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什么是MEMS芯片、MEMS傳感器?

lhl545545 ? 來(lái)源:ssdfans ? 作者:ssdfans ? 2020-06-12 09:42 ? 次閱讀

近日在投資圈和投行圈熱議的一個(gè)話題,就是IPO過(guò)程中來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的訴訟狙擊。這類事項(xiàng)一直都是IPO歷史的一大頑疾,屢見(jiàn)不鮮,而且近年來(lái)有愈演愈烈之勢(shì)。而深交所上市公司歌爾股份近期的所作所為,無(wú)疑把這一話題頂?shù)搅艘粋€(gè)新高度。歌爾股份在敏芯股份申請(qǐng)科創(chuàng)板IPO的過(guò)程中,步步緊逼,精準(zhǔn)狙擊,先后發(fā)起了15起知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)訴訟,最后3起專利侵權(quán)訴訟更是在敏芯股份上市委會(huì)議公告之后的一周內(nèi)提起,而且做法相當(dāng)?shù)摹皠?chuàng)新”:歌爾股份在上交所召開敏芯股份上市委會(huì)議前一天,后者甚至都還沒(méi)有接到應(yīng)訴通知書并知曉上述訴訟,前者就急不可耐地通過(guò)媒體爆出其在青島中級(jí)人民法院完成了立案!這番操作也是令人大跌眼鏡,堂堂A股市場(chǎng)白馬股是怎么回事,為什么誓要封堵一家科創(chuàng)板擬上市公司的上市道路?

明眼人一看就明白這是一場(chǎng)商戰(zhàn)。那商戰(zhàn)就得有動(dòng)機(jī),動(dòng)機(jī)是什么呢?是所謂的專利侵權(quán)么?人家擬上市公司成立到現(xiàn)在都13年了,根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì),敏芯股份MEMS麥克風(fēng)裸芯片出貨量早在13年就名列全球第4了,早不告晚不告,偏偏在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手公告IPO輔導(dǎo)之后開始輪番出擊,早干嘛去了?那是什么動(dòng)機(jī)呢?大家其實(shí)都明白,就是商業(yè)利益,也就是說(shuō)敏芯股份未來(lái)很快就要?jiǎng)拥礁锠柟煞莸暮诵睦媪耍颐粜竟煞菽壳耙?guī)模也沒(méi)那么大,又處在上市的敏感時(shí)期。此時(shí)不告,更待何時(shí)?

這個(gè)商業(yè)利益是什么呢?讓我們來(lái)看看兩家公司的業(yè)務(wù)模式和發(fā)展路徑吧。在分析兩家公司業(yè)務(wù)模式之前,讓我們先來(lái)科普一下什么是MEMS芯片,什么是MEMS傳感器

(一)什么是MEMS芯片、MEMS傳感器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的縮寫,中文名稱是微機(jī)電系統(tǒng)。MEMS芯片簡(jiǎn)而言之,就是用半導(dǎo)體技術(shù)在硅片上制造電子機(jī)械系統(tǒng),再形象一點(diǎn)說(shuō)就是做一個(gè)微米納米級(jí)的機(jī)械系統(tǒng),這個(gè)機(jī)械系統(tǒng)可以把外界的物理、化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這類芯片做出來(lái)可以干嘛?最常用的是承擔(dān)傳感功能。在整個(gè)大的信息系統(tǒng)里有點(diǎn)類似于人的感官系統(tǒng),例如MEMS麥克風(fēng)芯片相當(dāng)于人的耳朵,可以感知聲音;MEMS揚(yáng)聲器芯片相當(dāng)于人的嘴巴,可以發(fā)出聲音;MEMS加速度計(jì)、陀螺儀、磁傳感器芯片相當(dāng)于人的小腦,可以感知方向和速度;MEMS壓力芯片相當(dāng)于人的皮膚,可以感知壓力;MEMS化學(xué)傳感器相當(dāng)于人的鼻腔,可以感知味道和溫濕度。沒(méi)有MEMS芯片的人工智能和萬(wàn)物互聯(lián),就相當(dāng)于沒(méi)有感官器官的人。

那MEMS傳感器又是什么?MEMS傳感器就是把一顆MEMS芯片和一顆專用集成電路芯片(ASIC芯片)封裝在一塊后形成的器件。左圖是一張典型的MEMS麥克風(fēng)內(nèi)部構(gòu)造的放大圖,圖內(nèi)右邊的芯片是MEMS芯片,左邊的芯片是ASIC芯片。右圖是封裝后的MEMS麥克風(fēng)。

