MEMS压力传感器分析.docx

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1、MEMS压力传感器名词解释:MEMS:Micro-ElectroMechanicalSystem,微型电子机械系统或微机电系统,是利用半导体集成电路加工和超精密机械加工等多种技术,并应用现代信息技术制作而成的微型器件或系统。半导体集成电路:一种通过一定工艺把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,具备所需电路功能的微型电子器件或部件。晶圆:硅半导体集成电路或MEMS器件和芯片制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。单晶硅:硅的一种形态,具有完整的点阵结构且晶体内原子都是呈周期性规则排列的硅晶

2、体,是MEMS的主要材料。多晶硅:硅的一种形态,晶体内各局部区域里原子呈周期性排列,但不同局部区域之间的原子排列无序,在MEMS中多用于结构层和电极导电层。二氧化硅:硅的一种氧化物,一般指通过热氧化和沉积等方法制作而成的薄膜材料,在MEMS中多用于绝缘层、掩膜和牺牲层。惠斯顿电桥:由四个电阻组成的电桥电路,是一种可利用电阻变化来测量外部物理量变化的电路器件设计。压电效应:某些电介质受到外部机械力作用而变形时,电介质材料内部产生极化并产生正负相反的电荷的现象。EDA:ElectronicDesignAutomation,电子设计自动化,指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、信息处理

3、及智能化技术,完成电子产品的自动设计。封装:集成电路和MEMS的安装、固定、密封工艺过程,具有实现集成电路、MEMS管脚与外部电路的连接,并防止外界杂质腐蚀电路的作用。PCB:PrintedCircuitBoard,印制电路板,是组装电子产品各电子元器件用的基板,是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。温漂:温度漂移,指环境温度变化造成半导体集成电路、MEMS等器件性能参数变化,导致器件参数不稳定甚至无法工作的现象。IDM模式:IDM模式为垂直整合元件制造模式,企业能够独立完成芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各生产环节。Fabless模式:指无晶圆厂模式,该模式下芯片设计企业主

4、要从事芯片的设计与销售,将晶圆制造、封装、测试等生产环节交由第三方晶圆制造和封装测试企业完成。一、MEMS压力传感器简介MEMS压力传感器是基于MEMS技术和半导体集成电路制造加工技术,以利用单晶硅硅片(或称晶圆)等传统半导体材料制作而成的芯片作为主要组成部分,将压强信号转化为电学信号的压力测量器件。相比传统压力传感器,MEMS压力传感器具备体积小、重量轻、功耗低、响应时间短、可批量化生产、成本低、易于集成等众多优点,广泛应用于汽车、消费电子、航空航天、医疗保健和工业控制等领域。二、MEMS压力传感器分类根据作用原理差异,MEMS压力传感器可分为压阻式、电容式、谐振式和压电式压力传感器等,其中

5、压阻式传感器因其成本低、成熟度高等特点成为当前主流的MEMS传感器类型。MEMS压力传感器的种类和工作特点:MEMS压力健柳压阻效应引起输出电压变化基于电压与被测压力的比他C现压力赛成规度高.成本低,培构而争.JB于集成Tfl*易受温度影响产生温摩现象 压力变化引起电容$化 基于电容变化与褛测压力的关系实现压力测灵或度较高、功用摊温举小 信号转换现条.设计藁度高18锻式压电式 压力变化引起脚射S构粉率变化 基于频率变化与被测压力的关系实现压力测 RttK*.UM.抗干扰献力 结构黛京、JB受*和温漂影响压电效应Wl题卑有变什易于电荷变化与祓图任力的妓性关系实现压力舞曼或度高特殊制造工艺要求.压

6、电材料成就度低(-)压阻式压力传感器主要由单晶硅弹性薄膜片、压敏电阻和高硼硅玻璃构成。其作用原理为通过压阻效应测量压力,即利用扩散或离子注入的掺杂技术将压敏电阻置于薄膜片上,形成惠斯顿电桥,当被测压力作用在薄膜片上时,薄膜片因应力发生形变,造成压敏电阻阻值变化,惠斯顿电桥因而失去平衡,导致平衡状态下电压为零的电桥得到输出电压,传感器基于该输出电压与被测压力形成的特定比例实现压力测量。压阻式压力传感器的优点为结构简单、易于集成、易于测量,其缺点为易产生温漂现象,从而导致测量灵敏度下降,因此需使用硬件或软件算法对传感器进行温度补偿,抑制或消除温漂;压阻式压力传感器主要结构:单晶硅弹性薄膜片高硼硅玻

