Bài viết này chủ yếu giới thiệu về ngành cảm biến MEMS ở Trung Quốc, thảo luận những khó khăn và điểm chính của việc thay thế MEMS ở Trung Quốc, đồng thời đưa ra kết luận và giải pháp.Bài viết này có nhiều ý tưởng đáng đọc. Đặc biệt, có thể chỉ ra rằng năng lực nghiên cứu phát triển của doanh nghiệp là chìa khóa tạo nên sự đột phá trong thay thế trong nước. Sự hợp tác ổn định giữa doanh nghiệp và nhà sản xuất hạ nguồn là chìa khóa để liên tục lặp lại sản phẩm. Khả năng ghi nhận vốn mạnh cũng là một trong những động lực thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của công ty.

MEMS, viết tắt của Micro Electro Mechanical System, là Hệ thống tích hợp các vi mạch và vi máy trên một con chip theo yêu cầu chức năng.

MEMS dựa trên công nghệ quang khắc, ăn mòn và công nghệ bán dẫn truyền thống khác, được tích hợp với gia công siêu chính xác và kết hợp với cơ học, hóa học, quang học và kiến ​​thức và nền tảng kỹ thuật ngành khác, để MEMS milimet hoặc micron có cơ khí, hóa học chính xác và hoàn chỉnh , quang học và các đặc tính khác của cấu trúc.

Các sản phẩm MEMS có thể được chia chủ yếu thành cảm biến MEMS và bộ truyền động MEMS, trong đó cảm biến được sử dụng để phát hiện và phát hiện các hiện tượng và tín hiệu vật lý, hóa học, sinh học và các hiện tượng và tín hiệu khác, còn bộ truyền động được sử dụng để đạt được chuyển động cơ học, lực và mô-men xoắn cũng như các hành vi khác của thiết bị.

QUẢ SUNG. 1 cảm biến MEMS và phóng đại vi mô cục bộ

Nguồn: Sadie Advisors

Cảm biến MEMS là cảm biến vi mô được sản xuất bằng công nghệ vi điện tử và vi cơ. Có rất nhiều sản phẩm MEMS và đây là sản phẩm MEMS được sử dụng rộng rãi nhất. Thông qua các bộ phận cảm biến vi mô và bộ truyền dẫn, tín hiệu đầu vào được chuyển đổi và xuất sang tín hiệu được giám sát khác.

So với các cảm biến được sản xuất theo công nghệ truyền thống, nó có các đặc điểm như kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp, tiêu thụ điện năng thấp, độ tin cậy cao, phù hợp cho sản xuất hàng loạt, tích hợp dễ dàng và hiện thực hóa thông minh.

Cảm biến MEMS được sử dụng rộng rãi

Là thiết bị chính để thu thập và tương tác thông tin, MEMS đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình thu nhỏ các hệ thống cơ khí. Cảm biến MEMS đã được sử dụng rộng rãi trong điện tử ô tô, điện tử tiêu dùng, hàng không vũ trụ, y sinh, công nghiệp và các lĩnh vực khác.

Điện tử tiêu dùng và ô tô là những ứng dụng chính của MEMS. Từ góc độ cấu trúc thị trường MEMS toàn cầu năm 2019, điện tử tiêu dùng là lĩnh vực ứng dụng chính, chiếm gần 60%; Ô tô là lĩnh vực ứng dụng lớn thứ hai, chiếm khoảng 19%. Xét về cấu trúc thị trường MEMS tại Trung Quốc năm 2019, mạng và truyền thông, máy tính và điện tử tiêu dùng cùng nhau chiếm 50%, trong khi lĩnh vực ô tô chiếm 29%.

Với sự cải thiện hơn nữa về tỷ lệ thâm nhập của các phương tiện sử dụng năng lượng mới và sự phát triển của Internet vạn vật, vào năm 2019, mạng và truyền thông, điện tử ô tô đã chiếm hơn một nửa số ứng dụng trên thị trường MEMS. Với sự xuất hiện của 5G và mạng thông minh, tốc độ thâm nhập của MEMS sẽ tiếp tục được cải thiện và không gian thị trường trong các lĩnh vực trên dự kiến ​​sẽ được mở rộng hơn nữa.

图4 2019年全球MEMS市场结构

Nguồn: Yole Development, Guotai Junan Securities Research

Lịch sử phát triển cảm biến MEMS

Giai đoạn đầu tiên, từ năm 1990 đến năm 2000, chứng kiến ​​việc sử dụng ngày càng nhiều các cảm biến MEMS trong các thiết bị điện tử ô tô và các ứng dụng như túi khí, áp suất phanh và hệ thống giám sát áp suất lốp. Nhu cầu gia tăng này đã khiến các công ty ở Châu Âu, Nhật Bản và Hoa Kỳ phát triển và sản xuất hàng loạt cảm biến MEMS để sử dụng trên ô tô;

Giai đoạn thứ hai, từ năm 2000 đến năm 2010, được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng nhanh chóng của điện tử tiêu dùng. Các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay yêu cầu các sản phẩm cảm biến MEMS phải có kích thước nhỏ hơn và hiệu suất tiêu thụ điện năng thấp hơn;

Giai đoạn thứ ba là từ năm 2010 đến năm 2020. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành Internet of Things, ngành cảm biến MEMS có dư địa phát triển rất lớn. Ngoài điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị điện tử tiêu dùng khác, cảm biến MEMS sẽ được sử dụng rộng rãi trong AR/VR, đồng hồ thông minh, lái xe thông minh, hậu cần thông minh, chăm sóc y tế thông minh và các lĩnh vực khác.

Giai đoạn thứ tư là từ năm 2020. Với sự phát triển của xe tự lái, 5G và sự phổ biến của Internet vạn vật, không gian phát triển của MEMS được mở rộng hơn nữa và hiệu suất của các sản phẩm cảm biến MEMS được cải thiện để đáp ứng nhu cầu nhỏ hơn, thấp hơn. tiêu thụ năng lượng và hiệu suất cao hơn.

