2017—2018年中国MEMS市场研究年度报告

2018-01-22 11:38
中国计算机报 2018年43期
关键词:射频传感器产品

中国MEMS市场将持续保持两位数增长水平。随着国际消费市场的回升,以及市场基数的增大,中国MEMS市场增速将保持稳定。到2020年,中国MEMS市场销售额预计将达717亿元。未来,在中国,5G相关产品、汽车电子、医疗电子等产品产量继续保持稳定增长,中国MEMS市场规模将进一步扩大。此外,不断涌现的新产品以及新应用也成为这一市场持续发展的重要保障。

2017年全球MEMS市场发展概况

热点应用推动全球MEMS市场高速发展

2017年全球MEMS市场依旧保持着高速增长的态势,市场规模急剧增长达到203.0亿美元,同比增长16.2%。在5G通信和汽车电子等应用的强势带动下,MEMS深入应用到汽车电子、5G通信、智能手机和医疗电子等领域。

亚太地区依旧为全球MEMS最大市场

2017年,随着制造业回归以及5G通信快速发展的影响,美国地区MEMS市场份额平稳增长,达到26.1%;而欧洲地区受到新能源汽车产业的拉动,其MEMS市场份额继续维持在23.0%;亚太地区则在5G通信、智能手机、汽车电子等下游应用的强势带动下,其市场规模进一步扩大,市场份额上升至47.3%。

汽车和5G成为MEMS市场增长最主要增长点

汽车领域需求升级拉动MEMS传感器高速增长。政府、监管机构以及消费者对驾驶辅助系统的安全性要求越来越高,而满足这些高安全性要求的核心在于電子设备和软件。其中,MEMS传感器成为了安全驾驶的关键要素之一。过去几年,传感器在强制安全系统中获得了稳定的市场,如电子稳定控制系统和胎压监测系统。获益的MEMS供应商包括陀螺仪、压力传感器、加速度计以及前排和侧面安全气囊传感器等。

此外,汽车引擎应用的MEMS器件也正在稳定增长,主要来自于日益增长的引擎管理和尾气处理应用。CMOS图像传感器在行车辅助安全驾驶(ADAS)的应用已经越来越多,如车道偏离警告系统、驻车距离控制系统、自动平行停车系统自适应巡航控制系统等。如今,汽车安全的重要性备受关注,行车辅助安全驾驶(ADAS)在汽车领域的应用也越来越广泛,对CMOS图像传感器的需求也越来越大。未来的汽车将为包含多种MEMS器件,为MEMS产业和供应链带来了机遇和挑战。

5G通信技术日趋成熟促使射频MEMS成为增长点。目前,5G的技术验证已经到位,5G产业正处于爆发前夕。5G的相关基础设施建设获得了大量投资,电信运营商和基站/小型基站供应商正在处于试验阶段,进行真实场景的测试。美国电信运营商Verizon和AT&T;的固定无线技术试验已经顺利进行,并即将开展15个城市的试点推广。

5G有三个方向:物联网、Sub—6 GHz、毫米波。在射频技术方面,将需要不同性能的射频器件集成在一起,对射频器件提出了小型化、低成本和高性能等需求。射频MEMS是MEMS的一个重要的应用领域,全球射频MEMS市场正在经历着营收和出货量的双重增长。

近两年,射频MEMS一直保持着较高的市场增速,未来几年的年复合增长率预计将超过30%,成为MEMS市场的强力增长点。

行业并购和应用热点改变竞争格局

2017年,大部分厂商取得了一定的增长。然而,全球MEMS市场的排行榜第一名却易主为博通。博通因为射频MEMS产品的良好表现,在2017年一举超过博世和意法半导体等传统大厂,成为全球最大的MEMS供应商。博世在市场上排名第二,依然是最稳健的MEMS业者之一。由于博世的产品涵盖消费电子和汽车电子两种差异化的MEMS应用领域,成功的分担了市场风险,确保了博世的稳定发展。而受制于智能手机产业的发展进入尾声,排名第三的意法半导体始终保持着不温不火的状态。德州仪器则因为MEMS产品单一,营收略有下降。语音交互市场的火热保证了全球麦克风的需求量,楼氏也因此而收益,MEMS营收表现持平。MEMS产品种类繁多,受各细分市场的不同因素驱动,各类产品的整体表现也出现一定差异,促使全球的竞争格局也略有改变。

