接著前幾天所整理的《國內半導體材料產業(yè)現(xiàn)狀及投資分析》,在同一天第四期品利芯視野投資分享會上,擁有15年半導體從業(yè)經歷,目前專注于半導體及相關領域行業(yè)研究投資的唐李明先生,做了一場題為《MEMS產業(yè)投資分析》演講,小編整理如下。
MEMS簡介

MEMS:微型電子機械系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的半導體工藝、材料融入超精密機械加工。集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械結構、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
MEMS按大類分有傳感器和執(zhí)行器兩種。其中MEMS傳感器按工作原理,大致可分為MEMS物理、化學和生物傳感器,其中每一種MEMS傳感器又可分為很多種小類,不同的MEMS傳感器可測量不同的量,實現(xiàn)不同的功能。

MEMS擁有諸多優(yōu)勢:
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微型化:
體積小、重量輕、功耗低;
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集成化:
可集成多個傳感器,降低系統(tǒng)的成本,提高可靠性和穩(wěn)定性;
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智能化:
可與微控制器集成,通過軟件和算法實現(xiàn)智能化功能;
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材料化:
以硅為主要材料,有較好的電氣性能,并具有較高的強度和硬度;
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可批量化:
基于集成電路制造工藝,可利用IC制造中的成熟技術和工藝進行大批量、低成本生產,具有較高性價比。
MEMS傳感器早已應用到人們生活的方方面面,如汽車、打印機、智能手機、醫(yī)療設備等。
MEMS發(fā)展
MEMS產業(yè)發(fā)展有三波浪潮,第一輪商業(yè)化浪潮始于20世紀80、90年代,MEMS壓力和慣性等傳感器開始在汽車商廣泛應用,第二輪浪潮的出現(xiàn)源于PC的興起及MEMS技術在投影儀和噴墨打印頭上大量使用,智能手機的流行進一步推動這波浪潮的快速發(fā)展。目前,全新的物聯(lián)網(wǎng)時代已開啟。
MEMS技術進步由設計、材料、工藝及封測技術共同推動:
材料及設計技術:MEMS產品設計包括系統(tǒng)、器件、電路及封裝設計,需要綜合多學科理論分析。材料方面除傳統(tǒng)的硅、壓電、石英等材料外,各種化合物材料、高溫超導材料、磁阻材料、鐵電材料、熱電材料等被應用于MEMS產品開發(fā)
制造工藝:有傳統(tǒng)硅基平面工藝向深反應離子刻蝕(DRIE)工藝,甚至微電火花加工、微電鑄、激光加工等非硅基加工工藝發(fā)展
封測技術:在傳統(tǒng)微電子封裝測試技術基礎上不斷開發(fā)出針對不同特性MEMS的專業(yè)封測技術。
當下MEMS技術已經從體微機械加工、表面微機械加工發(fā)展到SOI(Thick SOI、Thin SOI、Cavity SOI),下一步發(fā)展將是3D集成、晶圓級及SIP封裝等技術的普遍應用。
MEMS驅動因素:
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尺寸驅動:
需滿足消費電子應用需求,如智能手機、平板電腦及可穿戴設備
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性能驅動:
高端應用需求,如航天航空
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成本驅動:
終端設備大批量應用需求,如手機、汽車和物聯(lián)網(wǎng)

