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苏州敏芯微电子成长史,国产MEMS企业生存有多艰难?

2017/08/02
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“虽然 MEMS 体量不大,但没有其他任何一个行业能在纳米级和微米级做微型机械产品。MEMS 水平代表了国家核心工业实力。”说这句话的是中科院电子所研究员、传感器技术国家重点实验室(北方基地)主任刘昶。

目前全球前十名 MEMS 厂商主要包括博世意法半导体、惠普、德州仪器、佳能、InvenSense、 Avago 和 Qorvo、楼氏电子、松下等等。其中 BOSCH 因为其在汽车电子消费电子的双重布局,牢牢占据着行业的第一的位置,其营收约占五大公司合计营收的三分之一。

中国 MEMS 设计企业主要集中于华东地区,约占全国企业总数的 55%。其中以上海、苏州和无锡三地为产业集中地。今天所要说的就是苏州地区的这么一家 MEMS 传感器公司——苏州敏芯微电子技术股份有限公司(下称“敏芯微”)。

产品发展变迁史

2007 年 7 月,创世团队带着 MEMS 硅麦克风研发成果成功申报了苏州工业园区领军人才计划,并获得第一轮风险投资资助,成立苏州敏芯微电子技术有限公司,并与中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所合作,准备 MEMS 硅麦克风芯片的量产。

敏芯微《公开转让说明书》中董事长李刚的简介

2008 年,敏芯微完成了 MEMS 硅麦克风封装技术的开发,并完成了半导体代工厂,微细加工加工厂,以及封装厂的产业链资源整合,具备了批量量产 MEMS 硅麦克风产品的能力。此外,敏芯还通过了几家重要客户的产品认证。

2009 年,敏芯微正帮助客户建立 MEMS 硅麦克风封装线,并已经开始批量出货。公司经过半年市场推广,发现作坊式的小产业链达不到量产标准,于是开始与中芯国际(SMIC)合作,将整个 MEMS 产业链升级到 8 寸。

2010 年实现 8 寸晶圆的量产,敏芯微是当时 SMIC 三个 MEMS 产品量产客户之一,而且是国内唯一的 MEMS 量产客户。可是随着 SIMC 成都厂被德州仪器收购,敏芯微不得不重新踏上整合 MEMS 产业链之路。

2011 年,敏芯微研发了已获得美国和中国发明专利授权的、代表国际前沿水品的、可用于多种微硅传感器制造加工的 SENSA 工艺,并且成功地将此技术应用在微硅麦克风传感器、微硅压力传感产品中。此项关键核心技术的突破,为国内以至全球的微硅传感器行业带来了深刻变革。传感芯片的尺寸、精度、可靠性、可加工性以及成本,由于 SENSA 工艺的引入而产生质的飞跃。这一年敏芯微在华润上华(CSMC)实现第一代的 6 寸产品的量产,并提交客户验证。

2012 年,由于与国内传统麦克风厂商的合作一直打不开局面,此时国内 MEMS 麦克风市场已逐渐扩大,因此敏芯微决定改变商业模式:从出 MEMS 套片转为出 MEMS 麦克风成品,从而直接面对消费市场客户。

2014 年开始与国内第二大半导体封装厂华天科技合作,并成功导入了敏芯独有知识产权的 OCLGA 封装等多种麦克风封装技术,除此以外还在加速度传感器压力传感器,Force touch 传感器等多条 MEMS 传感器封装方面开展和技术合作。另外,敏芯也致力于在华天合作建立 MEMS 麦克风等多种产品的批量测试能力,与华天进行封装、测试全产业链的合作。

2015 年初,敏芯微联手中芯国际推出了全球最小的商业化三轴加速度传感器,该传感器采用具有国际先进水平的 CMOS 集成 MEMS 器件制造技术和基于硅片通孔(TSV)的晶圆级封装(WLCSP)技术,使得产品在面向移动和可穿戴系统的应用市场中,在整体制造成本和微型化方面均极具竞争力。年底,敏芯微正式申请新三板挂牌。

 

从“Me Too” 到“Me First”

在 2016 年 5 月 20 号召开的第六届中国 IC 创新高峰论坛上,敏芯微推出了 MST700 MEMS 力传感器,从产品的市场定位上来讲敏芯微此次推出的 MST700 MEMS 力传感器不仅是国内首颗量产,更是敏芯公司从“Me Too” 走向“Me First”的一次战略转型的大胆尝试。然而和众多“First”一样,此款力传感器产品线在市场推广上也存在诸多风险与挑战。董事长李刚在会上十分严肃的向大家预测 MST700 即将面临的挑战:“如果让我现在预估的话,这款力传感器明年也就 100000 量级的出货量,而且不会在手机上出现很多的量”。

李刚也对 MST700 作了一个十分客观的预估,并提出了一些意见:“从目前来看,这款力传感器在手机市场失败可能性比较大,如果想成功的话,则需要在产品技术方面进一步升级,比如我们把它改为双电压的或单面贴的,或者成人用品这些小众市场可能会成功”。

