产品遍布家电手机,敏芯微能否为汽车植入“中国芯”?

2020-05-20来源: EEWORLD关键字:敏芯微  mems  芯片

信息技术和材料技术日新月异之时,我们的设备正变得越来越“小”:以手机为例,其芯片已缩到了“10nm”级别;电池即便更轻薄,其能量密度也已高达600Wh/L以上;最新的柔性显示屏薄如白纸,甚至还能弯曲。


作为人类“感觉器官的延伸”,传感器能感受并测量外界信号,并将其转化为电信号等有规则的信息形式输出。“MEMS传感器”就是传感器的“微型版”,在功能不变的情况下,它的体积被压缩至微米甚至纳米级。


以MEMS麦克风为例,结合芯片和传感器技术,它将外界的声音转化成电信号,被广泛用于手机、电脑、智能家居等领域。与传统圆柱体麦克风相比,它仅仅是一块小小的“方片”,体积不足6立方毫米。


当前,掌握MEMS自主生产技术的厂商寥寥无几,敏芯微就是其中之一。它的产品已经遍布手机、电脑、医疗、工业等各个领域。2019年,其MEMS麦克风出货量位列全球第四。以优异的业绩,敏芯微多次被中国半导体业协会评为“中国MEMS十强企业”。


那么,敏芯微是如何在国内MEMS发展“一穷二白”之时实现技术自主研发?其技术优越性究竟几何?与英飞凌、博世等半导体巨头相比,敏芯微又以何优势与之抗衡?


技术崛起于低端市场


与传统驻极体麦克风相比,MEMS麦克风在多方面具备更优性能,足以“吊打”前者:


MEMS麦克风不仅体积更小、功耗更低,而且在频率响应、耐温、抗干扰性等关键指标上,都显著优于传统麦克风。此外,因为体积小,其对震动不敏感,便不用加垫片保护,从而节约了人工和材料成本。多重优势下,MEMS麦克风性能优越性明显,逐渐受市场青睐。


而彼时低端手机市场正蓬勃发展,为国产MEMS麦克风崛起提供了有利的生长土壤。2008年前后,智能手机迅速普及,年销量以20%以上的速度增长。金立、尼彩、天语等低端品牌机大打价格战,火遍大街小巷。低端手机对MEMS麦克风性能要求低,为主打性价比的国产MEMS厂商带来了绝佳市场机会。


敏芯微起初的“资本积累”,即源于此。然而,抓住这一机会并非轻而易举。可以说,敏芯微当时面临的市场“一穷二白”。


尽管与芯片一样,MEMS传感器也需经历“研发-制造-封装-测试”四个环节,但后者生产工艺却呈现高度定制化特征。芯片生产各环节分工清晰,上下游配合可快速实现量产。然而,MEMS传感器本质是硅片上制造微小机械系统和集成电路集合体,不仅要设计芯片,还需生产工艺配合。由于每个细分领域生产工艺不同,定制化成了必须。


2008年,正值我国MEMS产业起步之时,很多封装厂根本没有MEMS完整产品线。对敏芯微而言,其突破了MEMS芯片设计环节后,却又苦于没有下游封测厂完成芯片封装测试。为此,敏芯微四处奔走,帮助下游厂商建立MEMS麦克风封装测试生产线。


2009年,敏芯微与中芯国际基于各自工艺,共同开发出基于8寸晶圆技术的芯片封测生产线。2011年,敏芯微研发出代表国际前沿水平的传感器制造加工工艺,与晶圆代工厂华润上华合作量产了第一代6寸MEMS传感器芯片。2014年,敏芯微又将独有的麦克风封装技术知识产权转移至华天科技,与之进行封测全产业链合作。


与上下游多年“磨合”,敏芯微终打通全产业链,其MEMS麦克风与国际半导体巨头产品相比,性能不差、价格低廉,因而率先在低端市场畅销,占有一席之地。2014年,其产量大规模释放,销售收入较上年增长2倍,突破1000万元。


2015年开始,手机市场大洗牌。随着消费升级,大批低端国产品牌被淘汰,华为、小米、苹果等一二线品牌进一步占领更多市场。敏芯微产品在性能不断升级优化过程中,亦逐渐升级打入高阶市场,获得了华为、小米、传音、索尼等大客户支持。


如今,敏芯微MEMS麦克风技术已是业内一流水平,在尺寸、灵敏度、降噪性能等指标上,敏芯微产品与意法半导体、楼氏、歌尔股份等诸多知名大厂持平。


强势抢占新兴领域


手机市场之后,智能家居、可穿戴设备两个新兴消费市场快速繁荣,为敏芯微创造了又一次业绩大增长的机会。


随着手机普及率提高,规模增速下滑已成近两年手机市场发展主旋律。2018年,中国手机出货量较上年下滑15.7%,2019年,出货量又进一步下降7.5%。


与之对应的,智能家居、可穿戴设备等新兴消费市场却呈现热火朝天的发展态势:


