资讯 缺乏耐心，产业分散，国产MEMS出路到底在哪？
缺乏耐心，产业分散，国产MEMS出路到底在哪？
电子发烧友网报道（文/黄山明）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%。
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。
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。
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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