициями и финансированием в китайской индустрии MEMS в период с 2017 по 2019 год.
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research Рисунок 17. Объемы инвестиций и финансирования в сегментах китайской индустрии MEMS в 2019 году. 
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research
Компании, занимающиеся проектированием микросхем, сосредоточены на разработке MEMS-чипов и их структур. После завершения проектирования они передают его сторонним заводам по производству кремниевых пластин для изготовления MEMS-чипов. После упаковки и тестирования они могут быть отправлены заказчикам в сфере потребительской электроники, автомобилестроения, медицины, промышленного управления и других областях применения. В настоящее время производственные процессы MEMS-микросхем в отечественных компаниях в основном находятся в диапазоне 0.25-1 микрон. Технологический процесс не является ограничивающим фактором в производственной цепочке. Функциональность и структура имеют сравнительно большее значение.
Рисунок 18. Производственная цепочка MEMS-индустрии.
Источник: Исследование ценных бумаг Guotai Junan.
Существует два основных режима производства на промежуточном этапе: безфабричный (Fabless) и интегрированный (IDM) подход. Модель безфабричного производства в настоящее время является основной моделью производства и представляет собой вертикальное разделение труда, ориентированное на проектирование. Компания в основном отвечает за проектирование и продажу MEMS-продуктов, а производство, тестирование, упаковку и другие звенья передаёт на аутсорсинг. Типичными примерами таких компаний являются Knowles, HP, Canon и др.
Рисунок 19: Дальнейшее развитие цепочки создания стоимости в отрасли MEMS.
Источник: Yole Development, Guotai Junan Securities Research.
Производителей, работающих в сегменте конечной продукции, можно разделить на две основные категории: первая — это производители, предоставляющие решения, предлагающие продукцию с гибкой индивидуальной поддержкой в соответствии с потребностями конечной продукции, а затем продающие её конечным производителям для использования посредством простой отладки программного обеспечения; вторая — это производители конечной продукции, которые, как правило, ориентированы на конкретные области, но имеют более высокие затраты на НИОКР и более длительные циклы исследований и разработок. Первый тип производителей больше подходит для продукции массового потребительского рынка, а второй — для продукции специализированных областей.
Рисунок 20. Структура применения MEMS-технологий на китайском рынке в 2019 году (%).
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research
Поставщики компонентов для MEMS-систем в основном поставляют сырье, преимущественно на основе кремния. Материалы, используемые в MEMS, в основном такие же, как и в традиционных полупроводниках. Рынок поставок созрел, конкуренция жесткая, сформировался рынок покупателя. Когда поставщики MEMS-датчиков сталкиваются с крупными заказчиками и группами заказчиков, эти производители, опираясь на свое сильное рыночное влияние, требуют от поставщиков более дешевого сырья. Однако за последние два года из-за роста цен на сырье и ограниченности производственных мощностей по выпуску кремниевых пластин, связь между поставщиками и производителями MEMS-компонентов значительно ухудшилась. Традиционные 6-дюймовые и 8-дюймовые изделия, как правило, отсутствуют на складе, и переговорная сила поставщиков возросла. Очевидно, что переговорная сила поставщиков в значительной степени зависит от рыночного предложения.
2. Покупатели обладают высокой переговорной силой.
Компании, работающие в сфере MEMS, активизировали свои научные исследования и повысили свою конкурентоспособность, что привело к быстрому технологическому развитию, ускоренному обновлению продукции и ускоренному снижению цен. Быстрое развитие Интернета вещей и ускоренное обновление рынка потребительской электроники привели к появлению множества компаний на рынке, и конкуренция стала все более ожесточенной. Это постепенно привело к снижению цен на рынке конечной потребительской электроники, и производителям и разработчикам приходится снижать отпускные цены. В то же время расширение рынка конечной потребительской электроники увеличило размер продавцов конечной продукции и повысило переговорную силу покупателей. Кроме того, поскольку большинство отечественных компаний специализируются на продукции среднего и низкого ценового сегмента, они также сталкиваются с большим количеством конкурентов и вынуждены поддерживать свою долю рынка посредством ценовых войн. Как видно, переговорная сила покупателей относительно высока.
3. Новым участникам сложно конкурировать в существующих областях.
