關(guān)于MEMS現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展分析

法國市場(chǎng)調(diào)查公司Yole Développement于6月10日（歐洲時(shí)間）公布了2018年MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)，Micro-Electro-Mechanical System）全球市場(chǎng)趨勢(shì)及MEMS元件（Device）廠商的TOP30企業(yè)排行榜。據(jù)預(yù)測(cè)，2018年MEMS企業(yè)TOP30的總銷售額比2017年增加了5%，增至103億美元（約人民幣700.4億元），如果把全球MEMS市場(chǎng)規(guī)?？醋鍪?06億美元（約人民幣720.8億元）的話，TOP30企業(yè)的總銷售額占據(jù)了約90%的份額。

在過往的一年中，Broadcom和Robert Bosch（Bosch）仍然領(lǐng)跑全球 MEMS行業(yè)。幾乎所有企業(yè)都呈現(xiàn)穩(wěn)定的年增長（2017至2018年），只是比上一年度（2016至2017年）略弱。業(yè)界的TOP1（Broadcom，博通）和TOP2（德國Robert Bosch，德國博世）的銷售額都是14億-15億美元（約人民幣95.2億-102億元），形成了“寡頭現(xiàn)象”，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過TOP3及后續(xù)企業(yè)。

MEMS制造商分析

2018年MEMS廠家的銷售額排名TOP30，

（單位：百萬美元）（圖片出自：Yole Développement）

Yole認(rèn)為，各大MEMS企業(yè)在2018年增長略低于預(yù)期的情況，反映出對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)正在進(jìn)行溫和的重新調(diào)整。但不要曲解這個(gè)結(jié)果，事實(shí)上，2018年是半導(dǎo)體行業(yè)迄今為止發(fā)展最好的一年。只是2017至2018年的增長率約為 15％，相對(duì)2016至2017近21％的增長率有所回落。這可能與2018年第四季度智能手機(jī)和汽車銷售走弱（包括終端產(chǎn)品和MEMS）、導(dǎo)致庫存積壓有關(guān)。

市場(chǎng)研究和戰(zhàn)略咨詢公司Yole預(yù)計(jì)，去庫存將在2019年初（第1-2 季度）逐漸結(jié)束，隨后MEMS將在今年剩余時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)溫和的增長。

TOP1的Broadcom自2017年來連續(xù)兩年保持首位，2015年為TOP4，2016年超過ST Microelectronics（意法半導(dǎo)體）和Texas Instruments（TI，德州儀器），上升為TOP2，2017年超過Bosch位居首位。對(duì)Broadcom保持首位起到?jīng)Q定性作用的是RF MEMS，其中，隨著智能手機(jī)頻率的增加，RF（射頻，Radio Frequency）的頻率帶寬濾波器和前端模塊（Front End Module）的需求逐步增加。今后隨著5G的引進(jìn)，需求將會(huì)更加上漲。不過，排名第5的美國的Qorvo雖然也把RF MEMS作為主打產(chǎn)品，其收益卻減少了。關(guān)于收益減少的原因，據(jù)Yole分析，Qorvo處于從6inch轉(zhuǎn)移到8inch的平臺(tái)時(shí)期，所以生產(chǎn)發(fā)生了延遲現(xiàn)象。

關(guān)于排名TOP2的Bosch，據(jù)Yole的技術(shù)、市場(chǎng)分析師Dimitrios Damianos透露說，幾乎所有的新車都要搭載Bosch的5個(gè)MEMS，全球約50%的智能手機(jī)都要至少搭載Bosch的1個(gè)MEMS。據(jù)預(yù)測(cè)，今后Bosch與Broadcom的“斗爭”將會(huì)愈演愈烈。

TOP3的ST（意法半導(dǎo)體）是IDM企業(yè)，也是全球最大的MEMS代工廠，不僅提供車載、工業(yè)、民用等方面的MEMS產(chǎn)品，作為全球最大的MEMS Foundry，也為其他公司代工生產(chǎn)MEMS。