在四个月后,也就是 2016 年 9 月 19 号,敏芯微宣布其 MEMS 传感器迄今出货量已超过 1 亿颗。

从发展历史看,敏芯微一路走来似乎一直走着自己惬意的商业模式,不过从敏芯微 2016 年 1 月份发布的《公开转让说明书》中,笔者发现,公司 2015 年 1-8 月、2014 年和 2013 年,公司的净资产收益率分别为 -37.50%、-31.23%和 -26.69%, 扣除非经常性损益后净资产收益率分别为 -33.74%、 -45.33%和 -17.62%,书中表示国内的 MEMS 行业处于起步阶段,公司业务还属于开拓期,并指出 MEMS 传感器是技术密集型行业, 公司需要持续不断的投入较大研发支出以保持技术和产品的先进性,相应管理费用率较高。

这里读者可能会有一个疑问,既然 MEMS 传感器需要一个技术沉淀期,那这段时期敏芯微是靠什么活下来的?

除了《公开转让说明书》中提到的政府补贴的非经常性损益占净利润的比重较大,还有一个原因可能就是“山寨市场”。

与非网(EEFOCUS)在 2014 年底采访了敏芯微公司董事长李刚,“山寨市场”是留给与非记者最深刻的印象。正如李刚博士所说:“山寨市场对芯片产品的性能要求不高,给了我们技术积累和产品完善的时间。”敏芯微的产品在耳机、高仿等产品里狠赚了一笔,帮助敏芯整合了产业链、完善了产品。而随着山寨市场的洗牌、消亡,国内消费市场开始向品牌化升级和转型,显然,这种变化会让芯片厂商的创业成本大大增加。从这一点来看,敏芯微是幸运的。

(采访文章可以参考:《敏芯微,价格杀手有话说》《敏芯微 全产业链本土化整合的先锋》)

至此,我们再看本章节的第一段话,是否有了新的认识呢?

 

三大产品

在美国纽约证券交易所上市的全球知名商业调研公司 IHS4 认为,目前人们每天使用到 100 颗传感器,而未来随着智能设备和物联网的普及,至 2024 年人们每天接触到的传感器数量将激增至 300 颗。2014 年至 2022 年,全球传感器市场总量将增长 2.5 倍,这其中硅基 MEMS 传感器将成为主流。

据资料显示,2014 年,全球 MEMS 传感器市场规模为 130 亿美元,据预计 2015-2020 年 MEMS 传感器市场将以 13%年复合成长率增长,2020 年将达到 300 亿美元。

其中惯性传感器市场规模 30 亿美元,占总体 MEMS 整体行业规模 23%,下游应用主要为消费电子和汽车,消费电子市场中 MEMS 传感器的终端客户一般是智能手机和平板。

笔者在《公开转让说明书》上产品这一部分看到,如表格:

(a)MEMS 声学传感器

敏芯微生产的 MEMS 麦克风主要应用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑,这亦是目前全球 MEMS 麦克风产品的主要应用领域 。持有中国和美国注册的麦克风相关发明专利 17 项,另有 10 项发明专利正在申请中。 生产销售 MEMS 麦克风亦是公司报告期内主要的收入来源。

(b) MEMS 压力传感器

提供的 MEMS 压力传感器产品主要为高度计、3D 压力触控和电子血压计传感器, 此外手持式数字胎压计芯片、 汽车后装进气歧管压力传感器、 汽车后装机油压力传感器模块、 汽车燃油泵传感器模块等产品正陆续由小批量试产阶段走向批量供货。制造的 MEMS 高度计将主要应用于无人机、可穿戴设备、智能手机、平板电脑等,其余 MEMS 压力传感器则主要应用于汽车、医疗保健等领域。敏芯微提供的 MEMS 压力传感器采用其在美国注册的专利技术“ SENSA”工艺设计和生产。

(c)MEMS 惯性传感器

敏芯微目前提供的 MEMS 惯性传感器主要为电容式三轴加速度计。 MEMS 惯性传感器目前已成为智能手机、平板电脑的标配器件,亦是智能手机领域最大的细分应用市场。公司的三轴加速度传感器将于 2015 年四季度进入小批量试产阶段 。

虽说目前中国 MEMS 制造端的产业链成熟度不高,但国内企业应该还要保持工匠精神继续开拓。从山寨市场而来的敏芯微,未来能否创造一次又一次的“Me First”?

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敏芯股份

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苏州敏芯微电子技术股份有限公司创立于2007年,主导推动了中国MEMS产业链构建,被赞誉为产业拓荒者。是目前中国屈指可数掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的企业,目前已拥有4家子公司,是MEMS全产业链研发与本土化的践行者。 多年蝉联“中国半导体MEMS十强企业”、“中国传感器公司TOP10”、“中国IC设计成就奖”等一批荣誉,引领MEMS技术创新与生产应用,打造MEMS技术平台型企业,致力于成为全球领先的MEMS解决方案提供者。

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