7、璃压敏电阻惠斯顿电桥压力(二)电容式压力传感器是一个通过压力变化引起电容量改变的传感器。其主要由两个电极板组成,其中一个电极板是由单晶硅或多晶硅等材料制成的、可在外部压力作用下产生形变的弹性薄膜片,另一个电极板固定于传感器外壳上,不产生弹性形变。该类传感器作用原理为当弹性膜片受到被测压力作用产生形变时,两个电极板间距发生改变,导致电极板之间的电容量产生变化,通过该变化实现压力测量。相比压阻式压力传感器,电容式压力传感器灵敏度较高、功耗较低、温漂小,但是该传感器信号为电容信号,具备非线性特征,需匹配复杂的电路进行信号转换和线性度补偿,因此设计难电容式压力传感器主要结构:弹性薄膜片、可形变电极板硅

8、或玻璃等衬体材料I硅片电极板(三)谐振式压力传感器是通过压力作用时谐振结构频率改变实现压力测量的传感器,主要由弹性薄膜片、谐振梁和高硼硅玻璃封装层构成。谐振式压力传感器作用原理为弹性薄膜片或谐振梁在静电或其他方法激励下产生谐振动并保持一定谐振频率,当弹性薄膜片或谐振梁受到压力作用时,谐振频率发生改变,传感器基于该变化量与被测压力形成的对应关系实现压力测量。谐振式压力传感器主要结构:弹性薄膜片谐振梁高硼硅玻璃封装层压力(四)压电式压力传感器是通过压电效应实现压力测量的传感器,由作为基底材料的二氧化硅薄膜硅片和作为压电薄膜的错钛酸铅或铁酸韧等材料组成,主要结构包括叉指电极、压电薄膜、弹性薄膜等。压

9、电式压力传感器作用原理为传感器硅片底部弹性薄膜在受到压力时产生形变,引起叉指电极和压电薄膜形变,导致电极之间产生电荷,传感器基于该电荷与被测压力形成的线性关系实现压力测量。压电式压力传感器主要结构:弹性薄膜片压电薄膜叉指电极压力三、MEMS压力传感器产业链分析中国MEMS压力传感器行业产业链由上游MEMS压力传感器设计企业,中游传感器制造企业、封装测试企业,及下游汽车电子、智能手机、可穿戴设备、智能家居、工业控制和医疗等终端应用领域电子设备制造企业构成。i传感器设计OConsensic传感器制造TfLfDYNE,cysilexSONY终端应用也TDKMtcaosviTtMstsmc?SAMSU

10、NG敝芯微电子MEMenstngBROADCOMasmcIM造环节占储AKK成本30%Panasonic传感器封装测试彝LJLCSPAscgroupBPIL ?HUA TtAMGW 电CA*QUWI*O - VtCW封蓑湾试环节占传IS器成本40-50%V0lcwa9cLGHaierIDM0BoschfieoHOneyWellMC(-)上游分析中国MEMS压力传感器行业产业链的上游主体是MEMS压力传感器设计企业。MEMS压力传感器设计包括工艺设计、机电和结构设计以及后端的封装测试设计。MEMS压力传感器设计主要流程:机电和结构设计制造封装测试设计封装测试(1)机电和结构设计涵盖有限元分析(F

11、EA)建模和传感器版图结构设计。MEMS压力传感器设计企业通过Coventor.AnsysxTannerPro等国际MEMSEDA软件企业提供的仿真模拟分析和建模设计软件实现结构分析、力学分析、温度分析、灵敏度分析、耦合分析等,从而完成传感器结构建模,再通过AutoCAD等绘图工具绘制MEMS传感器掩膜版,从而完成版图结构设计。由于海外MEMS传感器行业商业化始于2000年左右,而中国MEMS传感器行业商业化始于2009年,中国MEMS传感器行业起步较晚,中国市场尚不具备成熟的、商业化的、为MEMS设计提供辅助的本土EDA软件供应商。(2)工艺设计主要为MEMS压力传感器制作工艺设计,制作工艺