Индустрия MEMS-сенсоров сталкивается с высокими барьерами. Первый – финансовый барьер. Из-за нестандартизированного характера продукции компании, занимающиеся MEMS-технологиями, не могут обеспечить производство определенного продукта с использованием единого технологического процесса. Помимо использования кремниевых материалов, отсутствуют общие базовые компоненты, что означает, что для каждого MEMS-продукта требуется свой технологический процесс. Предприятию часто приходится одновременно проводить проектирование и разработку, пробную обработку и производство, контроль качества и другие этапы для нескольких продуктов, что требует крупных капиталовложений. Во-вторых, существуют технические барьеры. Проектирование MEMS требует взаимодействия множества дисциплин, что затрудняет процесс проектирования. В процессе обработки каждый тип продукта требует различных технологий, а каждый процесс требует этапов разработки и оптимизации. В то же время, из-за недостатка опыта у новых участников рынка трудно обеспечить точность и качество обработки, что затрудняет производство. Наконец, существует барьер в виде нехватки кадров. Из-за низкой репутации и слабой способности привлекать таланты новым компаниям трудно превзойти существующие компании по инновационным возможностям и основной конкурентоспособности. Однако, благодаря непрерывному развитию новых технологий, открытию новых рыночных сегментов и областей применения, разрыв в начале деятельности между всеми предприятиями в этих областях невелик, что открывает возможности для развития некоторым новым участникам рынка.
4. Конкуренция между существующими конкурентами очень жесткая.
В настоящее время американские компании занимают половину внутреннего рынка MEMS. Вместе с европейскими и японскими компаниями, подавляющее большинство на внутреннем рынке занимают такие иностранные компании, как Broadcom, Bosch, STMicroelectronics и Texas Instruments. Судя по крупным компаниям, акции которых котируются на бирже, только две отечественные компании, производящие датчики, имеют годовой доход, превышающий 10 миллиардов. Это тесно связано с отставанием в развитии и конкуренции среди отечественных компаний, производящих датчики. В стране недостаточно собственных производственных мощностей, особенно в сегменте высококачественной продукции, которая почти полностью импортируется, а 80% микросхем производится за рубежом; оставшаяся доля сосредоточена в руках лишь нескольких компаний, акции которых котируются на бирже, таких как Goertek Acoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Silan Micro и Jinlong Electromechanical. Пять компаний занимают более 40% внутреннего рынка MEMS; 70% отечественных компаний, производящих MEMS, являются малыми и средними предприятиями, и их продукция в основном сосредоточена в среднем и низком ценовом сегменте. В целом, текущая ситуация для китайских предприятий такова, что конкуренция в сегменте товаров среднего и низкого ценового сегмента очень высока, но в сегменте товаров высокого ценового сегмента они неконкурентоспособны.
5.В настоящее время практически нет угрозы появления заменителей.
MEMS-датчики являются альтернативой традиционным датчикам. По сравнению с традиционными датчиками, они обладают следующими преимуществами: миниатюризация, малый вес и низкое энергопотребление. MEMS-устройства имеют небольшие размеры, и обычно размер одного MEMS-датчика измеряется в миллиметрах или даже микронах. В то же время миниатюрные механические компоненты обладают преимуществами малой инерции, высокой резонансной частоты и короткого времени отклика.
Кроме того, MEMS-датчики лучше подходят для массового производства, что позволяет значительно снизить себестоимость производства одного MEMS-датчика. Благодаря интеграции технологических процессов, один MEMS-датчик часто не только включает в себя механический датчик, но и интегрирует другие микросхемы для упрощения управления. Интеллектуальные датчики обладают функциями обработки информации, и различные ошибки могут быть исправлены с помощью программного обеспечения, что значительно повышает точность датчика, улучшает его надежность и повышает помехоустойчивость всей системы. При одинаковых требованиях к точности многофункциональные интеллектуальные датчики значительно экономичнее обычных однофункциональных датчиков, и позволяют осуществлять многосенсорное измерение множества комплексных параметров. Исходя из вышеперечисленных преимуществ, угроза появления заменителей для MEMS-датчиков очень мала.
В прошлом в индустрии MEMS доминировали США, Европейский союз и Япония, и каждая из стран имела свои преимущества. США используют свои вооруженные силы для продвижения гражданских интересов, задействуют синергию между военными, правительством, промышленностью, академическими кругами и исследованиями, и обладают ведущим преимуществом в комплексной мощи технологии MEMS; Япония имеет выдающиеся возможности в области MEMS для автомобильной электроники и MEMS для робототехники. Среди 10 крупнейших мировых гигантов MEMS количество компаний Японии сопоставимо с США, но масштабы компаний несколько меньше. Европейский союз занимает важную долю рынка MEMS для автомобильной электроники и MEMS для бытовой электроники и имеет более 100 научно-исследовательских и производственных учреждений, занимающихся разработкой микросхем MEMS.