6 MEMS có thể được sử dụng资料来源:爱集微,国泰君安证券研究
Ngành đang bước vào giai đoạn tăng trưởng

Từ góc độ quy mô thị trường, theo thống kê và dự báo của Yole, quy mô thị trường MEMS toàn cầu năm 2019 là 11.5 tỷ ĐÔ LA. Tốc độ tăng trưởng của thị trường chậm lại vào năm 2020 do COVID-19 và thị trường sẽ phục hồi từ năm 2021 và dự kiến ​​sẽ đạt gần 17.7 tỷ đô la vào năm 2025. CAGR cho năm 2019-2025 là 7.4%.

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của ngành điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô và công nghiệp tại Trung Quốc, Trung Quốc là quốc gia có quy mô thị trường MEMS tăng trưởng nhanh nhất trong 5 năm qua và cũng là nước sản xuất các sản phẩm điện tử lớn nhất thế giới. Điện thoại di động và máy tính bảng có nhu cầu rất lớn về các sản phẩm MEMS. Các lô hàng điện thoại di động của Trung Quốc đứng đầu thế giới và các nhà cung cấp cảm biến MEMS như cảm biến quang học và cảm biến chuyển động cần thiết cho ngành điện thoại di động đã coi Trung Quốc là thị trường quan trọng nhất.

Theo cCID Think Tank, quy mô thị trường Trung Quốc vào khoảng 60 tỷ nhân dân tệ vào năm 2019, chiếm khoảng 54% thị trường toàn cầu. Thị trường nội địa tiếp tục tăng trưởng nhanh hơn thị trường toàn cầu và ước tính quy mô thị trường MEMS của Trung Quốc sẽ vượt 100 tỷ nhân dân tệ vào năm 2022.

Hình 7. Quy mô thị trường MEMS toàn cầu tăng trưởng nhanh hơn

Nguồn: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

Xét về cơ cấu sản phẩm, 65 phân khúc cảm biến MEMS dẫn đầu thế giới là rf, áp suất, micro, gia tốc kế và con quay hồi chuyển, chiếm gần XNUMX% tổng số. Thứ tự này dành cho thị trường Trung Quốc là rf, áp suất, micrô, quán tính và gia tốc kế, tương tự như thị trường toàn cầu.

Theo dự báo của Yole, các phân khúc cảm biến MEMS trị giá 1 tỷ USD vào năm 2024 bao gồm rf, kết hợp quán tính, lấy dấu vân tay siêu âm, áp suất, micrô và in phun.

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

Từ góc độ thiết bị đầu cuối ứng dụng, được thúc đẩy bởi Internet of Things và sự thay thế 5G của điện thoại di động, quy mô thị trường MEMS tiêu dùng toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng từ 6.87 tỷ USD vào năm 2019 lên 11.14 tỷ USD vào năm 2025, theo dự đoán của Yole. VàngThị trường MEMS tomotive dự kiến ​​sẽ tăng từ 2.18 tỷ USD vào năm 2019 lên 2.6 tỷ USD vào năm 2025, với tốc độ CAGR 3%, được thúc đẩy bởi sự thâm nhập ngày càng tăng của các phương tiện thông minh. Ngoài ra, nhu cầu thị trường của các ngành công nghiệp, y tế, thông tin liên lạc, quốc phòng và hàng không cũng ngày càng tăng.

Từ góc độ trưởng thành của công nghệ, sự phát triển của công nghệ MEMS ở Trung Quốc vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Về nghiên cứu và phát triển sản phẩm, mặc dù số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế ở Trung Quốc đứng thứ ba thế giới nhưng chất lượng bằng sáng chế kém và có ít bằng sáng chế cốt lõi. Hơn nữa, các đơn vị xin cấp bằng sáng chế chủ yếu là các trường đại học, viện nghiên cứu, có trình độ công nghiệp hóa thấp, còn cần chuyển hóa thành tựu.

Về mặt đóng gói và sản xuất, Trung Quốc còn thiếu kinh nghiệm OEM, độ tin cậy và năng suất của cảm biến MEMS do các doanh nghiệp OEM trong nước sản xuất không thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu của sản xuất quy mô lớn và vẫn còn một khoảng cách nhất định so với ứng dụng thị trường.

Xét về quy mô doanh nghiệp, phần lớn doanh nghiệp trong nước là doanh nghiệp vừa và nhỏ, không đủ vốn và khả năng thu hút nhân tài kém, dẫn đến năng lực nghiên cứu khoa học còn yếu và khó mở được kênh hợp tác với các trường đại học, viện nghiên cứu.

Xét về quy mô kinh doanh và mức lợi nhuận, vẫn còn khoảng cách rõ ràng giữa doanh nghiệp bán dẫn trong nước và doanh nghiệp đầu ngành nước ngoài. Broadcom, công ty hàng đầu quốc tế, đạt doanh thu 22.597 tỷ đô la Mỹ trong năm 2019, tương ứng với tỷ suất lợi nhuận gộp là 55.2% trên doanh thu. Năm 2019, STMICROELECTRONICS báo cáo doanh thu 15.416 tỷ đô la Mỹ và tỷ suất lợi nhuận gộp là 38.7%. Với doanh thu 14.383 tỷ USD vào năm 2019, Texas Instruments đã hoạt động với tỷ suất lợi nhuận gộp hơn 50% hoặc thậm chí hơn 60% trong những năm gần đây.

Mặt khác, năm 2019, goer Shares, doanh nghiệp hàng đầu trong nước, có doanh thu hoạt động khoảng 5.068 tỷ USD, tỷ suất lợi nhuận gộp chỉ 15.43%. Doanh nghiệp trong nước và đại gia nước ngoài tương phản, quy mô doanh thu và lợi nhuận vẫn có khoảng cách lớn.

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

Từ góc độ số lượng đối thủ cạnh tranh, có rất nhiều loại cảm biến MEMS và cách sản xuấtrs. Năm 2019, thị trường MEMS của Trung Quốc chủ yếu do các nhà sản xuất nước ngoài thống trị, với Broadcom và Bosch, trong khi các đối thủ lớn khác bao gồm STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, Qorvo, v.v.

