中國MEMS市場將持續保持兩位數增長水平。隨著國際消費市場的回升,以及市場基數的增大,中國MEMS市場增速將保持穩定。到2020年,中國MEMS市場銷售額預計將達717億元。未來,在中國,5G相關產品、汽車電子、醫療電子等產品產量繼續保持穩定增長,中國MEMS市場規模將進一步擴大。此外,不斷涌現的新產品以及新應用也成為這一市場持續發展的重要保障。
2017年全球MEMS市場發展概況
熱點應用推動全球MEMS市場高速發展
2017年全球MEMS市場依舊保持著高速增長的態勢,市場規模急劇增長達到203.0億美元,同比增長16.2%。在5G通信和汽車電子等應用的強勢帶動下,MEMS深入應用到汽車電子、5G通信、智能手機和醫療電子等領域。
亞太地區依舊為全球MEMS最大市場
2017年,隨著制造業回歸以及5G通信快速發展的影響,美國地區MEMS市場份額平穩增長,達到26.1%;而歐洲地區受到新能源汽車產業的拉動,其MEMS市場份額繼續維持在23.0%;亞太地區則在5G通信、智能手機、汽車電子等下游應用的強勢帶動下,其市場規模進一步擴大,市場份額上升至47.3%。
汽車和5G成為MEMS市場增長最主要增長點
汽車領域需求升級拉動MEMS傳感器高速增長。政府、監管機構以及消費者對駕駛輔助系統的安全性要求越來越高,而滿足這些高安全性要求的核心在于電子設備和軟件。其中,MEMS傳感器成為了安全駕駛的關鍵要素之一。過去幾年,傳感器在強制安全系統中獲得了穩定的市場,如電子穩定控制系統和胎壓監測系統。獲益的MEMS供應商包括陀螺儀、壓力傳感器、加速度計以及前排和側面安全氣囊傳感器等。
此外,汽車引擎應用的MEMS器件也正在穩定增長,主要來自于日益增長的引擎管理和尾氣處理應用。CMOS圖像傳感器在行車輔助安全駕駛(ADAS)的應用已經越來越多,如車道偏離警告系統、駐車距離控制系統、自動平行停車系統自適應巡航控制系統等。如今,汽車安全的重要性備受關注,行車輔助安全駕駛(ADAS)在汽車領域的應用也越來越廣泛,對CMOS圖像傳感器的需求也越來越大。未來的汽車將為包含多種MEMS器件,為MEMS產業和供應鏈帶來了機遇和挑戰。
5G通信技術日趨成熟促使射頻MEMS成為增長點。目前,5G的技術驗證已經到位,5G產業正處于爆發前夕。5G的相關基礎設施建設獲得了大量投資,電信運營商和基站/小型基站供應商正在處于試驗階段,進行真實場景的測試。美國電信運營商Verizon和AT&T;的固定無線技術試驗已經順利進行,并即將開展15個城市的試點推廣。
5G有三個方向:物聯網、Sub—6 GHz、毫米波。在射頻技術方面,將需要不同性能的射頻器件集成在一起,對射頻器件提出了小型化、低成本和高性能等需求。射頻MEMS是MEMS的一個重要的應用領域,全球射頻MEMS市場正在經歷著營收和出貨量的雙重增長。
近兩年,射頻MEMS一直保持著較高的市場增速,未來幾年的年復合增長率預計將超過30%,成為MEMS市場的強力增長點。
行業并購和應用熱點改變競爭格局
2017年,大部分廠商取得了一定的增長。然而,全球MEMS市場的排行榜第一名卻易主為博通。博通因為射頻MEMS產品的良好表現,在2017年一舉超過博世和意法半導體等傳統大廠,成為全球最大的MEMS供應商。博世在市場上排名第二,依然是最穩健的MEMS業者之一。由于博世的產品涵蓋消費電子和汽車電子兩種差異化的MEMS應用領域,成功的分擔了市場風險,確保了博世的穩定發展。而受制于智能手機產業的發展進入尾聲,排名第三的意法半導體始終保持著不溫不火的狀態。德州儀器則因為MEMS產品單一,營收略有下降。語音交互市場的火熱保證了全球麥克風的需求量,樓氏也因此而收益,MEMS營收表現持平。MEMS產品種類繁多,受各細分市場的不同因素驅動,各類產品的整體表現也出現一定差異,促使全球的競爭格局也略有改變。