12、的选择对传感器参数、制造成本、兼容性和集成度等方面均产生关键影响。例如,苏州敏芯微为压力传感器设计了SENSA工艺,用于硅压力传感器制造。采用该工艺的传感器可缩减30%以上尺寸、降低25%以上厚度,从而降低产品整体制造成本,同时满足下游向小型化发展的终端电子产品对传感器更加轻薄的要求。此外,具备轻薄优势的传感器有利于其与配套的其他器件相互集成,提高传感器集成度。(3)封装测试设计包括封装形式设计和测试系统设计。由于MEMS压力传感器种类多、应用广,传感器企业需完成封装测试设计,即对传感器封装形式和测试系统做出定制化设计。相比半导体集成电路封装,MEMS传感器封装更加复杂,在封装设计方面需考虑更

13、多因素。例如,温度、湿度以及传感器自身的封装材料散热性、耐腐蚀性和结构强度等外部因素对传感器可靠性产生的影响,因此封装设计需考虑如何选择合适的封装结构和封装材料,以保护传感器免受外部因素干扰。MEMS压力传感器的线性度、灵敏度、迟滞性等性能指标受不同外部因素影响,因此企业需针对应用于不同环境和应用领域的传感器的测试系统进行定制化设计。例如,压阻式传感器易受温度影响,因此测试系统设计需更关注该类传感器特定应用领域的温度环境。MEMS压力传感器各个设计环节相互影响,不同应用领域、不同类型、不同性能参数的传感器具有特定的设计逻辑,代表特定的工艺设计、机电结构设计和封装测试设计等。因此,传感器设计是M

14、EMS压力传感器产业链的核心环节,掌握设计自主知识产权的企业具备市场竞争优势,如苏州敏芯微、昆山双桥传感器等自主完成传感器研发和设计的企业在市场中具备核心技术竞争力。(二)中游分析中国MEMS压力传感器行业产业链的中游环节参与者为传感器制造及封装测试企业,对于MEMS压力传感器产品而言,传感器制造和封装测试成本占产品总成本70%以上,其中封装测试成本占比最大,超过40队因此,降低产业链中游生产成本是降低传感器总成本的关键。1 .MEMS压力传感器制造企业具备MEMS压力传感器制造能力的企业分为采用IDM模式的大型企业和晶圆代工企业。其中,晶圆代工企业又可分为纯MEMS代工企业、传统代工企业和I

15、DM代工企业:纯MEMS代工企业即仅提供MEMS传感器制造服务的企业,该类企业提供代工服务的特点为产品生产批次多但批量小,可为上游众多小规模传感器设计企业提供代工服务。纯MEMS代工企业的优势为代工效率高,具备标准化的工艺模块因而开发周期短、MEMS技术储备丰富,劣势为产能较低、客户规模相对较小。纯MEMS代工的代表性企业包括teledyneIMT和中国本土企业耐威科技子公司SiIeX等。传统代工企业即传统的半导体集成电路代工企业,该类企业产品生产批量大,多为下游大规模企业客户提供代工服务。传统代工企业的优势为产线多、产能庞大、大型客户资源多,劣势为缺乏MEMS技术积累因而开发周期长。传统代工

16、的代表性企业包括台积电、格罗方德和中芯国际等。IDM代工企业,基于提高产能利用率和拓展业务收入来源等角度考虑,采用IDM模式的大型企业亦为上游客户提供传感器制造代工服务,该类企业的客户是与IDM企业自身业务无利益冲突的传感器设计企业,因此IDM代工企业的产品种类较少。IDM代工企业的优势为技术成熟、可为客户提供从设计到制造再到封装测试等环节的全套解决方案,劣势为潜在的利益冲突导致客户相对单一、代工品种单一、自营产品和客户产品共存易引起知识产权风险。IDM代工的代表性企业包括博世、意法半导体和士兰微等。当前中国本土MEMS压力传感器制造企业不足20家,以传统代工企业为主,代工晶圆规格主要为6英寸