Các nhà sản xuất Mỹ chiếm hơn một nửa, còn các nhà sản xuất châu Âu, Mỹ và Nhật Bản tương đối phát triển trong lĩnh vực sản xuất chip MEMS và MEMS. Các đối thủ cạnh tranh trong nước cũng đang hoạt động tốt. Goer lần đầu tiên được xếp hạng trong số 10 nhà sản xuất MEMS toàn cầu hàng đầu thời điểm năm 2019 và Resound Technology xếp thứ 22. Trong lĩnh vực đúc, Si Microelectronics Holdings Silex đứng đầu. Nhìn chung, các đối thủ quốc tế có lợi thế rõ ràng nhưng doanh nghiệp trong nước đang bắt kịp với tốc độ ngày càng nhanh.

Hình 13 Ngành cảm biến MEMS trong nước vừa bước vào giai đoạn tăng trưởng

Nguồn: Nghiên cứu chứng khoán Guotai Junan

Tóm lại, dựa trên phân tích ở trên về quy mô thị trường, mức độ trưởng thành của công nghệ, tình trạng hoạt động của doanh nghiệp, số lượng đối thủ cạnh tranh và các khía cạnh khác, chúng tôi đánh giá rằng sự thay thế trong nước của ngành cảm biến MEMS vẫn đang trong giai đoạn tăng trưởng ban đầu và các doanh nghiệp MEMS trong nước đang tăng tốc để bắt kịp các gã khổng lồ trong ngành. Với sự phát triển của Internet of Things, phương tiện thông minh và công nghệ 5G, ngành cảm biến MEMS trong nước sẽ tiếp tục phát triển và tốc độ thay thế trong nước dự kiến ​​sẽ tăng nhanh.

Các nhà sản xuất MEMS trong nước có dư địa phát triển lớn

1. Chính sách quốc gia hỗ trợ mạnh mẽ phát triển ngành cảm biến MEMS

Cảm biến MEMS đóng vai trò rất quan trọng trong công nghệ hiện đại, như Internet of Things, sản xuất thông minh, hậu cần thông minh, v.v. Trung Quốc là thị trường cảm biến MEMS lớn nhất thế giới và thị trường cảm biến MEMS ở Trung Quốc rất đáng được quan tâm về quy mô và tầm quan trọng.

Môi trường chính sách cho sự phát triển của ngành cảm biến quốc gia tiếp tục được tối ưu hóa. Với việc thúc đẩy mạnh mẽ "Chiến lược sức mạnh sản xuất" và kế hoạch hành động "Internet +", tầm quan trọng của công nghệ cảm biến và ngành công nghiệp cảm biến sẽ ngày càng trở nên nổi bật. Có thể thấy trước, công nghệ cảm biến sẽ là ưu tiên hàng đầu trong sự phát triển khoa học công nghệ ở Trung Quốc trong tương lai.

1. Công cụ quản lý MEMS có thể được sử dụng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. Nhu cầu từ các thị trường hạ nguồn thúc đẩy sự tăng trưởng liên tục của thị trường công nghiệp MEMS

Lĩnh vực điện tử tiêu dùng là thị trường số một của MEMS nhờ thị trường điện thoại thông minh, thiết bị đeo và nhà thông minh đang phát triển. Trung Quốc, cơ sở sản xuất thiết bị điện tử lớn nhất thế giới, tiêu thụ gần một nửa số thiết bị MEMS của thế giới.

Sự tăng trưởng liên tục về doanh số bán các sản phẩm điện tử tiêu dùng MEMS ở Trung Quốc, như điện thoại thông minh và máy tính bảng, đã thúc đẩy sự phát triển của ngành MEMS, như cảm biến gia tốc và micro. Ngoài ra, với sự phát triển của phương tiện lái xe thông minh và năng lượng mới, thị trường MEMS trong lĩnh vực điện tử ô tô đang phát triển nhanh chóng, với thị phần 17.8% vào năm 2019, đứng thứ hai.

Chính phủ hỗ trợ mạnh mẽ lĩnh vực 5G và Trung Quốc đã hình thành một thị trường công nghiệp 5G sôi động. Các nhà đầu tư tràn đầy niềm tin và hy vọng vào thị trường 5G, mang đến không gian rộng lớn cho việc quảng bá và ứng dụng 5G.

5G là nền tảng của Internet vạn vật và nó cũng thúc đẩy sự phát triển của Internet vạn vật. Internet of Things đã trở thành “tuyere” tiếp theo được mọi ngành công nghiệp mong đợi và ngành Internet of Things toàn cầu đang phát triển nhanh chóng. Thị trường Internet of Things của Trung Quốc đang phát triển nhanh hơn phần còn lại của thế giới và trở thành thị trường ứng dụng Internet of Things năng động nhất trên thế giới. Ccid Consultants dự đoán thị trường 5G của Trung Quốc sẽ tiếp tục tăng trưởng với tốc độ cao.

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

Trong lĩnh vực Internet of Things, thị trường đang thúc đẩy sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường cảm biến MEMS. Cảm biến MEMS đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối thế giới analog và kỹ thuật số, đồng thời nhận thức và thu thập dữ liệu về môi trường xung quanh giúp chúng ta hiểu biết khách quan và toàn diện về hoạt động bình thường của các thiết bị và hệ thống khác nhau.

Theo thống kê của GSMA, số lượng thiết bị iot toàn cầu đã tăng từ 2 tỷ năm 2010 lên 12 tỷ vào năm 2019. Hưởng lợi từ việc thương mại hóa 5G và sự phát triển của wi-FI6, thị trường iot có tiềm năng rất lớn trong tương lai. GSMA dự báo thiết bị iot toàn cầu sẽ đạt 24.6 tỷ vào năm 2025, với tốc độ tăng trưởng kép là 12.7% từ năm 2019 đến năm 2025.