2017年中国MEMS市场发展情况

市场规模

2017年,中国MEMS市场规模增长18.7%,销售额431.2亿元。在5G通信和物联网全面推广的过程中,中国智能手机、平板电脑、可穿戴式设备等MEMS应用整机产品中加速度传感器、陀螺仪、硅麦克风等的渗透率进一步提高,带动MEMS市场规模进一步扩大。另外,中国汽车工业的增长也推动了压力传感器、微机械陀螺仪等MEMS主力产品市场的增长。

市场结构

产品结构:在MEMS市场产品结构中,压力传感器、加速度计继续领跑,细分产品市场份额居前列。2017年,压力传感器主要应用于工业和消费品等多个领域,在产品结构中位列首位,占比23.3%。加速度计的市场规模因为在消费电子和汽车中的广泛应用也保持着稳步增长,占有率微增至23.2%,依旧与压力传感器基本持平。射频MEMS器件在2017年产量表现突出,市场份额快速上升至6.5%。此外,在中国投影机、打印机等产品巨大产量的支撑下,DMD微镜阵列、喷墨打印头等传统产品仍旧占有一定市场份额。

应用结构:从应用领域来看,2017年,在5G通信和物联网的带动下,MEMS陀螺仪、MEMS加速度计等产品用量得到快速提高,因此网络与通信成为中国MEMS市场的最大应用领域。2017年网络与通信领域MEMS市场规模为131.1亿元,市场份额上升至30.4%。随着无人驾驶和新能源汽车的发展,汽车电子领域MEMS快速增长,2017年市场规模为123.8亿元,市场份额进一步提升为28.7%,位居第二。因为平板电脑增长乏力,计算机领域市场保持稳定,2017年市场规模为64.7亿元,市场份额略降至15.0%。

行业重大事件及影响分析

投资并购

苏州希美微纳完成A轮融资:2017年2月,苏州希美微纳系统有限公司完成千万元级Pre-A轮融资。希美微纳专注于射频MEMS产品,包括射频MEMS开关、移相器、衰减器等的设计、制作及其应用推广。希美微纳的技术源自清华大学,拥有一流的技术人才队伍,并与国内外一流的企业建立了广泛的合作关系。未来,希美微纳将有望把握5G热潮,瞄准射频领域市场,增强国内在射频MEMS领域的自主技术研发实力。

西安知微传感技术有限公司完成融资研发MEMS微振镜:2017年12月,西安知微传感技术有限公司获得盈峰资本千万元级天使轮投资,此次融资主要用于设备投入、产品研发和市场投放。西安知微传感技术有限公司成立于2017年1月,核心技术为静电驱动型MEMS微振镜,以工业3D视觉硬件为切入点,自主研发了具有完全知识产权的核心芯片、核心模组和核心产品,公司未来的产品方向包括激光雷达和深度相机等。

华灿光电收购美新半导体进军MEMS传感器领域:2017年12月,华灿光电股份有限公司发布公告,拟以1.87亿元收购美新半导体(MEMSIC)100%股权,美新半导体是国内市场中少数能够采用标准CMOS工艺实现MEMS大规模量产的公司之一。凭借此次收购,华灿光电将得以快速进入前景广阔的MEMS传感器领域,借助MEMS传感器业务实现在消费电子市场领域、工业应用领域的布局,增强华灿光电抗风险能力,提高盈利能力。