17、和8英寸。海外MEMS压力传感器制造代工企业晶圆规格多为8英寸以上。晶圆尺寸越大,代工企业的制造工艺成熟度越高,传感器单位制造成本越低。因此,中国本土MEMS压力传感器制造企业在企业数量、技术成熟度和成本把控能力等方面均落后于海外MEMS压力传感器制造代工企业。企业名称代工类型晶圆尺寸耐威科技峻寸纯MEMS代工无锡纳微峻寸中芯国际陕寸华润上华8英寸罕王微8英寸IDMftI士兰微6/12英寸目前,具备MEMS压力传感器制造能力的中国本土企业日益增加,但技术积累薄弱,多数企业产能规模较小,导致中国本土传感器设计企业的外协代工供应商过度集中于头部代工企业,而其他本土代工企业难以获得订单,影响中国ME

18、MS压力传感器产业链中游制造环节健康发展。止匕外,与半导体集成电路代工行业相似,MEMS压力传感器代工具备较高的资金、人才和技术门槛,因此中国本土MEMS压力传感器代工制造企业的研发投入周期长,发展相对缓慢。2 .MEMS压力传感器封装测试企业目前在中国MEMS压力传感器行业中,参与传感器封装测试的企业为传统半导体集成电路封装测试代工企业如华天科技和传感器设计企业。其中,传统半导体集成电路封装测试代工企业主要参与传感器封装环节,测试环节由传感器设计企业主导。传感器封装测试是MEMS压力传感器行业的关键后端工序,封装测试对传感器的可靠性、兼容性和感应性能等均产生直接影响。由于MEMS压力传感器种

19、类和应用领域众多、具有高度定制化等特点,传感器封装测试具备多样性、差异性和复杂性等特征,因此封装测试环节成本高,是MEMS压力传感器主要成本,占产品总成本40%以上,部分特殊产品的封装测试成本甚至占产品总成本60%以上。在传感器封装方面,MEMS压力传感器以其自身结构的特殊性和工作环境的多样性对封装提出众多要求。例如,MEMS压力传感器体积尺寸小、结构脆弱、灵敏度高,因此要求封装器件具备低应力特征。传感器测试是检验MEMS压力传感器设计、制造和封装等工序的重要环节。根据压力传感器类型差异,传感器测试环节不尽相同。例如,作为主流的MEMS压力传感器,压阻式传感器不仅需要通过密封性测试、键合质量测

20、试等基础测试,还需通过如欧姆接触测试、桥臂电阻测试等单独针对压阻式传感器的测试。此外,由于测试成本是压力传感器的主要成本之一,高效率的测试流程可降低产品成本,因此设计高效的测试系统和方法是降低传感器产品成本的关键。由于中国MEMS传感器行业起步较晚,产业链尚不完善,专业从事MEMS压力传感器封装测试的本土企业较少,因此传感器设计企业在负责前端设计环节的同时需完成后端封装测试设计,协助封装测试企业完成工艺流程。伴随中国MEMS传感器行业的进一步专业化,中国本土封装测试代工厂将逐渐完善。(三)下游分析处于中国MEMS压力传感器行业产业链下游的是汽车电子、消费电子、工业控制和医疗等终端应用领域电子设

21、备制造企业。MEMS压力传感器应用领域广泛,其中汽车电子是压力传感器传统应用领域亦是最主要应用领域。手机、可穿戴设备、智能家居等消费电子领域是新兴应用领域,近5年复合增长率超过20%,已成为MEMS压力传感器第二大应用领域。汽车电子企业是MEMS压力传感器下游主要客户,该应用领域占比超过50%o汽车所需MEMS压力传感器包括胎压传感器、油压传感器、空调压力传感器、气囊压力传感器等,MEMS压力传感器是汽车中使用最多的MEMS传感器之-OMEMS压力传感器以其微型化、轻量化、可批量生产、集成化等优势在汽车领域得到广泛认可和接受并逐渐替代传统的机械式压力传感器,在汽车领域进一步发展的空间可观。消费