Hình 15 Tăng trưởng nhanh chóng của thiết bị iot (đơn vị: tỷ)

Nguồn: GSMA, Nghiên cứu Chứng khoán Guotai Junan

Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, COVID-19 đã mang đến một thảm họa lớn cho toàn thế giới, nhưng nó đã dẫn đến sự tăng trưởng vượt bậc trên thị trường cảm biến MEMS y tế. Cho dù đó là nhiệt kế điện tử, thiết bị chẩn đoán hay máy thở, tất cả các thiết bị y tế này đều được kết nối với cảm biến MEMS, dẫn đến sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường trong các lĩnh vực này.

Yole dự đoán thị trường MEMS y tế sẽ tăng trưởng 10.6% vào năm 2020. Ngoài ra, dịch bệnh đã khiến người dân ngày càng quan tâm đến sức khỏe và thúc đẩy sự phát triển của thị trường tiêu dùng y tết. Các thiết bị y tế đeo được liên tục theo dõi các chỉ số vật lý cũng phát triển nhanh chóng.

Do công tác phòng chống dịch bệnh, nhu cầu về các dịch vụ không tiếp xúc, robot giao hàng, nhà máy xử lý robot, v.v. đã gián tiếp thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành MEMS.

Ngoài ra, thói quen tự động hóa của mọi người có nghĩa là ngay cả khi dịch bệnh kết thúc vào một thời điểm nào đó trong tương lai, mọi người vẫn sẽ dựa vào các dịch vụ tự động, không người lái memS-BASED, vì vậy ngành này sẽ không bị thu hẹp mà vẫn tiếp tục phát triển.

3. Sự phát triển của các doanh nghiệp cảm biến MEMS trong nước phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật nhất định

Ngành công nghiệp MEMS của Trung Quốc bắt đầu không muộn hơn nhiều so với nước ngoài, từ việc thiết kế, sản xuất và đóng gói ba liên kết, các điều kiện kỹ thuật hiện có ban đầu đã hình thành nên thiết kế MEMS, xử lý, đóng gói, thử nghiệm hệ thống rồng, để đảm bảo sự phát triển hơn nữa của MEMS của Trung Quốc công nghệ để cung cấp một nền tảng tốt hơn.

Tuy nhiên, do sự phân tán, phân cấp quyền lực do nguyên nhân lịch sử, cộng với việc thiếu đầu tư trầm trọng, tuy đã đạt được nhiều thành tựu nhưng vẫn còn khoảng cách lớn với nước ngoài về chất lượng, tỷ lệ hiệu suất/giá cả và khả năng thương mại hóa. .

Nghiên cứu và phát triển công nghệ MEMS cần đầu tư thời gian tương đối dài, quá trình nghiên cứu và phát triển cảm biến thường mất 6-8 năm, thời gian thử nghiệm và nhập khẩu vào dây chuyền công nghiệp thường mất gần 20 năm. Ngoài ra, giá thành sản phẩm không tỷ lệ thuận với tầm quan trọng của sản phẩm hay độ khó phát triển, khiến các doanh nghiệp MEMS Trung Quốc không thể thu được lợi nhuận từ cuộc chiến giá cả.

Do đó, các doanh nghiệp Trung Quốc cần nâng cao năng lực hỗ trợ của chuỗi công nghiệp và tăng cường hợp tác thượng nguồn và hạ nguồn, đồng thời tích cực khám phá bước đột phá của vật liệu mới và công nghệ tích hợp trong các thiết bị MEMS cũng như tìm kiếm các cơ hội thị trường mới.

R&D và thiết kế thượng nguồn tập trung vào các trường đại học, viện nghiên cứu và nền tảng thí điểm R&D. Công nghệ MEMS liên quan đến nhiều lĩnh vực như vi điện tử, máy móc, vật liệu, hóa học, vật lý, v.v. Mức độ liên ngành cao, nghiên cứu khó khăn, chu trình thiết kế dài và thường phải mất vài năm mới có thể sản xuất hàng loạt.

Hiện tại, doanh nghiệp có khả năng đổi mới nhất định, nhưng mức độ hội tụ kinh doanh cao, định vị sản phẩm là cấp trung và cấp thấp, quy mô doanh thu chung của ngành còn nhỏ. Thiết kế MEMS thuộc mắt xích có giá trị gia tăng cao của chuỗi công nghiệp. Sản phẩm của các doanh nghiệp trong nước chủ yếu là cảm biến cơ khí, thuộc phân khúc trung và cấp thấp trên thị trường.

Trong sản xuất giữa dòng, các tính chất của vật liệu MEMS cơ bản, chẳng hạn như tính chất cơ học kết cấu và tính chất hóa học của vật liệu, là những yếu tố cơ bản để xác định hiệu suất sản phẩm. Kết quả là, các thiết bị MEMS dựa vào nhiều quy trình và biến số khác nhau và thường có một quy trình quy trình cho mỗi sản phẩm MEMS. Các nhóm R&D thường cần nhiều năm cải tiến và thử nghiệm trước khi thương mại hóa.

Xưởng đúc MEMS có thể được chia thành dây chuyền thử nghiệm thí điểm, xưởng đúc IC và xưởng đúc chuyên nghiệp MEMS.

Dây chuyền thí điểm chủ yếu bao gồm các trường đại học và viện nghiên cứu khoa học, đóng vai trò là nền tảng nghiên cứu và phát triển công nghệ chung trong công nghiệp, phi lợi nhuận và năng lực hạn chế. Hoạt động kinh doanh IC OEM MEMS đang ở giai đoạn sơ khai và năng lực tương đối yếu. Hầu hết các doanh nghiệp thiết kế trong nước có quy mô nhất định đều chọn OEM nước ngoài.

OEM chuyên nghiệp dần dần từ mua lại sang tự xây dựng, ví dụ: cuối năm 2015, nhà sản xuất trong nước NVA đã mua lại The MEMS OEM Silex Microsystems của Thụy Điển, từ đó làm chủ công nghệ MEMS OEM hàng đầu thế giới;

Công nghệ đóng gói hầu hết đến từ công nghệ đóng gói mạch tích hợp, nhưng sản phẩm MEMS ngày càng phong phú nên công nghệ phức tạp và khó khăn hơn, dẫn đến công nghệ đóng gói đã trở thành lĩnh vực hàng đầu cho các nhà máy thử nghiệm đóng gói bán dẫn gia công lớn.