TOP4的TI與其他MEMS廠商形成鮮明對(duì)比，這2年來其銷售額在不斷減少。據(jù)分析，其主力產(chǎn)品DLP（Digital Light Processing，即數(shù)字光處理，基于數(shù)字微鏡元件來完成的可視數(shù)字信息顯示技術(shù)。數(shù)字微鏡元件，即Digital Micro-mirror Device，簡稱“DMD”）的市場(chǎng)趨于飽和，現(xiàn)在TI正在推進(jìn)開拓車載等新的市場(chǎng)。

TOP6的惠普過去幾年在消費(fèi)打印機(jī)市場(chǎng)的表現(xiàn)一直走下坡路，但隨著噴墨頭品牌的收入實(shí)現(xiàn)增長，如今開始恢復(fù)元?dú)狻?/p>

MEMS麥克風(fēng)巨頭樓氏（Knowles）公司發(fā)展喜人，消費(fèi)產(chǎn)品業(yè)務(wù)走高是原因之一，不僅限于智能手機(jī)，還包括耳機(jī)等產(chǎn)品等；

中國上榜的企業(yè)有TOP11的歌爾股份，TOP23的瑞聲科技AAC，兩家企業(yè)跟17年的排名沒有變化。但Goertek的表現(xiàn)走弱，全球手機(jī)銷售疲軟可能是原因所在。AAC呈增長之勢(shì)。

在微測(cè)輻射儀方面，FLIR和ULIS受益于其多元應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)（最重要的是個(gè)人視覺系統(tǒng)、消防、無人機(jī)和傳統(tǒng)的熱成像、軍事、監(jiān)視）而實(shí)現(xiàn)逐年增長。

在TOP30中，日本企業(yè)占據(jù)10家，分別為：TDK為TOP9，相比17年的第8落后了一名，Panasonic為TOP10，電裝為TOP14，佳能為TOP16，AKM（即旭化成Microelectronics）為TOP17，村田制作所為TOP18，Alps電氣為TOP21，愛普生為TOP27，歐姆龍為TOP29，Sony Semiconductor Solutions為TOP30。

當(dāng)索尼躋身排行之時(shí)（盡管處于末尾），F(xiàn)ormfactor已掉出排名之列。First Sensor目前正在與TE Connectivity進(jìn)行了高級(jí)收購談判，以微弱劣勢(shì)未能排入前30名之列。

MEMS Foundry分析

MEMS代工主要有兩種類型：IDM廠商提供的MEMS代工，以及獨(dú)立代工廠提供的MEMS代工。其中，獨(dú)立的代工廠包括集成電路代工廠和純MEMS代工廠。

目前，提供MEMS代工的IDM廠商主要有ST、索尼、TI等；臺(tái)積電是全球最大的晶圓代工廠，其MEMS代工業(yè)務(wù)也排在行業(yè)前列。全球領(lǐng)先的純MEMS代工廠有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Paci?c Microsystems、X-FAB 、Innovative MicroTechnology等。

2018年的MEMS Foundry銷售額排行榜。一般情況下，MEMS Foundry也兼具半導(dǎo)體Foundry的功能，此處僅僅是MEMS Foundry的銷售額統(tǒng)計(jì)。（圖片出自：Yole Développement）

從MEMS Foundry的業(yè)務(wù)規(guī)模來看，TOP1為ST，每2個(gè)手機(jī)中就有1顆ST MEMS傳感器，每3臺(tái)車載導(dǎo)航儀中就有1顆ST MEMS傳感器，每2個(gè)DRAM中就有1顆ST MEMS傳感器。ST做了20多年的MEMS傳感器，具有全球MEMS Foundry壓倒性的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

TOP2為加拿大的Teledyne DALSA，前身為DALSA Corporation，是一家加拿大公司，專門設(shè)計(jì)和制造專業(yè)電子成像組件（圖像傳感器，相機(jī)，圖像采集卡，成像軟件），以及專業(yè)半導(dǎo)體制造（MEMS，高壓ASIC）。Teledyne DALSA是Teledyne Imaging集團(tuán)的一部分，Teledyne成像集團(tuán)是Teledyne旗下的成像公司。目前，Teledyne DALSA是全球最大的純MEMS 代工廠。