Китайский рынок MEMS долгое время доминировали иностранные производители, которые относительно зрелы во всех аспектах технологии MEMS и обладают очевидными преимуществами в сроке службы и точности продукции. В 2019 году в десятку ведущих производителей на китайском рынке MEMS вошли Broadcom, Bosch, STMicroelectronics, Texas Instruments, QORVO, HP, Knowles, NXP, Goertek и TDK, из которых на американские компании приходилось 54%. Китайская компания Goertek вошла в десятку лидеров, и ее выручка от продаж MEMS выросла на 36% в годовом исчислении в 2019 году, значительно превзойдя показатели других ведущих компаний отрасли; AAC Technology заняла 22-е место, увеличив выручку на 11% в годовом исчислении, что также выше, чем в целом по отрасли.
Рисунок 21. Структура производителей на китайском рынке MEMS в 2019 году.
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research
В настоящее время общий масштаб деятельности отечественных производителей MEMS-датчиков невелик. За исключением Goertek и AAC, годовой доход которых превышает 100 миллионов долларов США, местные производители MEMS-датчиков, такие как MEMSIC Semiconductor, Mattel Technology и Core Microelectronics, имеют годовой доход менее 60 миллионов долларов США, и их общий масштаб деятельности относительно невелик. Кроме того, отечественные производители работают в относительно узкой категории продуктов, большинство из них имеют только одну продуктовую линейку. Большинство из них являются поставщиками компонентов, и их возможности по предоставлению комплексных решений ограничены. Иностранные производители, такие как международные гиганты Invensense и Infineon, имеют от 2 до 3 продуктовых линеек, в то время как Bosch, Denso, STMicroelectronics и другие производители MEMS-датчиков имеют более 4 линеек и способны предоставлять комплексные решения. В отличие от них, мелким поставщикам сложно быстро наладить массовое производство. Поэтому рыночная доля ведущих крупных поставщиков относительно стабильна, а рыночная концентрация высока.
2. KSF-анализ отечественных предприятий
Во-первых, научно-исследовательские возможности компании являются ядром прорывных разработок, способствующих замещению отечественных технологий. В настоящее время отечественные исследования и разработки в области MEMS в основном проводятся в научно-исследовательских институтах и университетах, а научно-исследовательские возможности предприятий относительно слабы. Поскольку MEMS-индустрия является основой новых технологий, прорывные новые продукты или значительные улучшения являются важными способами для завоевания позиций на рынке. Поэтому инновационные компании, обладающие собственной ключевой конкурентоспособностью, заслуживают внимания. Например, Goertek — ведущая компания в области микромикрофонов; акселерометрический датчик дочерней компании Suzhou Gutech занимает первое место по продажам на внутреннем рынке; газовый датчик Weisheng Technology, дочерней компании Hanwei Electronics, достиг поэтапных результатов и может применяться в газоанализаторах, интеллектуальных носимых устройствах и т. д.
Во-вторых, способность предприятий к стабильному сотрудничеству с производителями, работающими на последующих этапах производства, является ключом к непрерывному совершенствованию продукции. Внутренний спрос огромен. Отечественные производители обладают существенными преимуществами в сотрудничестве с крупными отечественными предприятиями. Однако отечественные производители в основном работают в формате Fabless (без собственных производственных мощностей). По сравнению с компаниями-производителями оригинального оборудования (IDM), их цепочка поставок и сбыта несовершенна, а отсутствие стабильных производителей, работающих на предыдущих и последующих этапах производства, является серьезной проблемой. Поэтому компании с полными производственными цепочками и стабильным сотрудничеством с крупными компаниями, работающими на последующих этапах производства, а также компании с длительным опытом работы и развитой системой, также заслуживают внимания. Кроме того, возможности проектирования и поставок микросхем являются основой для того, чтобы MEMS-датчики могли справляться с технологическими итерациями и инновациями. Поэтому отечественные производители полупроводников, специализирующиеся на исследованиях и разработках в области MEMS, имеют широкие рыночные возможности для импортозамещения и инноваций.
Наконец, сильная финансовая поддержка компании также является одной из движущих сил быстрого развития. Поскольку компании, занимающиеся разработкой MEMS-технологий, вкладывают значительные средства в начальный этап, им сложно получать прибыль, и для дальнейшего развития им требуется больше средств, квалифицированных кадров и других ресурсов. Компании, имеющие поддержку крупных компаний или обладающие солидным инвестиционным опытом, могут развиваться быстрее.