Trong quá trình đóng gói và sản xuất, do Trung Quốc bắt đầu muộn và năng lực và độ chính xác sản xuất của Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đức và các cường quốc sản xuất khác vẫn còn một khoảng cách nhất định, nên cảm biến MEMS được sản xuất trong đời sống và độ chính xác kém và chất lượng kém. không đồng đều, sức cạnh tranh của sản phẩm thấp. Mặc dù MEMS OEM trong nước đang tụt hậu so với các nhà sản xuất lớn quốc tế, nhưng công nghệ đóng gói và thử nghiệm đã bắt đầu sớm hơn và đạt được kết quả tốt, đồng thời trở thành khả năng cạnh tranh quốc tế.

Trong số đó, sản phẩm chính của micro MEMS là Goer Stock và Ruisen Technology. Bởi vì mô hình kinh doanh của họ là mua IP sản phẩm MEMS từ các nhà sản xuất thiết kế nước ngoài, sau đó tự mình hoàn thành việc kiểm tra đóng gói và bán sản phẩm sau khi sản xuất OEM, nên có một không gian cao cấp nhất định và hiện họ đang nằm trong trại MEMS TOP30 toàn cầu.

Trong ngành ứng dụng hạ nguồn, điện tử tiêu dùng là thị trường lớn nhất, chủ yếu là do sự tăng trưởng nhanh chóng của điện thoại thông minh, thiết bị đeo và các thị trường khác trong những năm gần đây, cũng như sự phát triển nhanh chóng của các nhà sản xuất thiết bị thông minh trong nước như doanh nghiệp công nghệ hàng đầu Trung Quốc là Xiaomi và Vivo. Thứ hai là điện tử ô tô, trí thông minh ô tô đòi hỏi thiết bị cảm biến có độ chính xác cao, chẳng hạn như BYD, NIO, các nhà sản xuất ô tô nội địa hạ nguồn Xiaopeng cũng đang phát triển mạnh mẽ. Ngoài ra, thiết bị y tế, công nghiệp 4.0, Internet of Things và các ngành ứng dụng hạ nguồn đang phát triển nhanh chóng khác. Các doanh nghiệp ở hạ nguồn của chuỗi công nghiệp trong nước đang phát triển nhanh chóng với đà tốt, nhưng công nghệ cốt lõi của họ vẫn cần sự hỗ trợ của nước ngoài và khả năng nghiên cứu phát triển độc lập của họ tương đối kém. Các doanh nghiệp đã nhận ra tầm quan trọng của khả năng đổi mới độc lập và tiếp tục nỗ lực.

4. Dòng vốn vào ngành MEMS tăng mạnh

Vì ngành MEMS là nền tảng cho sự phát triển của khoa học và công nghệ trong kỷ nguyên mới và sự hỗ trợ chính sách mạnh mẽ nên các trường hợp đầu tư và tài trợ cho ngành MEMS ở Trung Quốc đang tăng lên hàng năm cả về số lượng và số lượng. Về lượng đầu tư, lượng đầu tư năm 2019 gần gấp đôi so với năm 2018. Mặc dù đầu tư vào thị trường sơ cấp còn nguội lạnh nhưng đầu tư vào ngành MEMS vẫn tiếp tục tăng.

Xét về mặt phân khúc, MEMS+AI, RF MEMS, MEMS quang điện và MEMS sinh học có số trường hợp đầu tư và số tiền lớn nhất. Sự gia tăng đáng kể về số lượng và lượng đầu tư cho thấy thị trường vốn đang quan tâm nhiều hơn đến ngành MEMS. Xét về phân bố địa lý, Bắc Kinh, Quảng Đông, Thượng Hải, Chiết Giang và Giang Tô đứng đầu danh sách về số lượng trường hợp đầu tư.

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

Thiết kế và OEM của Trung Quốc cần được tăng cường, thử nghiệm kín mang tính cạnh tranh

Tương tự như ngành công nghiệp mạch tích hợp, chuỗi công nghiệp MEMS chủ yếu liên quan đến thiết kế và phát triển, sản xuất và chế tạo, đóng gói và thử nghiệm cũng như ứng dụng hệ thống. Thượng nguồn của chuỗi công nghiệp MEMS bao gồm thiết kế thiết bị MEMS, nghiên cứu, phát triển và cung cấp vật liệu và thiết bị sản xuất, giai đoạn giữa bao gồm sản xuất và thử nghiệm đóng gói thiết bị MEMS và hạ lưu sử dụng các sản phẩm MEMS để tích hợp các sản phẩm điện tử đầu cuối.

Các công ty thiết kế chip thượng nguồn tập trung vào thiết kế chip MEMS và cấu trúc sản phẩm của chúng. Sau khi hoàn thành thiết kế, họ chuyển sang nhà máy của bên thứ ba để sản xuất chip MEMS. Sau khi đóng gói và thử nghiệm, chip MEMS có thể được chuyển đến khách hàng trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp, điện tử tiêu dùng, ô tô, y tế và công nghiệp. Hiện nay, quy trình sản xuất MEMS của các công ty trong nước chủ yếu nằm trong khoảng 0.25-1 micron. Quy trình sản xuất không phải là yếu tố hạn chế của chuỗi công nghiệp, nhưng chức năng và cấu trúc tương đối quan trọng hơn.

图18 MEMS产业链资料来源:国泰君安证券研究

Có hai phương thức sản xuất giữa dòng: Fabless và IDM. Chế độ Fabless là chế độ sản xuất chủ đạo hiện nay. Đó là sự phân chia theo chiều dọc của chế độ lao động dựa trên thiết kế. Các doanh nghiệp chủ yếu chịu trách nhiệm thiết kế và bán các sản phẩm MEMS và thuê ngoài sản xuất, thử nghiệm, đóng gói và các khía cạnh khác. Chế độ IDM là chế độ sản xuất thiết bị tích hợp, cũng là chế độ kinh doanh chính của các nhà máy lớn quốc tế hiện nay. Các nhà sản xuất IDM điển hình là Bosch, Samsung, TI, Toshiba, ST, v.v.