22、电子企业随着物联网的发展和应用,已成为MEMS压力传感器的重要客户,该应用领域占比近30%o随着消费电子产品的快速发展,MEMS压力传感器渗透率不断提高。例如,在智能手机、智能手表、无人机等电子产品中,MEMS压力传感器发挥作为运动类传感器起辅助定位和导航等作用。在智能家居中,MEMS压力传感器发挥监测室内环境压力如天然气管道压力,确保环境安全性等作用。受物联网快速发展的影响,MEMS压力传感器在新兴消费电子领域将得到更广泛的应用。四、MEMS压力传感器行业驱动力分析(-)物联网蓬勃发展,MEMS压力传感器发展空间广阔随着物联网的发展,压力传感器使用量大幅增加、应用场景愈加丰富多样,物联网对压

23、力传感器物理尺寸、功耗和成本等提出更高要求。相比传统的传感器,MEMS压力传感器具备体积小、重量轻、功耗低、响应短、可批量化生产、成本低、易于集成等众多优点,满足物联网发展要求。在物联网的快速发展下,MEMS压力传感器具备广阔的发展空间。在物联网架构中,感知层位于架构最底层,是物联网实现信息获取和交互的基础,由传感器等一系列物理实体组成。传感器采集的信息通过网络层传输至平台层完成管理并最终抵达应用层,成为消费电子、工业、环境监测、医疗等各应用领域实现数据分析和反馈的依据。伴随物联网应用的拓展和深化,感知层对压力传感器等直接采集信息的器件需求将大幅增加,同时对器件提出尺寸微型化、功能集成化、产品

24、可低成本大规模制造等要求,MEMS压力传感器以其物理尺寸、功耗、成本和易于与集成等众多优势,将得到广泛应用。(_)TPMS渗透率不断提高,MEMS压力传感器获得发展动力汽车电子是MEMS压力传感器的传统应用领域,也是应用占比最大的领域,广泛应用于轮胎压力、燃油压力、气囊压力、空调压力、管道压力等汽车电子系统中。其中,汽车胎压监测系统(TPMS)对汽车用MEMS压力传感器需求量庞大,伴随中国汽车向安全化和智能化方向的发展,TPMS渗透率将不断提高,为MEMS压力传感器提供发展动力。TPMS是一种利用无线传感器采集汽车轮胎压力、温度等数据,通过射频信号传输至汽车驾驶室,以数字形式显示相关数据,并在

25、轮胎出现压力、温度异常等情况时为驾驶者提供预警的汽车主动安全系统。TPMS由4个发射器和1个控制器组成,其中发射器由MEMS压力和温度传感器、ASlC芯片或MCU、射频发射天线和电池组成,控制器由MCU、射频接收天线和显示器组成,因此一台汽车对应需要至少4个用于汽车胎压监测的MEMS压力传感器,是汽车电子系统中使用量最大的领域。五、MEMS压力传感器行业制约因素(-)技术人才匮乏,传感器进口依赖度高相比同为技术密集型行业的传统半导体集成电路行业,MEMS压力传感器行业属于多学科交叉行业,MEMS传感器设计、制造和封装测试涉及电子、机械、材料、工艺制造、物理、化学、生物等众多学科,对不同专业背景

26、复合型人才需求量大,而中国MEMS传感器行业起步较晚,传感器技术研发落后德国、美国等国家近十年,技术和人才储备匮乏,基础研究不充分,严重制约行业的发展。当前,中国芯片行业从业者不到30万人,其中高端人才供给不足。作为与芯片行业高度重合且多学科交叉特性更强的特殊行业,MEMS压力传感器行业在人才资源积累上更加缺乏。受此影响,中国MEMS压力传感器企业规模小、产品研发周期长、盈利能力低,多采用外购芯片封装测试的商业模式,导致本土企业及其下游客户对海外领先企业产品的进口依赖度高,中高端产品进口比例超过80%,传感器芯片进口比例约90%o中国对海外MEMS压力传感器的高度依存度将影响本土企业吸引人才、