MEMS傳感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),而ASIC是把MEMS芯片產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)一步處理和傳輸?shù)较乱患?jí)電路。沒(méi)有MEMS芯片,MEMS傳感器就是一個(gè)沒(méi)有靈魂的空殼。

(二)MEMS芯片到底有多難做

MEMS這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明時(shí)間比晶體管的發(fā)明整整晚了40年,某位全球半導(dǎo)體知名投資基金的中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人,當(dāng)初在南加州大學(xué)伯克利分校實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡下第一次看到MEMS芯片里飛速旋轉(zhuǎn)的齒輪時(shí),直呼“Amazing(不可思議)!”

如果你去問(wèn)半導(dǎo)體圈的人,他們通常會(huì)告訴你:芯片創(chuàng)業(yè)難,MEMS芯片創(chuàng)業(yè)更難!為什么呢?因?yàn)镸EMS芯片的制造工藝和集成電路芯片完全不同,而且一種MEMS芯片對(duì)應(yīng)一種制造工藝。什么意思呢?就是說(shuō)一個(gè)MEMS芯片研發(fā)公司,好不容易從實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上做出實(shí)驗(yàn)片以后,很有可能發(fā)現(xiàn)沒(méi)有現(xiàn)成的芯片生產(chǎn)廠商(類似于臺(tái)積電、中芯國(guó)際)可以生產(chǎn),如果要真正出貨,還得自己吭哧吭哧地去研發(fā)芯片制造的工藝,再找到愿意開發(fā)這類業(yè)務(wù)的芯片生產(chǎn)廠商一起合作開發(fā)生產(chǎn)工藝。這就是敏芯股份為什么推動(dòng)了MEMS產(chǎn)業(yè)鏈全國(guó)產(chǎn)化的原因,后文會(huì)詳細(xì)說(shuō)。

那即使有代工廠可以生產(chǎn),是不是就一定能做出來(lái)呢?也不是,因?yàn)槭窃诠杵现圃烊S立體的機(jī)械系統(tǒng),工藝定制化特點(diǎn)突出,芯片研發(fā)公司還是得經(jīng)常到芯片生產(chǎn)廠商里調(diào)整工藝。到這里大家可以看得出來(lái),芯片研發(fā)公司要想做出性能出色的MEMS芯片,首先自己就得有開發(fā)生產(chǎn)工藝的能力。這可和一般的集成電路芯片研發(fā)企業(yè)不同,集成電路的生產(chǎn)工藝高度標(biāo)準(zhǔn)化,芯片研發(fā)企業(yè)只需要把電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好,就有芯片生產(chǎn)廠商可以幫它實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這就是MEMS芯片企業(yè)創(chuàng)業(yè)艱難的核心所在!

說(shuō)完了MEMS芯片和MEMS傳感器,讓我們來(lái)說(shuō)說(shuō)歌爾股份和敏芯股份在業(yè)務(wù)模式和發(fā)展空間上的區(qū)別吧。

(一)精密制造起家,憑借買芯片成就了全球MEMS麥克風(fēng)第二的地位

歌爾股份在2008年上市,最早上市的簡(jiǎn)稱不是現(xiàn)在的歌爾股份,而是歌爾聲學(xué)。“聲學(xué)”顧名思義就是主要做喇叭、麥克風(fēng)、耳機(jī)等跟聲學(xué)有關(guān)的器件。我們來(lái)看一看歌爾聲學(xué)的招股說(shuō)明書吧,根據(jù)招股說(shuō)明書的披露,那個(gè)時(shí)候歌爾聲學(xué)的主營(yíng)產(chǎn)品是(1)微型駐極體麥克風(fēng)、(2)微型揚(yáng)聲器/受話器、(3)藍(lán)牙系列產(chǎn)品、(4)便攜式音頻產(chǎn)品,再看看招股書里采購(gòu)和生產(chǎn)模式的描述,四大類產(chǎn)品里只有少量原材料是自制的,其余都是從國(guó)內(nèi)和國(guó)外的供應(yīng)商處采購(gòu),生產(chǎn)模式為接單生產(chǎn)。由上述描述不難看出,歌爾股份的起家業(yè)務(wù)就是精密聲學(xué)器件的組裝生產(chǎn)。