士兰微在厦门投资建设12英寸生产线:2017年12月,杭州士蘭微电子股份有限公司与厦门市海沧区人民政府签署战略合作框架协议,拟联手厦门半导体投资集团在海沧区建设两12英寸90nm~65nm 的特色工艺芯片生产线,规划投资额170亿元,产品定位为MEMS、功率半导体器件及相关产品;以及4/6 英寸兼容先进化合物半导体器件生产线,规划投资额50亿元,产品包括下一代光通讯模块芯片、 5G 与射频相关模块、高端LED芯片等。

产品应用

歌尔携整套声光电智慧传感解决方案亮相2017Sensor China:歌尔在2017年9月上海中国国际传感器技术与应用展览会在展出业界领先的气压传感器、组合式传感器以及心率传感器产品。其气压传感器产品采用了电容式MEMS技术方案,是目前业内封装尺寸最小(2mm×2mm×0.76mm)测量精度最高(可达0.6Pa,可探测5cm的高度变化)的产品解决方案,目前已广泛应用于众多消费类电子领域,在航模、无人机等高精度要求应用市场已占据领先地位。而在组合传感器方面,歌尔开创性地将麦克风、气压计和温度传感器集成于一体,通过优化信号处理电路和后期校准算法,消除了多种传感器件间的相互串扰,满足了产品多功能应用的需求,节省了设计空间且降低了成本。除此之外,歌尔开发的心率传感器通过将感光单元与ASIC电路集成封装,内、外置LED灵活配置,并与自主研发的高精度算法配合,可实现手机、手表、手环等在不同应用场景要求下的心率监测。

深迪发布首款支持TDM接口数字硅麦,充实既有硅麦克风产品线:深迪半导体持续深耕EMS硅麦克风产品市场,在2017年10月发布集成TDM功能适合智能音箱等产品应用的高性能产品SMD7A0,进一步充实既有硅麦克风产品线。TDM接口定义可以通过一个总线连接多路麦克风音频接口,适用于多麦克风器件的应用。而麦克风阵列可以从任何方向拾取用户的语音,忽略其他方向的噪音,从而实现有效可靠的语音通信,正越来越广泛地应用于智能音箱、物联网智能终端、AR/VR,音视频会议和无人机等产品上。

技术研发

重庆德尔森研发出先进MEMS传感器芯片:重庆德尔森传感器技术有限公司研发出全球顶级MEMS传感器芯片,这种芯片将用于监测桥梁、隧道等市政设施,监测精度比传统监测方式提升10倍。公司是落户两江新区的一家科技企业,2015年,该公司开发出MD系列MEMS传感器芯片。该芯片采用了多项创新技术,获得32项国内与国际专利,其中10项为发明专利,经德国国家传感器研究院与中国传感器工程中心检测,这款芯片的多项指标超过了国际一流厂商,其性能优于霍尼韦尔、GE(美国通用电气公司)、西门子公司的同款产品,价格也仅为国外同款产品七成。2017年4月,德尔森公司与重庆市勘测院签署战略合作协议,将在重庆桥梁、隧道、大型公共设施等市政设施的安全监测上使用该款芯片。相比传统监测模式,传感器实时监测更为可靠。在桥梁关键部位装上传感器,就能将监测的数据传到云端指挥中心,如果有超重车辆通过或桥梁遭遇撞击,传感器就会报警,并将桥梁受损情况以及有关信息数据及时传到控制中心。