Tập 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

Các nhà sản xuất hạ nguồn có thể được phân thành hai loại: một là nhà cung cấp giải pháp cung cấp các sản phẩm tùy chỉnh linh hoạt dựa trên yêu cầu hạ nguồn và sau đó bán chúng cho các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối để sử dụng thông qua việc gỡ lỗi phần mềm đơn giản. Thứ hai, các nhà sản xuất cung cấp sản phẩm đầu cuối thường tập trung vào các lĩnh vực cụ thể nhưng chi phí nghiên cứu và phát triển cao và chu kỳ nghiên cứu và phát triển dài. Loại nhà sản xuất thứ nhất phù hợp hơn với các sản phẩm thuộc thị trường tiêu dùng đại chúng và loại nhà sản xuất thứ hai phù hợp hơn với các sản phẩm thuộc lĩnh vực chuyên biệt.

ngày 20 tháng 2019 năm XNUMX资料来源:赛迪顾问,国泰君安证券研究

Cơ hội và thách thức phát triển doanh nghiệp cảm biến MEMS trong nước cùng tồn tại

1. Nhà cung cấp có khả năng thương lượng ở mức trung bình

Các nhà cung cấp thượng nguồn MEMS chủ yếu cung cấp nguyên liệu thô, chủ yếu là nguyên liệu gốc silicon. Vật liệu MEMS và vật liệu bán dẫn truyền thống về cơ bản là giống nhau, thị trường cung ứng đã trưởng thành, sự cạnh tranh ngày càng khốc liệt, hình thành thị trường của người mua. Khi các nhà cung cấp cảm biến MEMS phải đối mặt với các khách hàng OEM và khách hàng OEM lớn, những khách hàng OEM này dựa vào sức mạnh thị trường mạnh mẽ và yêu cầu nguyên liệu thô với giá thấp hơn từ các nhà cung cấp. Tuy nhiên, trong hai năm qua, do giá nguyên liệu thô tăng và năng lực sản xuất wafer hạn chế nên liên kết wafer của MEMS đã bị hạn chế. Các sản phẩm 6 inch và 8 inch thông thường thường hết hàng và khả năng thương lượng của các nhà cung cấp ngày càng tăng. Có thể thấy, khả năng thương lượng của nhà cung cấp bị ảnh hưởng rất lớn bởi nguồn cung thị trường.

2. Người mua có khả năng thương lượng cao

Các doanh nghiệp MEMS tăng cường nỗ lực nghiên cứu khoa học, nâng cao khả năng cạnh tranh cốt lõi tương ứng của mình, nhờ đó tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ, nâng cấp sản phẩm, tốc độ giảm giá.

Với sự phát triển nhanh chóng của Internet vạn vật và sự nâng cấp nhanh chóng của thị trường điện tử tiêu dùng, nhiều doanh nghiệp đã tham gia thị trường và sự cạnh tranh ngày càng trở nên khốc liệt. Điều này làm cho giá thị trường tiêu dùng cuối cùng giảm dần, các nhà sản xuất, doanh nghiệp nghiên cứu và phát triển phải giảm giá; Đồng thời, việc mở rộng thị trường tiêu dùng cuối cùng giúp cải thiện số lượng người bán cuối cùng và khả năng thương lượng của người mua.

Ngoài ra, do phần lớn doanh nghiệp trong nước giỏi sản phẩm cấp thấp nên cũng phải đối mặt với số lượng lớn đối thủ cạnh tranh nên cần đảm bảo thị phần thông qua cuộc chiến về giá. Có thể thấy khả năng thương lượng của người mua rất cao.

3. Người mới gia nhập khó có thể cạnh tranh trong lĩnh vực hiện có

Rào cản của ngành cảm biến MEMS rất cao. Trước hết là rào cản tài chính. Do đặc tính không được tiêu chuẩn hóa của sản phẩm, doanh nghiệp MEMS không thể hỗ trợ một sản phẩm nhất định thông qua một quy trình duy nhất. Ngoài việc sử dụng vật liệu silicon, không có thành phần cơ bản chung nào, có nghĩa là mỗi sản phẩm MEMS cần một quy trình khác nhau.

Tuy nhiên, một doanh nghiệp thường phải thực hiện thiết kế và phát triển, gia công và sản xuất thử nghiệm, kiểm tra chất lượng và các bước khác của nhiều sản phẩm cùng lúc và cần vốn đầu tư lớn. Thứ hai, rào cản kỹ thuật, thiết kế MEMS cần xuyên suốt các nguyên tắc, thiết kế khó khăn. Trong quá trình xử lý, mỗi loại sản phẩm cần công nghệ xử lý khác nhau và mỗi quy trình cần các bước phát triển và tối ưu hóa quy trình. Đồng thời, do doanh nghiệp mới chưa có kinh nghiệm nên khó đáp ứng được độ chính xác, chất lượng gia công, việc gia công khó khăn.

Cuối cùng là rào cản tài năng. Do mức độ phổ biến của các doanh nghiệp mới thấp và khả năng thu hút nhân tài yếu nên các doanh nghiệp này khó có thể vượt qua các doanh nghiệp hiện có về khả năng đổi mới và năng lực cạnh tranh cốt lõi. Tuy nhiên, với sự phát triển không ngừng của công nghệ mới và việc mở ra các phân khúc thị trường và ứng dụng, có một khoảng cách nhỏ giữa tất cả các doanh nghiệp trong các lĩnh vực này, điều này mang lại cơ hội phát triển cho một số doanh nghiệp mới.