Второй главный вывод:Условия для развития индустрии MEMS-сенсоров благоприятны, включая государственную поддержку, рост спроса, обильное предложение, привлечение капитала и совершенствование технологий. Однако на уровне производственных процессов в производственной цепочке все еще есть возможности для улучшения. Учитывая, что, хотя международные лидеры имеют более высокую валовую прибыль, чем отечественные производители, их продукция стоит дороже, это дает отечественным компаниям определенный потенциал роста. В то же время, из-за индивидуального характера MEMS-технологий, некоторые отечественные компании, как ожидается, добьются технологических прорывов в новых областях.
Китайская индустрия MEMS-технологий зародилась ненамного позже, чем за рубежом. С точки зрения проектирования, производства и упаковки, существующие технические условия изначально сформировали единую систему для проектирования, обработки, упаковки и тестирования MEMS-устройств, обеспечив лучшую платформу для дальнейшего развития китайской MEMS-технологии. Однако из-за фрагментации и рассредоточения сил, вызванных историческими причинами, а также серьезного недостатка инвестиций, несмотря на многочисленные достижения, все еще существует большой разрыв с зарубежными странами в отношении качества, соотношения производительности и цены, а также коммерциализации. Исследования и разработки в области MEMS-технологий требуют относительно длительного периода инвестиций. Разработка датчика обычно занимает 6-8 лет. Кроме того, время тестирования и внедрения в производственную цепочку обычно составляет около двадцати лет. Более того, цена продукта не прямо пропорциональна важности или сложности его разработки, в результате чего китайские MEMS-компании не могут извлечь выгоду из ценовой войны. Поэтому китайским компаниям необходимо улучшить свои возможности поддержки производственной цепочки и укрепить сотрудничество между поставщиками и потребителями. В то же время им необходимо активно изучать прорывные разработки в области новых материалов и интегрированных технологий для MEMS-устройств, а также исследовать новые рыночные возможности.
Разработка и проектирование в области MEMS сосредоточены в университетах, научно-исследовательских институтах и на пилотных платформах НИОКР. Технология MEMS охватывает множество областей, таких как микроэлектроника, машиностроение, материаловедение, химия и физика. Она носит междисциплинарный характер, сложна в исследованиях и имеет длительный цикл проектирования. Достижение массового производства часто занимает несколько лет. В настоящее время компании обладают определенными инновационными возможностями, но наблюдается высокая степень дублирования бизнес-процессов, продукция позиционируется в среднем и низком ценовом сегменте, а общий доход отрасли невелик. Разработка MEMS является звеном с высокой добавленной стоимостью в производственной цепочке. Продукция отечественных предприятий в основном представляет собой механические датчики, которые занимают среднее и низкое ценовое место на рынке.
В промежуточном производстве основные свойства материалов MEMS, такие как структурно-механические и химические свойства, являются фундаментальными факторами, определяющими производительность продукта. Поэтому устройства MEMS зависят от различных процессов и переменных. Продукт MEMS часто соответствует процессу сборочной линии, и команде разработчиков обычно требуются годы совершенствования и тестирования, прежде чем он сможет быть коммерциализирован. Производители MEMS можно разделить на три типа: пилотные линии, заводы по производству интегральных схем и профессиональные заводы по производству MEMS. Большинство пилотных линий базируются в университетах и научно-исследовательских институтах. Они служат платформой для исследований и разработок распространенных промышленных технологий. Они некоммерчески и имеют ограниченные производственные мощности. Бизнес MEMS на заводах по производству интегральных схем находится на начальной стадии развития, и его возможности относительно слабы. Отечественные проектные компании определенного масштаба в основном выбирают зарубежные заводы. Профессиональные OEM-производители постепенно переходят от приобретений к собственному строительству. Например, в конце 2015 года отечественный производитель Nevi Technology приобрел шведский завод по производству MEMS Silex Microsystems, таким образом, одним махом освоив ведущую в мире технологию производства MEMS; В 2019 году ряд компаний, таких как Hanking Microelectronics и Xi'an Reed Microsystems, последовательно запустили линии по производству MEMS-устройств и вышли на рынок профессионального производства MEMS-компонентов.
Технология упаковки в основном заимствована из технологии упаковки интегральных схем, но MEMS-продукты более распространены, поэтому технология более сложная и трудоемкая, что делает упаковку областью, в которой крупные аутсорсинговые заводы по упаковке и тестированию полупроводников стремятся занять лидирующие позиции. В процессе упаковки и производства, из-за позднего начала развития в Китае, все еще существует определенный разрыв между производственными возможностями и точностью таких держав, как США, Япония и Германия. Производимые MEMS-датчики имеют низкий срок службы, низкую точность и неравномерное качество, что приводит к низкой конкурентоспособности продукции. Хотя отечественные MEMS-производители отстают от крупных международных компаний, технология упаковки и тестирования начала развиваться раньше, достигла хороших результатов и стала конкурентоспособной на международном уровне. Среди них Goertek и AAC Technologies, основной продукцией которых являются MEMS-микрофоны, занимают определенное премиальное положение, поскольку их бизнес-модель заключается в приобретении интеллектуальной собственности на MEMS-продукты у зарубежных производителей, доверинии OEM-производства, а затем самостоятельном завершении упаковки, тестирования и продажи продукции. Поэтому сейчас они входят в число 30 ведущих мировых компаний в области MEMS.