Sony這次排名從2017年的第五名進(jìn)入TOP3，而且其2018年的銷售額比2017年增加了40%，頗受關(guān)注。Sony是日本最大的MEMS Foundry，利用其在MEMS和半導(dǎo)體加工制造方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，提供廣泛的MEMS Foundry 服務(wù)。服務(wù)內(nèi)容主要包括：晶圓工藝開發(fā)（開發(fā)，工程樣品，從低到高的批量生產(chǎn)）；可用流程包括批量工藝（包括SOI），表面工藝和半導(dǎo)體工藝。

TOP4是中國耐威科技控股公司Silex Microsystems AB，相比于2017年的第3名落后一位。Silex Microsystems（瑞典 Jarfalla）是一家純MEMS代工廠，在純MEMS代工廠中排名第二。香港投資控股公司GAE Ltd.于2015年7月13日收購了Silex 98％的股份。因此，GAE已獲得對(duì)Silex的實(shí)際控制權(quán)，而GAE的背后則是來自中國的耐威科技，獲得對(duì)Silex的控股后，耐威科技在北京建設(shè)了MEMS晶圓代工廠，以擴(kuò)大該公司的產(chǎn)能。Silex在瑞典擁有6英寸和8英寸晶圓廠，并在瑞典投資1200萬美元進(jìn)行了升級(jí)。Silex的優(yōu)勢(shì)在于使用其自有的硅通孔（TSV）技術(shù)，Silex還使用鋯鈦酸鉛作為壓電材料，用于能量收集等新型應(yīng)用。

另外，TOP5為位居半導(dǎo)體Foundry首席的TSMC，相比2017年落后一名，臺(tái)積電（TSMC）于2011年推出了全球首款傳感器SoC工藝技術(shù)。該技術(shù)通過整合臺(tái)積電的CMOS和晶圓堆疊技術(shù)，制造單片MEMS。TSMC傳感器SoC技術(shù)的范圍從0.5μm到0.11μm，支持G-Sensors，陀螺儀，MEMS麥克風(fēng)，壓力表，微流體和生物基因芯片等應(yīng)用。

TOP6是X-FAB，2017年其排在第5名，2011年，X-FAB集團(tuán)收購了MEMS Foundry Itzehoe GmbH的股份，該公司是弗勞恩霍夫硅技術(shù)研究所（ISIT）的衍生公司。這成為X-FAB在Itzehoe的專用MEMS代工廠。德國的X-FAB總部設(shè)在愛爾福特，主要代工生產(chǎn)模擬和混合信號(hào)集成電路，以及高壓應(yīng)用MEMS解決方案。

17年排在第13位的Global Foundries（格芯）此次一舉上升到了第7名，MEMS 是Globalfoundries的一項(xiàng)業(yè)務(wù)，但近些年其銷售額逐漸下降。世界先進(jìn)以2.36億美元收購了格芯新加坡8吋廠，包含廠房、廠務(wù)設(shè)施、機(jī)器設(shè)備與MEMS IP等業(yè)務(wù)，該廠現(xiàn)有月產(chǎn)能約3.5萬片8吋晶圓。該廠的核心業(yè)務(wù)就是MEMS代工。Globalfoundries正在逐漸弱化其MEMS代工業(yè)務(wù)。

TOP8為羅姆（ROHM），羅姆也提升了不少，去年排在14位，羅姆（ROHM）擅長利用薄膜壓電元件的MEMS工藝，基于其子公司LAPIS Semiconductor Miyazaki 建立的制造工藝，可提供針對(duì)各種市場(chǎng)和應(yīng)用而優(yōu)化的壓電MEMS。ROHM的MEMS工藝?yán)帽∧弘娫峁┑闹饕獌?yōu)點(diǎn)包括：綜合生產(chǎn)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和靈活的產(chǎn)品制造和控制；使用6 英寸和8英寸晶圓；全天候運(yùn)行可加速開發(fā)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)早期生產(chǎn)啟動(dòng)。

TOP9 是IMT，Innovative Micro Technology （IMT）成立于2000年1月，是復(fù)雜MEMS技術(shù)和平臺(tái)解決方案提供商，提供從設(shè)計(jì)和開發(fā)到原型設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)的全面交鑰匙服務(wù)。IMT是美國最大的MEMS晶圓代工廠，自2000年以來，IMT一直是MEMS器件設(shè)計(jì)與制造的先鋒企業(yè)，到目前已經(jīng)完成了超過500多個(gè)項(xiàng)目。2019年6月12日IMT正式宣布，公司現(xiàn)已可提供8英寸（200mm）晶圓微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）工藝加工服務(wù)，同時(shí)公司還可以為MEMS行業(yè)發(fā)展提供空前豐富的其他資源組合。為客戶提供8英寸晶圓加工服務(wù)是IMT目前正在實(shí)施的資本金改善計(jì)劃的另一個(gè)成果，公司在去年秋天完成了新一輪的募資。