2017年中國MEMS市場發展情況
市場規模
2017年,中國MEMS市場規模增長18.7%,銷售額431.2億元。在5G通信和物聯網全面推廣的過程中,中國智能手機、平板電腦、可穿戴式設備等MEMS應用整機產品中加速度傳感器、陀螺儀、硅麥克風等的滲透率進一步提高,帶動MEMS市場規模進一步擴大。另外,中國汽車工業的增長也推動了壓力傳感器、微機械陀螺儀等MEMS主力產品市場的增長。
市場結構
產品結構:在MEMS市場產品結構中,壓力傳感器、加速度計繼續領跑,細分產品市場份額居前列。2017年,壓力傳感器主要應用于工業和消費品等多個領域,在產品結構中位列首位,占比23.3%。加速度計的市場規模因為在消費電子和汽車中的廣泛應用也保持著穩步增長,占有率微增至23.2%,依舊與壓力傳感器基本持平。射頻MEMS器件在2017年產量表現突出,市場份額快速上升至6.5%。此外,在中國投影機、打印機等產品巨大產量的支撐下,DMD微鏡陣列、噴墨打印頭等傳統產品仍舊占有一定市場份額。
應用結構:從應用領域來看,2017年,在5G通信和物聯網的帶動下,MEMS陀螺儀、MEMS加速度計等產品用量得到快速提高,因此網絡與通信成為中國MEMS市場的最大應用領域。2017年網絡與通信領域MEMS市場規模為131.1億元,市場份額上升至30.4%。隨著無人駕駛和新能源汽車的發展,汽車電子領域MEMS快速增長,2017年市場規模為123.8億元,市場份額進一步提升為28.7%,位居第二。因為平板電腦增長乏力,計算機領域市場保持穩定,2017年市場規模為64.7億元,市場份額略降至15.0%。
行業重大事件及影響分析
投資并購
蘇州希美微納完成A輪融資:2017年2月,蘇州希美微納系統有限公司完成千萬元級Pre-A輪融資。希美微納專注于射頻MEMS產品,包括射頻MEMS開關、移相器、衰減器等的設計、制作及其應用推廣。希美微納的技術源自清華大學,擁有一流的技術人才隊伍,并與國內外一流的企業建立了廣泛的合作關系。未來,希美微納將有望把握5G熱潮,瞄準射頻領域市場,增強國內在射頻MEMS領域的自主技術研發實力。
西安知微傳感技術有限公司完成融資研發MEMS微振鏡:2017年12月,西安知微傳感技術有限公司獲得盈峰資本千萬元級天使輪投資,此次融資主要用于設備投入、產品研發和市場投放。西安知微傳感技術有限公司成立于2017年1月,核心技術為靜電驅動型MEMS微振鏡,以工業3D視覺硬件為切入點,自主研發了具有完全知識產權的核心芯片、核心模組和核心產品,公司未來的產品方向包括激光雷達和深度相機等。
華燦光電收購美新半導體進軍MEMS傳感器領域:2017年12月,華燦光電股份有限公司發布公告,擬以1.87億元收購美新半導體(MEMSIC)100%股權,美新半導體是國內市場中少數能夠采用標準CMOS工藝實現MEMS大規模量產的公司之一。憑借此次收購,華燦光電將得以快速進入前景廣闊的MEMS傳感器領域,借助MEMS傳感器業務實現在消費電子市場領域、工業應用領域的布局,增強華燦光電抗風險能力,提高盈利能力。