世界首个搭载小型化分子光谱传感器智能手机发布:2017年1月,长虹公司发布全球首款分子识别手机—长虹H2,这是世界上第一个搭载小型化分子光谱传感器的智能手机,可实现果蔬糖分、水分,药品真伪,皮肤年龄,酒类品质等检测,成为随身携带的个性化健康管理集成终端。长虹将实验室级别光谱仪的能力和精度整合进可供人们日常携带和使用的手机中,有效提高用户的日常生活质量。例如在检测食品是否安全方面也有很大帮助,H2手机向所搭载的小型化高分辨率近红外光谱传感器发出指令对被测物体进行“近红外吸收光谱”的数据采集,并将光谱数据传输至云平台进行分析、计算、处理,得出定性、定量分析结果,手机将数据化和图形化的结果呈现给用户,并向用户给出相应建议及推荐,H2手机即可直接识别到物质的分子属性。这样就能对食物的安全性能做出鉴别,起到保障安全的作用。

整体竞争格局

近十年来,中国的MEMS传感器产业生态系统逐步完善,已形成从技术研发、设计、生产到应用的完整体系,部分细分领域已跻身世界领先水平。目前,中国MEMS传感器企业已经有将近200家。其中做MEMS软件与专用电路的企业约为11家;做MEMS产品设计的企业约为143家;做MEMS封装与测试的企业约为16家;做MEMS前端制造工艺线的企业约为20家。

从地域分布而言,MEMS企业主要集中在发达地区(长三角、珠三角、环渤海)。因为MEMS行业更需要人才,发达地区的MEMS人才相对而言较为集中,能适应MEMS企业的发展和扩大。

中国MEMS企业以无晶圆厂(fabless)模式居多,包括目前国内MEMS销售额最大的瑞声科技和歌尔股份。Fabless企业还包括美新半导体、敏芯微电子、明皜传感、深迪半导体、芯敏微系统、微联传感、康森斯克等,其生产以代工为主。另外,矽睿科技、大立科技等企业在与代工厂合作的同时,购买少量专用MEMS工艺设备,放置于其特定代工厂超净间内,共同研发和生产MEMS产品。中国具有一定规模的集成器件生产商(IDM)企业较少,主要有美泰科技、士兰微电子、高德红外等。

除了MEMS麦克风厂商瑞声科技和歌尔股份走在前列,国内其他MEMS企业的规模都相对较小,年销售额大约在亿元规模,拥有独立IP与核心自主设计能力的MEMS企业如美新、深迪和明皜等年销售额均在1亿~2亿元左右。国内的整体MEMS企业与国际MEMS巨头的差距很大。

2018—2020年中国MEMS市場未来展望

市场规模预测

未来,中国MEMS市场将持续保持两位数增长水平。随着国际消费市场的回升,以及市场基数的增大,中国MEMS市场增速将保持稳定。到2020年,中国MEMS市场销售额预计将达717亿元。未来,在中国,5G相关产品、汽车电子、医疗电子等产品产量继续保持稳定增长,中国MEMS市场规模将进一步扩大。此外,不断涌现的新产品以及新应用也成为这一市场持续发展的重要保障。

市场结构预测

产品结构:未来,在消费电子、网络通信、计算机、医疗电子等整机产量增速逐步回升的带动下,射频MEMS、陀螺仪、加速度计等主力MEMS仍将继续保持快速发展。此外,随着技术的不断发展,未来还将不断涌现出各种新型MEMS产品以及各种新兴应用,在此基础上,以地磁传感器, MEMS红外探测器等为代表的其他类MEMS市场规模亦将快速扩大。

应用结构:未来3年,5G的普遍商业将促使网络与通信成为中国MEMS市场最为活跃的一个领域。同时,受新能源汽车和无人驾驶技术的推广,汽车电子领域MEMS市场增速将会提高,成为中国MEMS市场的重要应用领域。除汽车电子领域外,随着PC产品和平板电脑等MEMS终端产品市场的逐渐饱和,未来中国计算机领域将会呈现缓慢增长的态势。在中国医疗电子产业蓬勃发展的推动下,加之这一市场基础较小,未来,这一市场将呈现迅猛增长的势头。MEMS在可穿戴式设备、数码相机、摄像机以及多媒体播放机等整机产品中的渗透进一步提高,由于基数较小,因此消费电子领域的市场增速也较为迅速。

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