TOP10是APM，去年的APM排在第7位，自2001年成立以來，亞太微系統(tǒng)公司（APM）一直致力于MEMS組件的開發(fā)和生產(chǎn)。早期，APM作為MEMS器件的集成器件制造商運(yùn)營，特別強(qiáng)調(diào)壓力傳感器和光學(xué)元件的產(chǎn)品開發(fā)。自2007年以來，憑借其在MEMS方面的生產(chǎn)和專業(yè)知識(shí)，以及豐富經(jīng)驗(yàn)，該公司的業(yè)務(wù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)為純粹的 MEMS 代工，通過擴(kuò)展更先進(jìn)的MEMS組件的開發(fā)來發(fā)展業(yè)務(wù)。APM 目前擁有一個(gè)6英寸晶圓廠，擁有專用的微機(jī)械加工工具以及完整的MEMS加工能力。

中國MEMS企業(yè)任重道遠(yuǎn)

美國是MEMS產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)源地，其發(fā)展水平在世界處于領(lǐng)先地位。由于我國MEMS產(chǎn)業(yè)起步較晚，MEMS產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的起步階段，我國MEMS傳感器產(chǎn)品在精度和敏感度等性能指標(biāo)上與國外存在巨大差距，應(yīng)用范圍也多局限于傳統(tǒng)領(lǐng)域。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院表示，從MEMS產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)、制造和封裝三個(gè)環(huán)節(jié)來看，國內(nèi)缺乏對(duì)MEMS相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力。我國尚無一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的傳感器設(shè)計(jì)軟件，國產(chǎn)傳感器可靠性也遠(yuǎn)不如國外同類產(chǎn)品。MEMS制造能力也更為薄弱，國內(nèi)具備一定規(guī)模的設(shè)計(jì)企業(yè)基本選擇國外代工廠，而多數(shù)小型設(shè)計(jì)企業(yè)選擇與科研院所的中試線綁定，這就導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)緩慢。

國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用面臨的三大挑戰(zhàn)：

高端研發(fā)人員缺失是硬傷：傳感器及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)之一是技術(shù)密集，由于技術(shù)密集，也自然要求人才密集。而我國缺乏高端研發(fā)人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的本土MEMS工程師，導(dǎo)致基礎(chǔ)研究落后。隨著技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程的加快，很多技術(shù)在市場(chǎng)存活時(shí)間很短，而MEMS傳感器需要較長研發(fā)時(shí)間，這對(duì)MEMS企業(yè)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善：MEMS傳感器和IC芯片一樣，具有很強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng)，國內(nèi)企業(yè)的出貨量上不去，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，比如前端流片等環(huán)節(jié)加工能力比較薄弱，一致性、生產(chǎn)重復(fù)性都不能滿足設(shè)計(jì)的加工工藝要求。

MEMS廠商盈利困難：傳感器技術(shù)的研究需要比較長時(shí)間的投入，一款傳感器的研發(fā)，要6-8年才能成熟，一般中國企業(yè)都承受不了這么長的周期。再加上產(chǎn)品的價(jià)格并不與產(chǎn)品的重要性或者開發(fā)難度成正比，中國MEMS企業(yè)無法在價(jià)格戰(zhàn)中獲利。

盡管我國MEMS傳感器廠商面臨挑戰(zhàn)諸多，但從上游設(shè)計(jì)、中游制造、下游封裝等領(lǐng)域國產(chǎn)替代的空間巨大。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院指出，最近幾年，中國的MEMS企業(yè)也有不少脫穎而出的。在國內(nèi)涉足MEMS的上市公司中，歌兒股份是微麥克風(fēng)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)；蘇州固锝子公司的加速度傳感器銷量中國第一；而漢威電子在細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域中龍頭企業(yè)地位顯現(xiàn)，漢威電子的子公司煒盛科技正在開展MEMS研究創(chuàng)新,目前已經(jīng)取得了階段性成果，公司MEMS氣體傳感器已在小批量進(jìn)行試產(chǎn)，適用于各類氣體監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、智能穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。