士蘭微在廈門投資建設12英寸生產線:2017年12月,杭州士蘭微電子股份有限公司與廈門市海滄區人民政府簽署戰略合作框架協議,擬聯手廈門半導體投資集團在海滄區建設兩12英寸90nm~65nm 的特色工藝芯片生產線,規劃投資額170億元,產品定位為MEMS、功率半導體器件及相關產品;以及4/6 英寸兼容先進化合物半導體器件生產線,規劃投資額50億元,產品包括下一代光通訊模塊芯片、 5G 與射頻相關模塊、高端LED芯片等。
產品應用
歌爾攜整套聲光電智慧傳感解決方案亮相2017Sensor China:歌爾在2017年9月上海中國國際傳感器技術與應用展覽會在展出業界領先的氣壓傳感器、組合式傳感器以及心率傳感器產品。其氣壓傳感器產品采用了電容式MEMS技術方案,是目前業內封裝尺寸最小(2mm×2mm×0.76mm)測量精度最高(可達0.6Pa,可探測5cm的高度變化)的產品解決方案,目前已廣泛應用于眾多消費類電子領域,在航模、無人機等高精度要求應用市場已占據領先地位。而在組合傳感器方面,歌爾開創性地將麥克風、氣壓計和溫度傳感器集成于一體,通過優化信號處理電路和后期校準算法,消除了多種傳感器件間的相互串擾,滿足了產品多功能應用的需求,節省了設計空間且降低了成本。除此之外,歌爾開發的心率傳感器通過將感光單元與ASIC電路集成封裝,內、外置LED靈活配置,并與自主研發的高精度算法配合,可實現手機、手表、手環等在不同應用場景要求下的心率監測。
深迪發布首款支持TDM接口數字硅麥,充實既有硅麥克風產品線:深迪半導體持續深耕EMS硅麥克風產品市場,在2017年10月發布集成TDM功能適合智能音箱等產品應用的高性能產品SMD7A0,進一步充實既有硅麥克風產品線。TDM接口定義可以通過一個總線連接多路麥克風音頻接口,適用于多麥克風器件的應用。而麥克風陣列可以從任何方向拾取用戶的語音,忽略其他方向的噪音,從而實現有效可靠的語音通信,正越來越廣泛地應用于智能音箱、物聯網智能終端、AR/VR,音視頻會議和無人機等產品上。
技術研發
重慶德爾森研發出先進MEMS傳感器芯片:重慶德爾森傳感器技術有限公司研發出全球頂級MEMS傳感器芯片,這種芯片將用于監測橋梁、隧道等市政設施,監測精度比傳統監測方式提升10倍。公司是落戶兩江新區的一家科技企業,2015年,該公司開發出MD系列MEMS傳感器芯片。該芯片采用了多項創新技術,獲得32項國內與國際專利,其中10項為發明專利,經德國國家傳感器研究院與中國傳感器工程中心檢測,這款芯片的多項指標超過了國際一流廠商,其性能優于霍尼韋爾、GE(美國通用電氣公司)、西門子公司的同款產品,價格也僅為國外同款產品七成。2017年4月,德爾森公司與重慶市勘測院簽署戰略合作協議,將在重慶橋梁、隧道、大型公共設施等市政設施的安全監測上使用該款芯片。相比傳統監測模式,傳感器實時監測更為可靠。在橋梁關鍵部位裝上傳感器,就能將監測的數據傳到云端指揮中心,如果有超重車輛通過或橋梁遭遇撞擊,傳感器就會報警,并將橋梁受損情況以及有關信息數據及時傳到控制中心。