物联网技术赋能下,智能家居得以更“贴心”的服务,正受到越来越多消费者喜爱。根据艾瑞咨询数据统计,2017年,中国智能家居市场规模已突破3000亿元,预计2020年,其规模将达到5800亿元,持续保持20%以上年复合增速。


继手环、手表之后,风靡全球的TWS无线耳机引领了智能穿戴设备市场新一轮增长。随着蓝牙技术不断成熟,越来越多手机厂商取消了3.5毫米耳机接口,推出TWS无线耳机。以iPhone为例,iPhone7开始,耳机接口去除,改为全面支持蓝牙技术。2018年,中国TWS耳机出货量1607万件,同比增长146%,预计到2020年,其出货量将超过3000万件。


在手机市场摸爬滚打多年,敏芯微早已培养了敏锐的市场嗅觉,结合业内领先的传感器技术,公司很快抓住了这一波新兴发展机遇,在智能家居、可穿戴设备刚刚兴起之时就量产了针对性的MEMS麦克风产品,占尽市场先机。

敏芯微MEMS麦克风营收.png

在智能家居领域,敏芯微产品增长可谓“突飞猛进”。其收入从2016年的151万元激增至2019年的9874万元,翻了64倍不止。2018年,智能家居取代手机业务,成敏芯微MEMS麦克风最大销售主战场。当年,公司智能家居MEMS麦克风销量6267万颗,按每个智能音箱平均安装2-7颗麦克风推算,敏芯微国内市场占有率已有40%左右,处于领先地位。


智能家居的繁荣带动了敏芯微盈利全面上升。作为新兴市场中的首批进入者,敏芯微先发优势为其创造了较大的盈利空间。2017年以来,公司产品毛利率水平提升明显,从2016年的32.9%上升至如今的40%左右。在卓越的产品技术和上下游整合优势下,敏芯微产品毛利率在业内亦是领先,超越英飞凌、楼氏、歌尔股份等同类竞争对手。


在TWS耳机领域,敏芯微加强市场开拓,亦已取得显著成效。3年来,公司每年出货量增量在1000万颗以上。2019年,其销售收入突破4300万元,3年复合增速70%以上。


两市场产品带动下,敏芯微业绩亮眼。在毛利率上升的同时,其MEMS麦克风业务销售收入从2016年的7214万元一路飞增至2019年的2.84亿元。未来,新兴消费市场还将持续繁荣,敏芯微产品还将持续放量,带动业绩强势增长。


研发开拓汽车市场


随着技术日渐精进,敏芯微产品在消费领域愈加驾轻就熟。与此同时,公司将目光瞄向了更高阶的市场——汽车。


汽车电子早已是MEMS传感器行业仅次于消费的第二大应用领域。在让汽车更“智能”方面,MEMS传感器扮演着越来越重要的角色。例如,在控制系统中,MEMS传感器可在转弯时测量角速度,判断方向盘是否打足;在净化系统中,MEMS传感器可感知空气质量,自动调节车内净化器,保持空气清新。


汽车对MEMS传感器灵敏度、稳定性等要求很高,因而MEMS产品技术含量高,附加值亦更高。当前,国内少有MEMS厂商能达到汽车级别的技术要求,汽车市场仍是博世、英飞凌、TDK等国外先进厂商的天下。博世与英飞凌两厂商加起来便占据了30%以上的市场份额。


敏芯微针对汽车市场的MEMS压力传感器技术已有了较大突破。以最常见的汽车压力传感器——进气歧管压力传感器为例,将敏芯微产品与英飞凌对比,其在测量范围和工作温度等已能与后者媲美,而在测量精度上略有落后。2019年。公司压力传感器领域已入选国内MEMS 细分领域优秀企业名单,与业内企业相比具有一定的竞争力。


然而,取得技术突破与实现量产之间,却隔了不小距离。敏芯微MEMS压力传感器下游封测厂商的技术掣肘,在此时愈加突出:


MEMS产品在国内汽车市场刚刚起步,国内代工厂一方面生产加工经验少,缺乏完善的封装测试工艺;另一方面缺乏足够订单和市场,其投入研发和设备的意愿也较低。此情况下,国内MEMS传感器产品质量和稳定性提升缓慢,又反过来限制上游芯片公司的发展。


为更好地打入汽车市场,敏芯微拟筹资6000万元,用于自建压力传感器封测生产线。自建产线后,敏芯微将有能力打造多品种、小批量的MEMS压力传感器产品,可更好地满足汽车客户高度定制化、高技术标准的需求。


当前,敏芯微压力传感器主要用于电子血压计、部分简单的汽车配件等领域,其2019年营收规模为1857万。自建产线后,公司将有望全面打开汽车工业市场,据筹资测算,将为其带来年均8670万营收增量。


将机械产品做成纳米级和微米级,MEMS微型传感器代表了国家最核心的工业实力。如敏芯微这样十几年不懈研发,终实现自主生产的企业,是国家芯片自主化道路上的“排头兵”。于低端市场中打磨技术整合产业链,后蓄势发力于智能家居等新兴市场,到如今持续研发进军高端工业市

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关键字:敏芯微  mems  芯片 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic497648.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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