MEMS應用趨勢:
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老產品新應用:
傳統(tǒng)的壓力傳感器、MEMS麥克風、加速度計及陀螺儀市場日趨成熟,產品價格加速下滑,但總量隨著新的終端產品應用不斷增加;
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新領域新挑戰(zhàn):
傳統(tǒng)汽車、智能手機、移動網(wǎng)絡等造就了MEMS的前兩波浪潮,接下來則進入5G、自動駕駛及IOT的時代,將帶來MEMS下一波浪潮;
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老行業(yè)新需求:
新的MEMS產品如5G射頻元件BAW,輔助駕駛系統(tǒng)的微輻射熱測定儀、紅外線傳感器、環(huán)境MEMS等會快速增長;
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新場景新產品:物聯(lián)網(wǎng)信息獲取的應用場景拓展將MEMS器件成為下一個風口。
MEMS市場趨勢:
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消費電子及汽車類MEMS產品仍是未來幾年MEMS產品的核心市場;
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智能手機市場放緩,但5G將推動射頻MEMS和MEMS振蕩器的快速增長,其中包括新基站部署和不斷增長的邊緣計算需求;
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工業(yè)領域隨著智慧工廠及工廠自動化需求深化,市場空間不斷拓寬;
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物聯(lián)網(wǎng)市場隨著應用場景落地逐步起量;
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硅材料將被更多的微流控公司采用,以開發(fā)基于CMOS技術的生物芯片;
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智能建筑和零售業(yè)將成為紅外傳感器市場繁榮的驅動力

中國是全球最大的汽車和手機市場,但是目前MEMS產品主要依賴于進口。
2018年全球MEMS市場規(guī)模約146億美元,其中中國國內需求規(guī)模約523億元,中國市場對于MEMS傳感器的需求增速遠高于全球MEMS市場增速,目前進口率達到60%以上,具有較大的國產替代空間。

對于MEMS市場,國際大廠在不同領域擁有壟斷地位,以博通、博世、ST為代表的國際MEMS廠商在汽車、消費電子及工業(yè)等不同領域占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢和主導地位。


MEMS市場產品結構
移動終端將是MEMS重要增長點,除了傳統(tǒng)的慣性傳感器、MEMS麥克風、壓力傳感器的普及和組合化趨勢外,氣壓傳感器、攝像頭光學防抖OIS陀螺儀滲透率也將快速提升。此外,不少新型MEMS傳感器有望在未來幾年內出現(xiàn)在移動終端上,例如MEMS振蕩器、開關、MEMS揚聲器、氣體傳感器、MEMS攝像頭、微投等。
可穿戴設備是MEMS新增長點,其對MEMS的需求將更甚于移動終端。自2016年以來,全球可穿戴設備出貨量與營收規(guī)模約以13%的年增長率保持平穩(wěn)增長,其營收規(guī)模已經達到了近350億美元/年。
汽車電動化及智能網(wǎng)聯(lián)化需求也驅動著車用MEMS器件用量提升。在車用MEMS市場,全球前三大供應商市占率為33.62%(博世)、12.34%(森薩塔)、11.91%(恩智浦),合計57%.



物聯(lián)網(wǎng)時代的MEMS是信息獲取的關鍵節(jié)點。據(jù)YOLE統(tǒng)計,物聯(lián)網(wǎng)產生的MEMS增量市場在110億元,占市場總量約10%,預計2025年提升到20%,增量市場達340億元。

RF MEMS
如今,RF MEMS已超越壓力傳感器成為市場最大的MEMS器件。RF MEMS主要指射頻前端模組中用以濾波的RF濾波器,目前主要有SAW、BAW等器件。主要用在手機、平板電腦、可穿戴設備等移動終端。
2018年全球RF MEMS市場為23億美元,預計2023年達到150億美元,年復合增長率近34%。RF MEMS廣泛應用于3G、4G和下一代5G移動設備,用于·提升網(wǎng)絡信號和數(shù)據(jù)傳輸能力。在IOT和AI的應用中,更多數(shù)據(jù)需求,更高的傳輸速率,更小型智能化的發(fā)展趨勢,都促進了RF MEMS的市場爆發(fā)和后續(xù)高速增長。
市場格局方面:2015年Avago收購了博通,成立了新博通,占據(jù)了87%的BAW濾波器市場壟斷地位。這也使得博通的全球排名,從2015年的第四,一路超越Bosch、ST和TI,成為全球MEMS排名第一的企業(yè)。