世界首個搭載小型化分子光譜傳感器智能手機發布:2017年1月,長虹公司發布全球首款分子識別手機—長虹H2,這是世界上第一個搭載小型化分子光譜傳感器的智能手機,可實現果蔬糖分、水分,藥品真偽,皮膚年齡,酒類品質等檢測,成為隨身攜帶的個性化健康管理集成終端。長虹將實驗室級別光譜儀的能力和精度整合進可供人們日常攜帶和使用的手機中,有效提高用戶的日常生活質量。例如在檢測食品是否安全方面也有很大幫助,H2手機向所搭載的小型化高分辨率近紅外光譜傳感器發出指令對被測物體進行“近紅外吸收光譜”的數據采集,并將光譜數據傳輸至云平臺進行分析、計算、處理,得出定性、定量分析結果,手機將數據化和圖形化的結果呈現給用戶,并向用戶給出相應建議及推薦,H2手機即可直接識別到物質的分子屬性。這樣就能對食物的安全性能做出鑒別,起到保障安全的作用。
整體競爭格局
近十年來,中國的MEMS傳感器產業生態系統逐步完善,已形成從技術研發、設計、生產到應用的完整體系,部分細分領域已躋身世界領先水平。目前,中國MEMS傳感器企業已經有將近200家。其中做MEMS軟件與專用電路的企業約為11家;做MEMS產品設計的企業約為143家;做MEMS封裝與測試的企業約為16家;做MEMS前端制造工藝線的企業約為20家。
從地域分布而言,MEMS企業主要集中在發達地區(長三角、珠三角、環渤海)。因為MEMS行業更需要人才,發達地區的MEMS人才相對而言較為集中,能適應MEMS企業的發展和擴大。
中國MEMS企業以無晶圓廠(fabless)模式居多,包括目前國內MEMS銷售額最大的瑞聲科技和歌爾股份。Fabless企業還包括美新半導體、敏芯微電子、明皜傳感、深迪半導體、芯敏微系統、微聯傳感、康森斯克等,其生產以代工為主。另外,矽睿科技、大立科技等企業在與代工廠合作的同時,購買少量專用MEMS工藝設備,放置于其特定代工廠超凈間內,共同研發和生產MEMS產品。中國具有一定規模的集成器件生產商(IDM)企業較少,主要有美泰科技、士蘭微電子、高德紅外等。
除了MEMS麥克風廠商瑞聲科技和歌爾股份走在前列,國內其他MEMS企業的規模都相對較小,年銷售額大約在億元規模,擁有獨立IP與核心自主設計能力的MEMS企業如美新、深迪和明皜等年銷售額均在1億~2億元左右。國內的整體MEMS企業與國際MEMS巨頭的差距很大。
2018—2020年中國MEMS市場未來展望
市場規模預測
未來,中國MEMS市場將持續保持兩位數增長水平。隨著國際消費市場的回升,以及市場基數的增大,中國MEMS市場增速將保持穩定。到2020年,中國MEMS市場銷售額預計將達717億元。未來,在中國,5G相關產品、汽車電子、醫療電子等產品產量繼續保持穩定增長,中國MEMS市場規模將進一步擴大。此外,不斷涌現的新產品以及新應用也成為這一市場持續發展的重要保障。
市場結構預測
產品結構:未來,在消費電子、網絡通信、計算機、醫療電子等整機產量增速逐步回升的帶動下,射頻MEMS、陀螺儀、加速度計等主力MEMS仍將繼續保持快速發展。此外,隨著技術的不斷發展,未來還將不斷涌現出各種新型MEMS產品以及各種新興應用,在此基礎上,以地磁傳感器, MEMS紅外探測器等為代表的其他類MEMS市場規模亦將快速擴大。
應用結構:未來3年,5G的普遍商業將促使網絡與通信成為中國MEMS市場最為活躍的一個領域。同時,受新能源汽車和無人駕駛技術的推廣,汽車電子領域MEMS市場增速將會提高,成為中國MEMS市場的重要應用領域。除汽車電子領域外,隨著PC產品和平板電腦等MEMS終端產品市場的逐漸飽和,未來中國計算機領域將會呈現緩慢增長的態勢。在中國醫療電子產業蓬勃發展的推動下,加之這一市場基礎較小,未來,這一市場將呈現迅猛增長的勢頭。MEMS在可穿戴式設備、數碼相機、攝像機以及多媒體播放機等整機產品中的滲透進一步提高,由于基數較小,因此消費電子領域的市場增速也較為迅速。