Среди отраслей, использующих потребительские товары, крупнейшим рынком является потребительская электроника, в основном благодаря быстрому росту рынков смартфонов, носимых устройств и других товаров в последние годы, а также стремительному развитию отечественных производителей интеллектуальных устройств, таких как Huawei, Xiaomi и vivo. Далее следует автомобильная электроника. Автомобильный интеллект требует высокоточного сенсорного оборудования. Отечественные автопроизводители, такие как BYD, NIO и Xiaopeng, также быстро развиваются. Кроме того, существуют быстрорастущие отрасли, использующие потребительские товары, такие как медицинское оборудование, Индустрия 4.0 и Интернет вещей. Компании, работающие в рамках потребительского спроса в отечественной производственной цепочке, быстро развиваются и демонстрируют хорошую динамику. Однако ключевые технологии по-прежнему требуют зарубежной поддержки, а возможности собственных исследований и разработок относительно невелики. Предприятия осознали важность собственных инновационных возможностей и продолжают прилагать усилия.
4. Приток капитала в отрасль MEMS значительно увеличился.
Поскольку индустрия MEMS является основой развития науки и техники в новую эпоху и пользуется мощной государственной поддержкой, объемы инвестиций и финансирования в китайской индустрии MEMS ежегодно растут как в количественном, так и в количественном отношении. Судя по объему, объем инвестиций в 2019 году примерно вдвое превысил показатель 2018 года. Хотя общий объем инвестиций на первичном рынке остается низким, инвестиционный энтузиазм в индустрии MEMS не ослабевает.
С точки зрения сегментации по областям, наибольшее количество и объем инвестиционных проектов приходится на четыре направления: MEMS+AI, радиочастотные MEMS, оптоэлектронные MEMS и биологические MEMS. Значительный рост числа и объема инвестиций свидетельствует о том, что рынок капитала уделяет все больше внимания отрасли MEMS. По географическому распределению, Пекин, Гуандун, Шанхай, Чжэцзян и Цзянсу занимают первые места по количеству инвестиционных проектов.
Рисунок 16. Ситуация с инвестициями и финансированием в китайской индустрии MEMS в период с 2017 по 2019 год.
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research Рисунок 17. Объемы инвестиций и финансирования в сегментах китайской индустрии MEMS в 2019 году. Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research Китайские компании нуждаются в укреплении дизайна и литейного производства, а также в повышении конкурентоспособности в области упаковки и тестирования.
Компании, занимающиеся проектированием микросхем, сосредоточены на разработке MEMS-чипов и их структур. После завершения проектирования они передают его сторонним заводам по производству кремниевых пластин для изготовления MEMS-чипов. После упаковки и тестирования они могут быть отправлены заказчикам в сфере потребительской электроники, автомобилестроения, медицины, промышленного управления и других областях применения. В настоящее время производственные процессы MEMS-микросхем в отечественных компаниях в основном находятся в диапазоне 0.25-1 микрон. Технологический процесс не является ограничивающим фактором в производственной цепочке. Функциональность и структура имеют сравнительно большее значение.
Рисунок 18. Производственная цепочка MEMS-индустрии.
Источник: Исследование ценных бумаг Guotai Junan. Существует два основных режима производства на промежуточном этапе: безфабричный (Fabless) и интегрированный (IDM) подход. Модель безфабричного производства в настоящее время является основной моделью производства и представляет собой вертикальное разделение труда, ориентированное на проектирование. Компания в основном отвечает за проектирование и продажу MEMS-продуктов, а производство, тестирование, упаковку и другие звенья передаёт на аутсорсинг. Типичными примерами таких компаний являются Knowles, HP, Canon и др.
Рисунок 19: Дальнейшее развитие цепочки создания стоимости в отрасли MEMS.
Источник: Yole Development, Guotai Junan Securities Research. Производителей, работающих в сегменте конечной продукции, можно разделить на две основные категории: первая — это производители, предоставляющие решения, предлагающие продукцию с гибкой индивидуальной поддержкой в соответствии с потребностями конечной продукции, а затем продающие её конечным производителям для использования посредством простой отладки программного обеспечения; вторая — это производители конечной продукции, которые, как правило, ориентированы на конкретные области, но имеют более высокие затраты на НИОКР и более длительные циклы исследований и разработок. Первый тип производителей больше подходит для продукции массового потребительского рынка, а второй — для продукции специализированных областей.