27、提高盈利和扩大产能,对MEMS压力传感器行业国产化进程造成负面影响。(二)中游制造和封装测试经验积累薄弱中国缺乏具备MEMS代工经验的制造和封装测试企业,导致上游传感器设计企业无法迅速将产品市场化,阻碍MEMS压力传感器产业化进程。2018年以前,中国本MEMS传感器的制造代工环节多交由中科院、北京大学等科研院校完成,缺乏成熟的商业化企业,中芯国际等中国本土的传统半导体集成电路代工企业仍需上游设计企业协调辅助、导入MEMS制造工艺。受此影响,中国本土MEMS传感器制造代工企业缺乏丰富的工艺技术储备和大规模的市场验证反馈,难以为上游MEMS压力传感器设计企业提供完善的代工服务。此外,中国亦缺乏专

28、业从事MEMS传感器封装测试的企业。由于MEMS传感器封装测试具备定制化特征,从事传统半导体集成电路标准化封装测试的代工企业缺乏MEMS代工经验,上游MEMS压力传感器设计企业需自主完成封装测试或消耗较长时间协助代工企业完成技术工作。中国MEMS压力传感器产业链中游制造和封装测试环节工艺技术的薄弱积累将影响传感器市场化进程。以中国MEMS传感器头部企业为例,苏州敏芯微于2016年1月在其公开转让说明书中披露,苏州敏芯微花费6年时间完成传感器制造工艺和封装工艺在本土代工厂的技术导入工作,影响产品市场化进程。六、MEMS压力传感器行业发展趋势分析(-)MEMS压力传感器集成度上升由于物理尺寸小、兼

29、容性高等特点,MEMS传感器具备易于与其他传感器和相应配套器件集成的优势。伴随MEMS工艺技术的发展以及下游应用领域对多功能传感器需求的增加,MEMS压力传感器的集成度将逐渐上升。MEMS压力传感器集成主要包括两种,一种是传感器与作为信号调理电路的ASIC芯片集成,另一种是多种类型传感器及器件集成:与ASIC芯片集成MEMS压力传感器信号幅度较小,易受外界环境因素影响,同时传感器的特殊结构设计易引起输出信号呈非线性特征、零点漂移和温度漂移等现象,导致传感器感应数据的真实性和有效性降低。因此,传感器需通过配置放大器、滤波器和其他数模混合电路将输出信号进行线性化补偿、零点补偿和温度补偿等信号调理处

30、理。作为可根据传感器特殊需求进行匹配和定制化设计的专有应用程序芯片,ASIC芯片可针对传感器特征,将放大器、滤波器等器件的功能集为一体,作为传感器的信号调理电路,对传感器感应数据进行校正。通过与ASlC芯片集成,MEMS压力传感器不仅提高了数据可靠性,传感器所需配套器件数量亦相应减少,传感器的尺寸、重量、功耗和成本得到减小和降低,为生产满足下游应用的批量化、高可靠性、低成本的传感器提供条件。随着MEMS压力传感器需求的增加和集成工艺的成熟,基于与ASIC芯片集成带来的优点,传感器与ASIC芯片封装为一体的现象将日益普遍。例如,苏州明崎传感MEMS压力传感器产品将传感器与发挥电路输出调理功能的A

31、SIC芯片集成为一体,减小了传感器物理尺寸,降低了传感器功耗。多种传感器及器件集成伴随下游应用领域的发展,传感器数据采集维度增加,MEMS压力传感器逐渐由单一的、仅起到压力数据采集作用的器件向集合多种数据采集和处理为一体的智能传感器发展。压力传感器、陀螺仪、温度传感器等多种传感器以及其他功能器件集为一体,实现高度智能化,为拓展下游应用端精简地完成多维度数据采集提供条件。例如,在汽车TPMS系统中,汽车各轮胎均安装集压力、温度传感器和天线等器件为一体的功能模块,同时监测轮胎压力和受热情况并直接传输监测数据。在环境监测场景下,环境传感器集温度、压力、湿度传感器和ASIC芯片为一体,实现环境数据的综

