MEMS傳感器蓬勃發(fā)展，誰是實力最出眾的那個？

作者： 2020年10月21日 來源：東吳證券 瀏覽量：
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MEMS全稱為Micro-ElectroMechanicalSystem,即微機電系統(tǒng)，是集微型傳感器、執(zhí)行器、機械結(jié)構(gòu)、電源能源、信號處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微米或納米級器件或系統(tǒng)。
　　MEMS 全稱為 Micro-Electro Mechanical System,即微機電系統(tǒng)，是集微型傳感器、執(zhí)行器、機械結(jié)構(gòu)、電源能源、信號處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微米或納米級器件或系統(tǒng)。
 
　　MEMS 技術(shù)被譽為 21 世紀具有革命性的高新技術(shù)，它起源于 1947 年美國貝爾實驗室晶體管的發(fā)明。汽車產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療及健康監(jiān)護產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)以及手機和游戲機等個人電子消費品產(chǎn)業(yè)相繼促進了 MEMS 產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。尤其是 2007 年以來，隨著以智能手機為代表的消費電子產(chǎn)品的快速普及和發(fā)展，MEMS 商業(yè)化的進展明顯加快。
 
　　根據(jù) Yole Development 的統(tǒng)計與預(yù)測，2017 年全球 MEMS 行業(yè)市場規(guī)模已達到117.90 億美元，預(yù)計 2023 年市場空間將達到 309.78 億美元，2018-2023 年市場規(guī)模復合增長率為 17.5%，銷量增長率達到 26.7%。
 
　　據(jù)全球半導體生產(chǎn)設(shè)備材料協(xié)會(SEMI)日前發(fā)布的報告，2018 年-2023 年期間，生產(chǎn) MEMS/Sensor(傳感器)的 Fab 的產(chǎn)能將會增加 25%，月產(chǎn)能增至 470 萬片(以 200nm 晶圓換算)。
 
　　助推全球 MEMS 持續(xù)增長的動力主要因素有三點：
 
　　一是全球主要市場對于汽車安全及智能化的需求逐年增加，推動MEMS 市場的持續(xù)增長；
 
　　二是受工業(yè) 4.0 和智慧家庭的影響，工業(yè)和家居類的自動化產(chǎn)品對于 MEMS 的需求較大；
 
　　三是可穿戴設(shè)備、無人機/機器人的日益普及和在各領(lǐng)域的滲透率進一步提高。

   1、最大的MEMS市場——消費電子
 
　　MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈一般由芯片設(shè)計企業(yè)、晶圓制造廠商、封裝測試廠商和終端應(yīng)用企業(yè)構(gòu)成，芯片設(shè)計企業(yè)專注于 MEMS 芯片及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計，完成設(shè)計后交由第三方晶圓廠生產(chǎn)制造出 MEMS 芯片，經(jīng)過封裝測試后實現(xiàn)向消費電子、汽車、醫(yī)療和工控等應(yīng)用領(lǐng)域客戶的出貨。
 
　　從全球應(yīng)用領(lǐng)域來看，消費電子是 MEMS 的第一大市場，2018 年占比 41.8%。
 
　　這主要得益于在智能家居、智能手機和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的機會日益增多。醫(yī)療電子位居第二，占比 28.1%，歸功于 MEMS 在臨床監(jiān)測中的廣泛應(yīng)用，如心電圖患者監(jiān)測和腦電圖測量；以及成像應(yīng)用，如 CT 成像和數(shù)字 X 射線。
 
　　此外，MEMS 還被用于診斷和治療設(shè)備的定位應(yīng)用，包括外科手術(shù)臺等設(shè)備的高精度定位，以及假肢和患者監(jiān)測應(yīng)用，如運動和位置監(jiān)測；另外，醫(yī)療電子上的 MEMS 器件附加值很高，平均售價遠高于其它MEMS 領(lǐng)域。
 
　　從全球產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，MEMS 產(chǎn)品以傳感器為主，MEMS 執(zhí)行器領(lǐng)域僅射頻 MEMS和噴墨打印頭市場規(guī)模相對較大。
 
   2、MEMS市場發(fā)展最快的地區(qū)——中國
 
　　中國作為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地，消耗了全球近二分之一的 MEMS 器件。
 
　　近年來，中國 MEMS 消費電子類產(chǎn)品，如智能手機、平板電腦等產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長，帶動加速傳感器、陀螺儀、硅麥克風等 MEMS 行業(yè)需求的增長，中國已經(jīng)成為全球 MEMS市場發(fā)展最快的地區(qū)。
 
　　據(jù) Yole Development 2018 年的 MEMS 銷售額排行榜，前三名分別是美國的Broadcom、德國的 Robert Bosch 和意法半導體(STMicroelectronics)，前 30 名中共有 10家日本企業(yè)，中國有兩家廠商入圍了 Yole 的榜單，分別是排名第 11 位的歌爾股份和第23 位的瑞聲科技 AAC。
 
　　按照生產(chǎn) MEMS、傳感器企業(yè)的區(qū)域來看，2018 年的 TOP1 在日本，后續(xù)為中國臺灣、北美、歐洲/中東。現(xiàn)在中國大陸位居第六，預(yù)計在 2023 年將會上升至第三位。
 
   3、增速最快的細分市場之一——MEMS 麥克風
 
　　近年來，MEMS 麥克風是 MEMS 市場中增速最快的細分市場之一。消費電子是MEMS 麥克風的主要應(yīng)用領(lǐng)域，市場空間占比超過 90%。2017 年，MEMS 麥克風的主要應(yīng)用為手機、平板和電腦，分別占總需求的 85%、5%和 3.2%。
 