Рисунок 20. Структура применения MEMS-технологий на китайском рынке в 2019 году (%).
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research Для отечественных компаний, производящих MEMS-датчики, существуют как возможности развития, так и проблемы.
Поставщики компонентов для MEMS-систем в основном поставляют сырье, преимущественно на основе кремния. Материалы, используемые в MEMS, в основном такие же, как и в традиционных полупроводниках. Рынок поставок созрел, конкуренция жесткая, сформировался рынок покупателя. Когда поставщики MEMS-датчиков сталкиваются с крупными заказчиками и группами заказчиков, эти производители, опираясь на свое сильное рыночное влияние, требуют от поставщиков более дешевого сырья. Однако за последние два года из-за роста цен на сырье и ограниченности производственных мощностей по выпуску кремниевых пластин, связь между поставщиками и производителями MEMS-компонентов значительно ухудшилась. Традиционные 6-дюймовые и 8-дюймовые изделия, как правило, отсутствуют на складе, и переговорная сила поставщиков возросла. Очевидно, что переговорная сила поставщиков в значительной степени зависит от рыночного предложения.
2. Покупатели обладают высокой переговорной силой.
Компании, работающие в сфере MEMS, активизировали свои научные исследования и повысили свою конкурентоспособность, что привело к быстрому технологическому развитию, ускоренному обновлению продукции и ускоренному снижению цен. Быстрое развитие Интернета вещей и ускоренное обновление рынка потребительской электроники привели к появлению множества компаний на рынке, и конкуренция стала все более ожесточенной. Это постепенно привело к снижению цен на рынке конечной потребительской электроники, и производителям и разработчикам приходится снижать отпускные цены. В то же время расширение рынка конечной потребительской электроники увеличило размер продавцов конечной продукции и повысило переговорную силу покупателей. Кроме того, поскольку большинство отечественных компаний специализируются на продукции среднего и низкого ценового сегмента, они также сталкиваются с большим количеством конкурентов и вынуждены поддерживать свою долю рынка посредством ценовых войн. Как видно, переговорная сила покупателей относительно высока.
3. Новым участникам сложно конкурировать в существующих областях.
Индустрия MEMS-сенсоров сталкивается с высокими барьерами. Первый – финансовый барьер. Из-за нестандартизированного характера продукции компании, занимающиеся MEMS-технологиями, не могут обеспечить производство определенного продукта с использованием единого технологического процесса. Помимо использования кремниевых материалов, отсутствуют общие базовые компоненты, что означает, что для каждого MEMS-продукта требуется свой технологический процесс. Предприятию часто приходится одновременно проводить проектирование и разработку, пробную обработку и производство, контроль качества и другие этапы для нескольких продуктов, что требует крупных капиталовложений. Во-вторых, существуют технические барьеры. Проектирование MEMS требует взаимодействия множества дисциплин, что затрудняет процесс проектирования. В процессе обработки каждый тип продукта требует различных технологий, а каждый процесс требует этапов разработки и оптимизации. В то же время, из-за недостатка опыта у новых участников рынка трудно обеспечить точность и качество обработки, что затрудняет производство. Наконец, существует барьер в виде нехватки кадров. Из-за низкой репутации и слабой способности привлекать таланты новым компаниям трудно превзойти существующие компании по инновационным возможностям и основной конкурентоспособности. Однако, благодаря непрерывному развитию новых технологий, открытию новых рыночных сегментов и областей применения, разрыв в начале деятельности между всеми предприятиями в этих областях невелик, что открывает возможности для развития некоторым новым участникам рынка.
4. Конкуренция между существующими конкурентами очень жесткая.
В настоящее время американские компании занимают половину внутреннего рынка MEMS. Вместе с европейскими и японскими компаниями, подавляющее большинство на внутреннем рынке занимают такие иностранные компании, как Broadcom, Bosch, STMicroelectronics и Texas Instruments. Судя по крупным компаниям, акции которых котируются на бирже, только две отечественные компании, производящие датчики, имеют годовой доход, превышающий 10 миллиардов. Это тесно связано с отставанием в развитии и конкуренции среди отечественных компаний, производящих датчики. В стране недостаточно собственных производственных мощностей, особенно в сегменте высококачественной продукции, которая почти полностью импортируется, а 80% микросхем производится за рубежом; оставшаяся доля сосредоточена в руках лишь нескольких компаний, акции которых котируются на бирже, таких как Goertek Acoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Silan Micro и Jinlong Electromechanical. Пять компаний занимают более 40% внутреннего рынка MEMS; 70% отечественных компаний, производящих MEMS, являются малыми и средними предприятиями, и их продукция в основном сосредоточена в среднем и низком ценовом сегменте. В целом, текущая ситуация для китайских предприятий такова, что конкуренция в сегменте товаров среднего и низкого ценового сегмента очень высока, но в сегменте товаров высокого ценового сегмента они неконкурентоспособны.