32、合采集功能。(二)MEMS压力传感器行业垂直分工模式逐渐成为主流与传统半导体集成电路行业商业模式的发展路径相似,中国MEMS压力传感器行业将由当前的外购芯片封测模式向垂直分工模式(Fabless)方向发展。MEMS压力传感器产业链上游传感器设计企业与中游纯MEMS代工企业合作分工的商业模式将成为主流。由于中国MEMS压力传感器行业起步较晚,研发、设计和工艺积累薄弱,多数中国本土企业缺乏自主化能力,因此采用外购芯片封测模式为主。传感器芯片供应商多数为博世、英飞凌和恩智浦等国际企业,占据中国市场近90%的份额,影响中国MEMS压力传感器行业健康发展。除科研院校外,采用IDM模式的中国本土MEMS压

33、力传感器企业较少,且该模式需庞大的生产线投资,投资周期长,为企业带来资金占用风险,不利于企业快速实现产业化。对仍处于初步发展阶段的中国MEMS压力传感器行业而言,Fabless模式下,本土传感器设计企业可轻资产运营,无需大量生产设备等固定资产投入,投资周期短。生产制造交由专业代工企业可提升传感器设计企业的产品市场化速度,利于企业快速完成产品经验积累。以MEMS压力传感器企业发展途径为例,苏州敏芯微已具备传感器自主设计能力,并完成其传感器制造和封装工艺在本土代工厂的技术导入工作,受到技术协助,中芯国际、华润微电子、华天科技等中国本土代工厂的MEMS代工能力加强,促进苏州敏芯微产品快速推向市场。伴

34、随中国MEMS压力传感器企业自主设计能力的提高,Fabless模式将成为主流。七、MEMS压力传感器行业市场竞争格局由于中国MEMS压力传感器行业起步较晚,具备丰富技术储备和亿元以上收入规模的中国本土企业稀缺,产业链下游企业以采购进口产品为主,博世、英飞凌、恩智浦等国际企业占据中国MEMS压力传感器市场主导地位。为加强产业链协同和产学研合作,实现技术经验的快速积累、提高市场竞争力,中国本土MEMS压力传感器企业集聚效应明显。根据在中国MEMS传感器行业从事近10年MEMS传感器销售工作的专家表示,中国本土MEMS压力传感器企业与国际企业在技术、产能规模、盈利空间等方面均存在明显差距。中国本土企

35、业自主设计、制造和封装测试的产品仍然以军工市场和技术要求较低的中低端市场为主,如低端消费电子产品市场。在汽车电子等主要应用市场,中国本土企业缺乏竞争力,导致中国MEMS压力传感器民用市场80%以上的份额由国际企业占据。在此背景下,中国本土企业业务及生产规模显著落后于国际企业,生产规模的明显差距导致本土企业单位生产成本远高于国际领先企业,本土企业产品毛利率低于20%,而国际企业毛利率高于60%。为增强市场竞争力,中国本土MEMS压力传感器企业与MEMS科研院校注重人才技术交流与合作。从企业地域分布而言,MEMS压力传感器企业集中于以北京为首的环渤海地区和以上海为首的长三角地区。在环渤海地区,北京大学、中科院、中电科技集团等企事业单位为该地区科研技术支撑,北京青鸟元芯、耐威科技等为该地区代表性企业。在长三角地区,中科院上海微系统与信息研究所、上海微技术工业研究院、中科院苏州纳米所等单位为该地区科研技术支撑,苏州敏芯微、苏州纳芯微、苏州明白高、无锡纳微、无锡龙微等为该地区代表性企业。伴随中国MEMS压力传感器产业链和科研生态的逐步完善,中国本土企业技术积累将稳步增加,企业竞争力将不断提高,企业产品将逐渐受到下游认可接受,企业业务规模将持续扩大,中国MEMS压力传感器本土企业在市场中的地位将得到加强。八、MEMS压力传感器龙头企业主板:敏芯股份、纳芯微、士兰微、必创科技新三板:红光股份

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