4. Sự cạnh tranh từ các đối thủ hiện tại rất khốc liệt

Hiện nay, các công ty Mỹ chiếm một nửa thị phần MEMS trong nước, cộng với các công ty châu Âu và Nhật Bản, còn các công ty nước ngoài như Broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments chiếm phần lớn thị trường nội địa. Theo quan điểm của các doanh nghiệp niêm yết chính, chỉ có 2 doanh nghiệp cảm biến trong nước có doanh thu trên 10 tỷ đồng, điều này liên quan đến sự chậm phát triển và cạnh tranh của các doanh nghiệp cảm biến trong nước.

Năng lực cung ứng trong nước của Trung Quốc không đủ, đặc biệt các sản phẩm cao cấp hầu hết đều dựa vào nguồn cung nhập khẩu, 80% chip phụ thuộc vào nước ngoài; Thị phần còn lại chỉ tập trung vào tay một số công ty niêm yết như Goeracoustics, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Shilanwei và Jinlong Electromechanical 5 công ty chiếm hơn 40% thị trường MEMS trong nước; 70% doanh nghiệp MEMS trong nước là doanh nghiệp vừa và nhỏ, sản phẩm của họ chủ yếu tập trung ở cấp trung và cấp thấp. Nhìn chung, thực trạng hiện nay của các doanh nghiệp Trung Quốc là sản phẩm trung và cấp thấp cạnh tranh gay gắt, trong khi cạnh tranh sản phẩm cao cấp không có sức cạnh tranh.

5. Có rất ít mối đe dọa thay thế

Cảm biến MEMS thay thế cho cảm biến truyền thống. So với cảm biến truyền thống, cảm biến MEMS có những ưu điểm sau: thu nhỏ, trọng lượng nhẹ và tiêu thụ năng lượng thấp. Thiết bị MEMS có kích thước nhỏ. Nói chung, kích thước của một cảm biến MEMS được đo bằng milimét hoặc thậm chí là micron. Đồng thời, các thành phần cơ học sau khi thu nhỏ có ưu điểm là quán tính nhỏ, tần số cộng hưởng cao, thời gian đáp ứng ngắn, v.v.

Ngoài ra, cảm biến MEMS phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt, điều này có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất của từng MEMS. Tích hợp xử lý, một MEMS duy nhất thường có trong bao bì của các cảm biến cơ học, nhưng cũng được tích hợp với các chip khác, điều khiển chip THE MEMS một cách thuận tiện.

Cảm biến thông minh có chức năng xử lý thông tin, thông qua phần mềm có thể sửa các loại lỗi, cải thiện đáng kể độ chính xác của cảm biến, nâng cao độ tin cậy của cảm biến, cải thiện các bộ phận chống nhiễu của toàn hệ thống. Theo nhu cầu về độ chính xác như nhau, cảm biến thông minh đa chức năng đã cải thiện đáng kể hiệu suất chi phí so với cảm biến thông thường có một chức năng và cảm biến thông minh đa chức năng có thể thực hiện phép đo nhiều thông số toàn diện bằng nhiều cảm biến. Kết hợp với những ưu điểm này, các lựa chọn thay thế cho cảm biến MEMS gây ra rất ít mối đe dọa.

Mô hình cạnh tranh và phân tích KSF

Thị trường MEMS của Trung Quốc từ lâu đã bị thống trị bởi các nhà sản xuất nước ngoài, vốn đã trưởng thành về mọi mặt trong công nghệ MEMS và có lợi thế rõ ràng về tuổi thọ sử dụng và độ chính xác của sản phẩm.

Năm 2019, broadcom, Bosch, STMICROELECTRONICS, Texas Instruments, QORVO, HP, Lou, NXP, Goel và TDK được xếp hạng trong số 10 NHÀ CUNG CẤP hàng đầu trên thị trường MEMS của Trung Quốc, trong đó các công ty Mỹ chiếm 54%. Công ty Goer của Trung Quốc đã lọt vào top 10 và doanh thu MEMS tăng 36% so với cùng kỳ năm 2019, vượt xa các công ty hàng đầu khác trong ngành. Resound Xếp thứ 22, với mức tăng trưởng doanh thu 11% so với cùng kỳ năm trước, cũng cao hơn toàn ngành.

Biểu đồ 21. Cơ cấu nhà cung cấp thị trường MEMS tại Trung Quốc năm 2019

Nguồn: CCID Advisors, Guotai Junan Securities Research

Hiện tại, quy mô tổng thể của các nhà sản xuất cảm biến MEMS trong nước không lớn. Ngoài Doanh thu hàng năm hơn 100 triệu USD của Goer và Resound, doanh thu hàng năm của các nhà sản xuất cảm biến MEMS trong nước như Micron bán dẫn, Mattel Technology, Microchip Microchip đều dưới 60 triệu USD và quy mô tổng thể còn nhỏ.

Ngoài ra, các nhà sản xuất trong nước vận hành một loại sản phẩm tương đối đơn lẻ, hầu hết các dòng sản phẩm là một, hầu hết là nhà cung cấp linh kiện, năng lực cung cấp giải pháp còn kém. Các gã khổng lồ quốc tế Invensense, Infineon và các nhà sản xuất nước ngoài khác có từ 2 đến 3 dòng sản phẩm, còn Bosch, Denso, STMICROELECTRONICS và các dòng sản phẩm MEMS khác có hơn 4 dòng sản phẩm và họ có khả năng cung cấp các giải pháp tích hợp. Ngược lại, các nhà cung cấp nhỏ khó có thể sản xuất hàng loạt trong thời gian ngắn nên thị phần của các nhà cung cấp lớn hàng đầu tương đối ổn định và mức độ tập trung thị trường cao.

2. Phân tích KSF doanh nghiệp trong nước

Trước hết, năng lực nghiên cứu phát triển của doanh nghiệp là cốt lõi của sự đột phá thay thế trong nước. Hiện nay, việc NGHIÊN CỨU và phát triển MEMS trong nước chủ yếu nằm ở các viện nghiên cứu và trường đại học, năng lực nghiên cứu và phát triển của các doanh nghiệp còn tương đối kém. Và ngành MEMS, với tư cách là nền tảng của công nghệ mới, có những sản phẩm mới mang tính đột phá hoặc cải tiến vượt bậc là con đường quan trọng để ngành này có được chỗ đứng trên thị trường. Vì vậy, các doanh nghiệp đổi mới và có năng lực cạnh tranh cốt lõi của riêng mình rất đáng được quan tâm.

