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缺乏耐心,产业分散,国产MEMS出路到底在哪?

发布日期:2021-11-01 浏览次数:643 来源: 电子发烧友网作者:网络
 随着智能化场景的进一步普及,各类新兴应用领域如可穿戴设备、智能家居、工业物联网等,为众多半导体技术带来了更广的应用范围,其中便包括MEMS。

MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System),主要是微电路和微机械按功能要求在芯片上的一种集成。当前随着MEMS技术与产业的发展,在消费电子、通信、生物医疗、汽车电子等多个领域中日渐普及。

根据Yole Development发布的MEMS产业报告预测,全球MEMS市场规模将从2019年的115亿美元增长至2025年的177亿美元,复合增长率达到7.4%。

失去议价权的国产MEMS

 

为了更全面了解MEMS市场,电子发烧友网小编采访到了美新半导体CEO职春星,他认为,近几年来中国是亚太地区MEMS发展潜力最大、增速最快的市场,尤其是随着5G通信和物联网的快速发展,催生出海量应用场景,对MEMS产业产生了深远的影响。

不过近几年,全球受到新冠疫情影响,导致供应链几近崩溃,让许多元器件一下就变得供需失衡。当然,这里并非完全是坏事,也让元器件的国产替代率快速上升。同时在市场供应不足、需求大涨的情况下,也让不少国内的半导体企业得以获益。

但在MEMS市场却似乎并没有这种情况,据国内某专攻MEMS硅麦的厂商透露,在这一轮缺货涨价潮中,MEMS产品反而并没有那么紧缺,一方面是他们公司自己就有一座晶圆厂,可以自行生产制造,另一方面是国内的MEMS厂商很难获得议价权。

如今全球顶级MEMS厂商主要为博世、博通、Qorvo、ST、TI、歌尔、惠普、楼氏、TDK、英飞凌等。其中英飞凌收购了赛普拉斯而跻身到全球前十的行列,而中国企业歌尔继2019年首次跻身前十后,又在2020年MEMS厂商营收排名中位列第六。

相比目前的国际大厂,国内厂商还有较大差距,职春星表示,当前国内传感器行业处于更新换代的关键时期,传感器需要更微型、更智能、更网络化、更系统、更多功能的产品,但我国的MEMS传感器技术相比国外还是有很大差距,当务之急是缩小这种差距。

由于MEMS产品非标准化的特点,因此MEMS厂商无法仅仅通过单一工艺支持整个产品的世代,也意味着除了采用相同的硅材料外,MEMS没有可以用在所有器件中的通用基础元件。

这就需要MEMS制造商针对每个单独的产品采取不同的工艺策略,所以在生产过程中,往往要同时对多个产品进行工艺研发,并且在产品测试合格实现量产销售前,还需要投入大量资金维持公司运营。因此MEMS相比传统的集成电路不仅需要大量的时间成本,还需要大量的资金投入,资金壁垒较高。

但从技术成熟度的角度来看,国内的MEMS技术发展目前仍然处于起步阶段。而在专利上,虽然专利数量位列世界第三,不过核心专利较少,同时申请专利的单位主要以高校与研究所为主,产业研究程度低,仍需要成果进行转化。

而在封装制造上,国内比较缺乏代工经验,国内代工企业制造出来的MEMS传感器在可靠性与良率率上距离市场应用仍然有一定的差距。并且大部分国内企业为中小型企业,资金不足,很难吸引足够人才,导致科研能力较弱,进一步降低市场竞争能力。

针对这一情况,职春星表示美新做了几个方面的改革,首先,加大对传感器的开发投入。美新从2020年开始规划并实施了三年战略目标,规划了好几款新产品,并加大新产品的研发投入。其次,利用美新的产品优势,加快全球市场拓展,加快市场份额的提升,加快商业变现。

最后,在实际应用中,随着需求的升级和市场拓展不断深入,物联网的整体解决方案越来越被重视,美新不仅关注细分技术领域的产品提供,还重视产业链上价值的获取能力。美新各类产品均供软件和方案支持,企业目标是成为完整方案提供商。

构建完整的产业链与生态系统是国产MEMS的出路

 

与此同时,国内MEMS的厂商目前处境并不算好,有业内高管透露,前段时间上游原材料价格上涨,但国内的MEMS产品却由于没有太大的议价权,因此无法将成本转移至下游,导致上涨的成本只能企业自己承受,也让不少国内的MEMS厂商感到巨大的压力。

该高管还表示,其公司目前虽然有了晶圆制造厂与生产车间,但在设计端却较为薄弱,因此想要招揽一些设计方面的人才补强企业的短板。但随着半导体行业受到资本的青睐,人才价格水涨船高,导致这家MEMS公司也很难招到合适的人才。

没有高端人才,在技术上就很难做出大的突破,更遑论要在MEMS市场上做到国产替代了。职春星也认为,尽管MEMS传感器领域在近几年得到了快速的发展,国产替代率越来越高,如美新已经成为全球最大的地磁供应商之一,但实现国产化替代,还是有很长的路要走。

一方面,MEMS传感器产品是一个横跨物理、机械和微电子领域的研发和生产,是一个门槛和技术含量很高的领域,没有标准技术,对底层核心技术的研发依赖性很强。

另一方面,目前国内的传感器企业面临很大挑战。这个挑战表现在,国家从科研,到教育再到发明创新的文化氛围等,并不足以支撑对目前市场机遇的把握。国内在一些基础的研究和创新方面,缺乏系统性和足够的耐心,甚至过于注重短期的利益达成。

举个例子,通常一款芯片从设计到量产,需要数年时间,但随着资本的不断涌入,期望能够在更短时间内获得回报的呼声也越来越高,导致国内投资与研发环境变得非常浮躁。

而MEMS的技术研发需要比较长时间的投入,一款传感器的研发一般需6到8年,加之测试、导入产业链的时间,一般需要接近二十年。再加上产品的价格并不与产品的重要性或者开发难度成正比,导致中国MEMS企业无法在价格战中获利。

职春星建议国内需要一个全面的生态系统的发展,中国现在的半导体产业长期处于点状的发展局面,而由于某些原因又受到国外的限制,如果整个产业界不形成共识,联手起来构建一个完整的产业链和生态系统,在国际市场中的竞争和实现国产化将会非常困难。

小结

 

当前国内市场需求巨大,国内优秀厂商与本土的大型企业合作有先天优势,但大多国内MEMS厂商基本以Fabless为主,或者只有制造端,设计较为薄弱,相较于国外的IDM企业,供应链及销售量不完善。另外,MEMS企业初期发展投入大,盈利难度大,所需要的资金与人才资源较多,需要有大企业支持或者较强的资本背书才能让企业迅速发展,不过国内投资环境仍较为浮躁。因此让国内产业界达成共识,建立完善的产业链是国产MEMS突围的关键。
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