　　根據(jù)麥姆斯咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球 MEMS 麥克風市場規(guī)模從 2010 年的 15.9 億元人民幣增長到 2019 年的86.8 億元，復合年增長率高達 20.75%。據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2018 年中國 MEMS 麥克風市場規(guī)模為 31.3 億元，預(yù)計 2016-2021 年年均復合增長率為 13%。
 
　　MEMS 麥克風市場的繁榮主要受益于智能手機、智能音箱和 TWS 耳機領(lǐng)域的發(fā)展。MEMS 麥克風是智能手機的標準配置，一些高端智能手機甚至使用 3~4 顆 MEMS 麥克風，而一臺智能音箱的 MEMS 麥克風搭載量可達 2~8 顆，一副 TWS 耳機的 MEMS 麥克風數(shù)量則達 4~6 顆，為 MEMS 麥克風市場帶來強勁增長動力。
 
　　IDC 預(yù)計，由于疫情影響，2020 年全球智能手機市場將同比下降 11.9%，出貨量總計 12 億部，預(yù)計到 2021 年第一季度，全球智能手機出貨量不會恢復增長。但從好的方面看，根據(jù) Yole Development 預(yù)測，單部智能手機上安裝的 MEMS 傳感器數(shù)量將會從2014 年的 12 顆上升到 2021 年的 20 顆。
 
　　全球智能音箱市場在 2017 和 2018 年迎來了快速增長，2018 年全年出貨量已達到8,200 萬臺，較 2017 年同比增長 151.53%。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，2020Q1 智能音箱銷量達 2,820 萬臺，同比增長 8.2%。
 
　　TWS 耳機中集成了多個微型麥克風和加速度計等 MEMS 傳感器，使得用戶能夠通過敲擊等手勢和語音對耳機實現(xiàn)喚醒和控制。根據(jù) Counterpoint Research 統(tǒng)計，2016 年全球 TWS 耳機出貨量 918 萬副，預(yù)計 2020 年 TWS 耳機出貨量將達到 2.3 億副以上， 2016-2020 年出貨量 CAGR 達 90%+。根據(jù) GFK 測算，2020 年 TWS 市場規(guī)模將超過 110 億美元。
 
   MEMS 麥克風出貨量前三位為樓氏、歌爾股份、瑞聲科技。
 
　　其中敏芯股份體量相對較小，但市場占有率排名逐年提升。根據(jù) IHS Markit 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，敏芯股份近年來在全球MEMS 麥克風市場的出貨量和排名穩(wěn)步提升，市場競爭力不斷增強，2016-2018 年的出貨量排名分別為第六、第五、第四。
 
   4、市場規(guī)模最大的細分市場之一——MEMS 壓力傳感器
 
　　壓力傳感器是 MEMS 傳感器行業(yè)中市場規(guī)模最大的細分市場之一，在汽車、消費電子、工業(yè)、醫(yī)療和航空領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
 
　　據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2018 年中國 MEMS 壓力傳感器市場規(guī)模為 116.6 億元，2016-2021 年年均復合增長率為 12%，預(yù)計 2021 年將突破 150 億元。
 
　　MEMS 壓力傳感器是技術(shù)與資本密集型產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)缺乏從事 MEMS 壓力傳感器研發(fā)與量產(chǎn)的大型企業(yè)，目前全球 MEMS 壓力傳感器市場的市場份額仍然主要被博世、英飛凌等國外廠商占據(jù)。
 
　　MEMS 壓力傳感器具有多品種、小批量的特點，產(chǎn)品形態(tài)與應(yīng)用場景較為多樣。汽車行業(yè)是 MEMS 壓力傳感器最早和最大的市場，如 TPMS、發(fā)動機機油壓力、剎車系統(tǒng)空氣壓力、發(fā)動機進氣歧管壓力、胎壓監(jiān)測等，動力系統(tǒng)應(yīng)用占據(jù)了超過 50%的業(yè)務(wù)。
 
   5、下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的市場——MEMS 慣性傳感器
 
　　MEMS 慣性(組合)傳感器又稱慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,簡稱 IMU)，通常包含速度傳感器(即加速計)、角速度傳感器(即陀螺儀)、磁感應(yīng)傳感器(即磁力計，這三類傳感器的組合就形成了三軸、六軸和九軸慣性組合傳感器。
 
　　根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2018年中國 MEMS 慣性傳感器市場規(guī)模為81.5億元，2016-2021年年復合增長率為15%，預(yù)計2020年將突破110億元。
 
　　據(jù) Yole Development 數(shù)據(jù)，2019 年全球高端慣性傳感器市場規(guī)模約達 32.4 億美元，并且這仍然是一個應(yīng)用很廣且高度分散的市場。其中，國防和軍事應(yīng)用約占 40%，商用航空航天應(yīng)用約占 26%。其它高度依賴慣性傳感器的市場還包括商業(yè)海事和工業(yè)應(yīng)用， 分別占據(jù) 18%和 16%的市場份額。
 
　　目前國內(nèi) MEMS 傳感器廠商整體規(guī)模不大，產(chǎn)品種類單一，相比于國際大廠方案集成能力較弱。另一方面，中國是全球最為活躍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場，MEMS 產(chǎn)品在智慧城市、智慧家庭、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用日漸普及，未來各種新興應(yīng)用領(lǐng)域如 AR/VR、無人機/機器人、機器視覺、自動駕駛等將為 MEMS 提供更廣闊的發(fā)展空間。國家傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化，將促進我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
 
　　以上內(nèi)容節(jié)選自東吳證券的報告《敏芯股份：優(yōu)質(zhì) MEMS 麥克風供應(yīng)商，積極拓展新產(chǎn)品》
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