Ví dụ: Goer là doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực micromicrophone; Cảm biến gia tốc của công ty con Tô Châu Gootechnetium đứng đầu về doanh số bán hàng trong nước. Cảm biến khí của Weisheng Technology, công ty con của Hanway Electronics, đã đạt được những thành tựu bước đầu và có thể áp dụng cho các sản phẩm phát hiện khí và thiết bị đeo thông minh.

Thứ hai, sự hợp tác ổn định giữa doanh nghiệp và nhà sản xuất hạ nguồn là chìa khóa để liên tục lặp lại sản phẩm. Nhu cầu trong nước rất lớn, các nhà sản xuất trong nước xuất sắc hợp tác với các doanh nghiệp lớn trong nước có lợi thế bẩm sinh, nhưng các nhà sản xuất trong nước ở dạng cơ bản Fabless được ưu tiên, so với các doanh nghiệp IDM, chuỗi cung ứng và chuỗi phân phối chưa hoàn hảo, không có sự ổn định, hạ nguồn các nhà cung cấp là một vấn đề lớn, vì vậy chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh và các doanh nghiệp lớn ở hạ nguồn có sự hợp tác ổn định, Bên cạnh sự tồn tại lâu đời, hệ thống liêm chính của doanh nghiệp cũng rất đáng được quan tâm.

Ngoài ra, thiết kế chip và khả năng cung cấp là cơ sở để cảm biến MEMS đối phó với sự lặp lại và đổi mới công nghệ. Do đó, các nhà sản xuất chất bán dẫn trong nước tập trung vào R&D và thiết kế MEMS có cơ hội thị trường rộng lớn để thay thế và đổi mới nhập khẩu.

Cuối cùng, doanh nghiệp có nguồn vốn mạnh mẽ chứng thực cũng là một trong những động lực cho sự phát triển nhanh chóng. Do mức đầu tư lớn và khó tạo ra lợi nhuận trong quá trình phát triển ban đầu của các doanh nghiệp MEMS cũng như số vốn, nhân tài và các nguồn lực khác cần thiết để phát triển lớn, các doanh nghiệp với sự hỗ trợ từ các doanh nghiệp lớn hoặc nền tảng đầu tư mạnh có thể phát triển nhanh hơn.

thêm 2 MEMS资料来源:企名片,国泰君安证券研究

Kết luận chính

Kết luận chính 1: Cảm biến MEMS rất đa dạng và được sử dụng rộng rãi, là thiết bị quan trọng để thu thập thông tin và thực hiện tương tác. Với sự thâm nhập nhanh chóng của Internet of Things, 5G, lái xe thông minh và các ngành công nghiệp khác, nhu cầu ứng dụng rất rộng và thị trường rất lớn.

Theo thống kê của CCID Think Tank, quy mô thị trường Trung Quốc năm 60 khoảng 2019 tỷ nhân dân tệ, chiếm khoảng 54% thị trường toàn cầu, tốc độ tăng trưởng của thị trường trong nước tiếp tục cao hơn thế giới . Dự kiến ​​đến năm 2022, quy mô thị trường MEMS Trung Quốc sẽ vượt 100 tỷ nhân dân tệ, với nhu cầu thay thế trong nước mạnh mẽ. Tuy nhiên, giữa công nghệ và hiệu suất sản phẩm cảm biến MEMS trong nước vẫn còn khoảng cách so với các hãng nước ngoài. Chúng tôi đánh giá rằng ngành MEMS vẫn đang trong giai đoạn đầu tăng trưởng.

Kết luận chính 2: Các điều kiện thúc đẩy phát triển ngành cảm biến MEMS là tốt, bao gồm hỗ trợ chính sách, tăng trưởng nhu cầu, nguồn cung dồi dào, chú trọng vốn và lặp lại công nghệ. Tuy nhiên, vẫn còn chỗ để cải thiện mức độ quy trình của chuỗi công nghiệp. Xét thấy mức biên lợi nhuận gộp của các doanh nghiệp hàng đầu quốc tế cao hơn doanh nghiệp sản xuất trong nước nhưng giá thành sản phẩm lại cao hơn, tạo cho doanh nghiệp trong nước một không gian nhất định để tăng trưởng. Đồng thời, do đặc thù tùy biến MEMS, một số doanh nghiệp trong nước được kỳ vọng sẽ đạt được những đột phá về công nghệ ở các phân khúc mới.

Kết luận chính 3: So với doanh nghiệp các nước phát triển, các nhà sản xuất trong nước phát triển muộn, thị phần thấp, phần lớn thị trường đã bị các nhà sản xuất Mỹ, Nhật Bản, Đức chiếm giữ.

Lợi thế của địa phương chủ yếu nằm ở ứng dụng hạ nguồn, đổi mới phương thức và nắm bắt nhu cầu thị trường đa dạng. Trong những năm gần đây, với việc ứng dụng cảm biến vân tay, hình ảnh và âm thanh, các doanh nghiệp có sự đổi mới về sản phẩm và tồn tại lâu dài dự kiến ​​sẽ có nhiều không gian phát triển hơn và các công ty chất lượng cao sẽ xuất hiện ở tất cả các phân khúc.

Nên chú ý đến các thiết bị điện tử Mattel, Deep-HAO Semiconductor, Kunshan Shuangqiao, MingHAO Sensing, ENERGY hao, BIG Brother Electronics, Wuxi Good Up, Minhao Micro, Micro Sensor và các công ty khác để có cơ hội đầu tư vào thị trường sơ cấp.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được in lại từ "Đại hội cảm biến thế giới", bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không thể hiện quan điểm của Sakweiwei và ngành, chỉ được sao chép và chia sẻ, ủng hộ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, vui lòng cho biết nguồn gốc và tác giả, nếu có vi phạm vui lòng liên hệ để xóa.