5.В настоящее время практически нет угрозы появления заменителей.
MEMS-датчики являются альтернативой традиционным датчикам. По сравнению с традиционными датчиками, они обладают следующими преимуществами: миниатюризация, малый вес и низкое энергопотребление. MEMS-устройства имеют небольшие размеры, и обычно размер одного MEMS-датчика измеряется в миллиметрах или даже микронах. В то же время миниатюрные механические компоненты обладают преимуществами малой инерции, высокой резонансной частоты и короткого времени отклика.
Кроме того, MEMS-датчики лучше подходят для массового производства, что позволяет значительно снизить себестоимость производства одного MEMS-датчика. Благодаря интеграции технологических процессов, один MEMS-датчик часто не только включает в себя механический датчик, но и интегрирует другие микросхемы для упрощения управления. Интеллектуальные датчики обладают функциями обработки информации, и различные ошибки могут быть исправлены с помощью программного обеспечения, что значительно повышает точность датчика, улучшает его надежность и повышает помехоустойчивость всей системы. При одинаковых требованиях к точности многофункциональные интеллектуальные датчики значительно экономичнее обычных однофункциональных датчиков, и позволяют осуществлять многосенсорное измерение множества комплексных параметров. Исходя из вышеперечисленных преимуществ, угроза появления заменителей для MEMS-датчиков очень мала.
Анализ конкурентной среды и ключевых факторов успеха
В прошлом в индустрии MEMS доминировали США, Европейский союз и Япония, и каждая из стран имела свои преимущества. США используют свои вооруженные силы для продвижения гражданских интересов, задействуют синергию между военными, правительством, промышленностью, академическими кругами и исследованиями, и обладают ведущим преимуществом в комплексной мощи технологии MEMS; Япония имеет выдающиеся возможности в области MEMS для автомобильной электроники и MEMS для робототехники. Среди 10 крупнейших мировых гигантов MEMS количество компаний Японии сопоставимо с США, но масштабы компаний несколько меньше. Европейский союз занимает важную долю рынка MEMS для автомобильной электроники и MEMS для бытовой электроники и имеет более 100 научно-исследовательских и производственных учреждений, занимающихся разработкой микросхем MEMS.
Китайский рынок MEMS долгое время доминировали иностранные производители, которые относительно зрелы во всех аспектах технологии MEMS и обладают очевидными преимуществами в сроке службы и точности продукции. В 2019 году в десятку ведущих производителей на китайском рынке MEMS вошли Broadcom, Bosch, STMicroelectronics, Texas Instruments, QORVO, HP, Knowles, NXP, Goertek и TDK, из которых на американские компании приходилось 54%. Китайская компания Goertek вошла в десятку лидеров, и ее выручка от продаж MEMS выросла на 36% в годовом исчислении в 2019 году, значительно превзойдя показатели других ведущих компаний отрасли; AAC Technology заняла 22-е место, увеличив выручку на 11% в годовом исчислении, что также выше, чем в целом по отрасли.
Рисунок 21. Структура производителей на китайском рынке MEMS в 2019 году.
Источник: CCID Consulting, Guotai Junan Securities Research В настоящее время общий масштаб деятельности отечественных производителей MEMS-датчиков невелик. За исключением Goertek и AAC, годовой доход которых превышает 100 миллионов долларов США, местные производители MEMS-датчиков, такие как MEMSIC Semiconductor, Mattel Technology и Core Microelectronics, имеют годовой доход менее 60 миллионов долларов США, и их общий масштаб деятельности относительно невелик. Кроме того, отечественные производители работают в относительно узкой категории продуктов, большинство из них имеют только одну продуктовую линейку. Большинство из них являются поставщиками компонентов, и их возможности по предоставлению комплексных решений ограничены. Иностранные производители, такие как международные гиганты Invensense и Infineon, имеют от 2 до 3 продуктовых линеек, в то время как Bosch, Denso, STMicroelectronics и другие производители MEMS-датчиков имеют более 4 линеек и способны предоставлять комплексные решения. В отличие от них, мелким поставщикам сложно быстро наладить массовое производство. Поэтому рыночная доля ведущих крупных поставщиков относительно стабильна, а рыночная концентрация высока.
