從競爭者數(shù)量來看,由于MEMS傳感器類型較多,生產(chǎn)廠商眾多。2019年中國MEMS市場主要以外國廠商為主,博通和博世并駕齊驅(qū),其他主要競爭者包括意法半導體、德州儀器、Qorvo等。
美國廠商占比超過半數(shù),歐美、日本廠商在MEMS主要的芯片和微機電制造領(lǐng)域相對發(fā)達。國內(nèi)的競爭者也有不俗表現(xiàn),歌爾股份在2019年首次躋身全球MEMS廠商前十,瑞聲科技排名22;代工廠領(lǐng)域,賽微電子控股公司Silex排名第一??傮w來看,國際競爭者優(yōu)勢明顯,但國內(nèi)企業(yè)新秀在加速追趕。
競爭格局:美、日、德企主導傳感器市場,國內(nèi)企業(yè)競爭力弱
全球傳感器市場的主要廠商有GE傳感器、愛默生、西門子、博世、意法半導體、霍尼韋爾、ABB、日本橫河、歐姆龍、施耐德電氣、E+H等,中國傳感器市場中70%左右的份額被這些外資企業(yè)占據(jù)。
在全球消費類慣性傳感器(加速度計+陀螺儀)市場,意法半導體處于市場領(lǐng)導者的地位,占據(jù)四成左右的市場份額。
全球傳感器分布
綜上對市場規(guī)模、技術(shù)成熟度、企業(yè)經(jīng)營狀況、競爭者數(shù)量等方面的分析,我們判斷,國內(nèi)MEMS傳感器行業(yè)的國產(chǎn)替代尚處于成長初期,MEMS國產(chǎn)企業(yè)正在加快追趕行業(yè)巨頭。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、5G技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)將保持繼續(xù)增長,國產(chǎn)替代步伐有望加速。
MEMS產(chǎn)業(yè)曾是美國、歐盟、日本三分天下之勢,且各有千秋。美國以軍促民,發(fā)揮軍政產(chǎn)學研協(xié)同效應(yīng),在MEMS技術(shù)綜合實力方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢;日本則在汽車電子用MEMS、機器人用MEMS等方向能力突出,在全球前10名MEMS巨頭中,日本的數(shù)量常年與美國一致,但企業(yè)規(guī)模略遜于美國;歐盟在汽車電子用MEMS、消費電子用MEMS占有重要的市場份額,擁有超過100家的MEMS芯片研發(fā)和生產(chǎn)機構(gòu)。
中國MEMS市場長期以國外廠商為主,其在MEMS技術(shù)中各環(huán)節(jié)均較為成熟,在使用壽命和產(chǎn)品精度上優(yōu)勢明顯。2019年,中國MEMS市場廠商前十名為博通、博世、意法半導體、德州儀器、QORVO、惠普、樓氏、恩智浦、歌爾和TDK,其中美國公司占比達到54%。中國企業(yè)歌爾擠入前十,且2019年MEMS收入同比增長達36%,遠超同行業(yè)其他頭部公司;瑞聲科技排名第22位,收入同比增長11%,同樣高于行業(yè)整體水平。
傳感器企業(yè)市場分布
五、國產(chǎn)廠家面臨的機遇和挑戰(zhàn)
1 、國產(chǎn)廠家面臨的機遇
目前,國內(nèi)MEMS傳感器廠商整體規(guī)模不大。除歌爾與瑞聲年營收在1億美元以上,美新半導體、美泰科技、芯奧微等本土MEMS傳感器廠商年營收均在6000萬美元以下,整體規(guī)模較小。另外,國內(nèi)廠商經(jīng)營產(chǎn)品種類較為單一,產(chǎn)品線多數(shù)為一條,多為元器件供應(yīng)商,解決方案供應(yīng)能力較差。而國際巨頭Invensense、英飛凌等國外廠商擁有2到3條產(chǎn)品線,博世、電裝、意法半導體等MEMS產(chǎn)品線超過4條且具備一體化解決方案供給能力。相比之下,小供應(yīng)商很難在較短時間內(nèi)實現(xiàn)大批量生產(chǎn)制造,因此排名靠前的大供應(yīng)商市場份額相對穩(wěn)定,市場集中度較高。
2、 國產(chǎn)非上市公司MEMS企業(yè)
3、 未來發(fā)展趨勢
(1)MEMS和傳感器呈現(xiàn)多項功能高度集成化和組合化的趨勢。由于設(shè)計空間、成本和功耗預(yù)算日益緊縮,在同一襯底上集成多種敏感元器件、制成能夠檢測多個參量的多功能組合MEMS傳感器成為重要解決方案。
(2)傳感器智能化及邊緣計算。軟件正成為MEMS傳感器的重要組成部分,隨著多種傳感器進一步集成,越來越多的數(shù)據(jù)需要處理,軟件使得多種數(shù)據(jù)融合成為可能。MEMS產(chǎn)品發(fā)展必將從系統(tǒng)應(yīng)用的定義開始,開發(fā)具有軟件融合功能的智能傳感器,促進人工智能在傳感器領(lǐng)域更廣闊的應(yīng)用。
(3)傳感器低功耗及自供能需求日趨增加。隨著物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用對傳感需求的快速增長,傳感器使用數(shù)量急劇增加,能耗也將隨之翻倍。降低傳感器功耗,采用環(huán)境能量收集實現(xiàn)自供能,增強續(xù)航能力的需求將會伴隨傳感器發(fā)展的始終,且日趨強烈。
(4)MEMS向NEMS演進。隨著終端設(shè)備小型化、種類多樣化,推動微電子加工技術(shù)特別是納米加工技術(shù)的快速發(fā)展,智能傳感器向更小尺寸演進是大勢所趨。與MEMS類似,NEMS(納機電系統(tǒng))是專注納米尺度領(lǐng)域的微納系統(tǒng)技術(shù),只不過尺寸更小。
(5)新敏感材料的興起。薄膜型壓電材料具有更好的工藝一致性、更高的可靠性、更高的良率、更小的面積,可用于MEMS執(zhí)行器、揚聲器、觸覺和觸摸界面等。未來MEMS器件的驅(qū)動模式預(yù)計將從傳統(tǒng)的靜電梳齒驅(qū)動轉(zhuǎn)向壓電驅(qū)動。