雖然國內(nèi)的MEMS前端制造還落后于國際大廠，但由于國內(nèi)的封裝技術(shù)起步較早，國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)鏈后端封裝較為完善。國內(nèi)的華天科技、長電科技、晶方科技等廠商都在積極布局MEMS先進(jìn)封裝生產(chǎn)線，并取得了不錯(cuò)的成績，已經(jīng)具備國際競(jìng)爭力。

資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

不得不說，中國正在慢慢掌握MEMS技術(shù)！就拿這次上榜的耐威科技控股的Silex來說，據(jù)英國《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，2015年7月，北京集成電路基金新設(shè)立的瑞通芯源半導(dǎo)體科技公司（Ruitong Semiconductor Technologies）通過子公司運(yùn)通電子（GAE Ltd）收購了Silex。2015年年底，耐威科技完成了對(duì)運(yùn)通電子的收購，間接控股了Silex。北京集成電路基金隨后向耐威科技制造MEMS的新廠投資6億元人民幣（約合9000萬美元）從而獲得了后者所掌握的制造加速度計(jì)、陀螺儀和其他微型傳感器的技術(shù)。但此事在當(dāng)時(shí)并未被大肆報(bào)道。

在收購Silex不久之后，耐威科技宣布將“依托Silex”的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，斥資3億美元在北京興建一家工廠。這是一個(gè)典型案例，說明中國為成為計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域的世界級(jí)制造商，是如何物色和收購關(guān)鍵技術(shù)的。北京方面努力想要減少對(duì)關(guān)鍵部件的進(jìn)口，相關(guān)戰(zhàn)略被稱為“中國制造2025”（Made in China 2025），政府已為此投入了數(shù)千億美元資金，而掌握MEMS技術(shù)是這項(xiàng)計(jì)劃中的一個(gè)方面。

另外，2018年3月，耐威科技在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司位于北京的8英寸MEMS國際代工線預(yù)計(jì)2019年下半年可以建成投產(chǎn)。此前，耐威科技曾募集資金用于建設(shè)月產(chǎn)能3萬片的8英寸晶圓MEMS國際代工線（擬投入募集資金14億元）和年產(chǎn)能30466臺(tái)/套航空電子產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（擬投入募集資金6億元），申請(qǐng)材料已于2017年7月被證監(jiān)會(huì)受理。其中在8英寸晶圓MEMS國際代工線項(xiàng)目中國家大基金是最大的投資方，該項(xiàng)目是國家大基金在MEMS領(lǐng)域的三大戰(zhàn)略投資標(biāo)的之一。

耐威科技的發(fā)展軌跡使人們得以了解中國產(chǎn)業(yè)政策是如何挑選優(yōu)勝者，然后通過幫助它們獲得大好商機(jī)和高科技資產(chǎn)來培育它們的。不到兩年后，MEMS制造業(yè)務(wù)已成為耐威科技增長最快的收入來源，當(dāng)年大幅增長近175%，至3.193億元人民幣（約合4700萬美元）。

后記：MEMS市場(chǎng)趨勢(shì)

關(guān)于今后的市場(chǎng)趨勢(shì)，據(jù)Yole預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體行業(yè)在2017年和2018年連續(xù)2年保持了兩位數(shù)的增長，2018年第四半期由于智能手機(jī)和汽車銷售的減少，導(dǎo)致終端產(chǎn)品、半導(dǎo)體、MEMS的庫存水平不斷上漲。為此，預(yù)計(jì)2018年全球MEMS業(yè)界的同比增長率將比最初預(yù)計(jì)的數(shù)字要低，約為5%。2019年上半年，隨著庫存水平的調(diào)整，從下半年開始，全球市場(chǎng)應(yīng)該會(huì)緩緩增長。但是，如果中美貿(mào)易戰(zhàn)爭持續(xù)走下去的話，以智能手機(jī)為首的終端產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展將會(huì)停滯，市場(chǎng)復(fù)蘇應(yīng)該還需要一段時(shí)間。