2. KSF-анализ отечественных предприятий
Во-первых, научно-исследовательские возможности компании являются ядром прорывных разработок, способствующих замещению отечественных технологий. В настоящее время отечественные исследования и разработки в области MEMS в основном проводятся в научно-исследовательских институтах и университетах, а научно-исследовательские возможности предприятий относительно слабы. Поскольку MEMS-индустрия является основой новых технологий, прорывные новые продукты или значительные улучшения являются важными способами для завоевания позиций на рынке. Поэтому инновационные компании, обладающие собственной ключевой конкурентоспособностью, заслуживают внимания. Например, Goertek — ведущая компания в области микромикрофонов; акселерометрический датчик дочерней компании Suzhou Gutech занимает первое место по продажам на внутреннем рынке; газовый датчик Weisheng Technology, дочерней компании Hanwei Electronics, достиг поэтапных результатов и может применяться в газоанализаторах, интеллектуальных носимых устройствах и т. д.
Во-вторых, способность предприятий к стабильному сотрудничеству с производителями, работающими на последующих этапах производства, является ключом к непрерывному совершенствованию продукции. Внутренний спрос огромен. Отечественные производители обладают существенными преимуществами в сотрудничестве с крупными отечественными предприятиями. Однако отечественные производители в основном работают в формате Fabless (без собственных производственных мощностей). По сравнению с компаниями-производителями оригинального оборудования (IDM), их цепочка поставок и сбыта несовершенна, а отсутствие стабильных производителей, работающих на предыдущих и последующих этапах производства, является серьезной проблемой. Поэтому компании с полными производственными цепочками и стабильным сотрудничеством с крупными компаниями, работающими на последующих этапах производства, а также компании с длительным опытом работы и развитой системой, также заслуживают внимания. Кроме того, возможности проектирования и поставок микросхем являются основой для того, чтобы MEMS-датчики могли справляться с технологическими итерациями и инновациями. Поэтому отечественные производители полупроводников, специализирующиеся на исследованиях и разработках в области MEMS, имеют широкие рыночные возможности для импортозамещения и инноваций.
Наконец, сильная финансовая поддержка компании также является одной из движущих сил быстрого развития. Поскольку компании, занимающиеся разработкой MEMS-технологий, вкладывают значительные средства в начальный этап, им сложно получать прибыль, и для дальнейшего развития им требуется больше средств, квалифицированных кадров и других ресурсов. Компании, имеющие поддержку крупных компаний или обладающие солидным инвестиционным опытом, могут развиваться быстрее.
Таблица 2. Непубличные компании, работающие в сфере MEMS.
Основные выводы
Второй главный вывод:Условия для развития индустрии MEMS-сенсоров благоприятны, включая государственную поддержку, рост спроса, обильное предложение, привлечение капитала и совершенствование технологий. Однако на уровне производственных процессов в производственной цепочке все еще есть возможности для улучшения. Учитывая, что, хотя международные лидеры имеют более высокую валовую прибыль, чем отечественные производители, их продукция стоит дороже, это дает отечественным компаниям определенный потенциал роста. В то же время, из-за индивидуального характера MEMS-технологий, некоторые отечественные компании, как ожидается, добьются технологических прорывов в новых областях.
Третий главный вывод:По сравнению с компаниями развитых стран, отечественные производители развивались позже и занимают низкую долю рынка. Большая часть рынка занята американскими, японскими и немецкими производителями. Местные преимущества в основном заключаются в применении продукции в последующих производственных процессах, инновациях в моделях и понимании разнообразных рыночных потребностей. В последние годы, с внедрением технологий датчиков отпечатков пальцев, изображений и звука, ожидается, что компании с инновационными продуктами и долгосрочным присутствием на рынке получат больше возможностей для роста, а в различных сегментах рынка появятся высококачественные компании. Рекомендуется обратить внимание на инвестиционные возможности на первичном рынке таких компаний, как Mattel Electronics, Shendi Semiconductor, Kunshan Shuangqiao, Minghao Sensing, Nengxun High Energy, Juge Electronics, Wuxi Haoda, Mindray и Zhiwei Sensing.
Отказ от ответственности: Данная статья перепечатана из журнала "Semiconductor Circle". Эта статья отражает только личное мнение автора и не представляет точку зрения компании Sacco Micro и отрасли в целом. Перепечатка и распространение предназначены исключительно для защиты прав интеллектуальной собственности. Пожалуйста, указывайте первоисточник и автора при перепечатке. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.
Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.
粤公网安备44030002007346号