MEMS麥克風
2018年,MEMS麥克風市場突破了10億美元,年出貨量接近45億顆。Amazon,Google,Apple,阿里巴巴的智能營銷陸續(xù)發(fā)布,國內更多產商加入戰(zhàn)局,推動了MEMS麥克風需求暴增。
MEMS麥克風市場排名前四分別為樓氏、歌爾、瑞聲和ST,市場的急速膨脹也給予了MEMS麥克風本土供應商搶占市場的機會,國內歌爾聲學、敏芯微電子、共達聲電全球市占率持續(xù)提高。
由于智能手機仍然供應了85%的出貨需求,手機市場的萎靡抵消了部分IOT新型應用市場對需求的刺激,預計未來5年MEMS麥克風市場總量保持4.3%的年增長率。

壓力傳感器
2018年壓力MEMS市場總額約16億美元,市場總量相對穩(wěn)定,是第二大的MEMS品類。MEMS壓力傳感器應用市場中,汽車和消費電子為前兩大領域。MEMS壓力傳感器技術門檻相對較低,國內有較多企業(yè)參與,包括:敏芯微電子,北京青島元芯,無錫納微電子,深圳華美澳通,浙江盾安等。


MEMS產業(yè)鏈




投資分析
抓住國產替代機會
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傳統(tǒng)得消費類和汽車類MEMS仍是市場主力,低成本及高附加值是現(xiàn)階段爭搶巨頭市場的不二法寶;
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消費電子、汽車、物聯(lián)網(wǎng)等終端設備制造廠商向中國轉移,中國制造業(yè)對本土供應商的支持不斷加強;
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選擇低風險發(fā)展路徑:
從存量市場規(guī)模較大的低端產品入手,逐步實現(xiàn)技術與市場積累,最終實現(xiàn)自主創(chuàng)新并切入高端MEMS產品;
投資建議:優(yōu)選存量及預期增量市場巨大的MEMS產品研發(fā)類企業(yè),有快速切入低端并逐步向高端升級迭代的能力。
抓住創(chuàng)新應用領域及技術創(chuàng)新機會
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傳統(tǒng)MEMS產品仍占有較大市場份額,但增長放緩,新應用領域及技術升級的傳感器市場快速增長;
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傳統(tǒng)應用領域的多功能組合傳感器、新應用領域的單項創(chuàng)新及系統(tǒng)集成都能實現(xiàn)價值提升;
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跨領域發(fā)展、軟硬件結合及平臺化發(fā)展的能力和視野;
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提前布局智能汽車和物聯(lián)網(wǎng)細分產品。
投資建議:選擇某一或多個細分領域具有技術先進性或創(chuàng)新能力的設計類企業(yè),與寡頭企業(yè)實現(xiàn)差異化競爭。
模式選擇:MEMS產業(yè)以IDM模式為主,分工漸成趨勢
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目前近70%的MEMS業(yè)務仍由IDM廠商把控,隨著批量化、標準化產品的市場體量增長,產業(yè)鏈走向分工將漸成趨勢;
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由于MEMS器件對材料、制造工藝、封裝、測試要求獨特,分工仍需有對各環(huán)節(jié)的把控能力。
投資建議:重點關注細分領域的標準化產品設計公司,適當關注MEMS專業(yè)代工廠。
做好產品定位——專注及求全
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MEMS種類多、應用場景差異化大決定了不同產品專業(yè)性及研發(fā)能力要求多樣性的特性;
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基于5G、IOT等領域切片市場分散,標準化程度低,單一產品規(guī)模較小的特點,對純設計企業(yè)及代工企業(yè)提出了不同的要求。
設計企業(yè)要求產品更聚焦(專注)、代工及封測企業(yè)的工藝多樣化和兼容性要求更高(求全);
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IDM模式企業(yè)注重發(fā)揮新產品研發(fā)便利性優(yōu)勢,分工模式注重發(fā)揮通用產品設計生產效率及規(guī)?;瘍?yōu)勢。
投資建議:現(xiàn)階段謹慎投資低端通用MEMS設計企業(yè),關注高端RF濾波器、多傳感器集成等技術突破的標的項目,謹慎投資高端小眾類MEMS產品的設計企業(yè)。