那歌爾股份什么時(shí)候開始接觸MEMS傳感器業(yè)務(wù)的呢?又是怎么切入的呢?我們之前已經(jīng)說(shuō)過(guò)MEMS麥克風(fēng)是MEMS傳感器的其中一個(gè)品類,歌爾股份在招股說(shuō)明書里有一塊最重要的業(yè)務(wù)就是微型駐極體麥克風(fēng)。什么是微型駐極體麥克風(fēng)我們就不多說(shuō)了,有興趣的自己百度一下。總之呢,MEMS麥克風(fēng)出現(xiàn)了以后,微型駐極體麥克風(fēng)在消費(fèi)電子里的應(yīng)用就越來(lái)越少了。2008年歌爾股份上市的時(shí)候就意識(shí)到了這個(gè)市場(chǎng)趨勢(shì),在募集資金項(xiàng)目里搞了一個(gè)MEMS麥克風(fēng)技改項(xiàng)目。產(chǎn)品都沒(méi)銷售,哪來(lái)的技改,這個(gè)就不多說(shuō)了。具體投了什么呢,8000多萬(wàn)的投資額也就只能投封裝測(cè)試生產(chǎn)線,絕對(duì)不會(huì)是芯片生產(chǎn)線。歌爾股份本來(lái)就是聲學(xué)精密器件組裝業(yè)務(wù)出身,客戶渠道都是現(xiàn)成的,這切入MEMS麥克風(fēng)業(yè)務(wù)也不是什么難事。隨著MEMS麥克風(fēng)商業(yè)化發(fā)展越來(lái)越成熟,歌爾股份在進(jìn)入蘋果、三星供應(yīng)鏈后很快MEMS麥克風(fēng)出貨量就躍居全球第二了,憑借蘋果供應(yīng)鏈和MEMS概念,歌爾股份成了資本市場(chǎng)上消費(fèi)電子行業(yè)的熱門股。

經(jīng)過(guò)前文的分析,大家是不是該對(duì)MEMS麥克風(fēng)和MEMS芯片有了個(gè)初步認(rèn)識(shí)呢?但大家可以發(fā)現(xiàn),從歌爾股份公開的資料當(dāng)中很難看到它對(duì)自產(chǎn)MEMS麥克風(fēng)的芯片來(lái)源有一個(gè)描述,甚至于刻意的在淡化MEMS芯片的來(lái)源。在歌爾股份最近一次可轉(zhuǎn)債反饋意見(jiàn)公告之前,大概只能在專業(yè)媒體的報(bào)道和蘋果手機(jī)、耳機(jī)的拆解報(bào)告中才能一窺究竟,用“黃皮白心”來(lái)形容歌爾股份出貨的MEMS麥克風(fēng)是最恰當(dāng)不過(guò)了,打開印有“Goertek”的封裝外殼以后,露出來(lái)的就是印著“Infineon”(德國(guó)英飛凌公司,全球知名半導(dǎo)體芯片企業(yè))的MEMS芯片和ASIC芯片。在《關(guān)于請(qǐng)做好歌爾股份公開發(fā)行可轉(zhuǎn)債申請(qǐng)發(fā)審委員會(huì)準(zhǔn)備工作的函》的回復(fù)中清楚地寫著:“公司在MEMS封裝設(shè)計(jì)能力方面擁有較強(qiáng)的技術(shù)儲(chǔ)備,并且同核心芯片廠商建立了穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關(guān)系”。這就是中國(guó)電子黃金10年的真實(shí)縮影,半只腳邁出了富士康而已,這從它的綜合毛利率就可以窺見(jiàn)一斑,2019年歌爾股份的綜合毛利率為16%。具體可以看看2019年11月26日刊登在“”遠(yuǎn)川科技評(píng)論“公眾號(hào)中的《電子黃金十年,中國(guó)僅有半只腳邁出了富士康》這篇文章。

(二)半導(dǎo)體基因,13年打造中國(guó)MEMS全國(guó)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的先行者

敏芯股份,2007年在蘇州工業(yè)園區(qū)成立,可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)首批成立并幸存發(fā)展至今的MEMS芯片研發(fā)企業(yè)。敏芯股份的創(chuàng)立者李剛在碩士和博士階段的研發(fā)方向都是MEMS技術(shù),博士畢業(yè)以后就開始了創(chuàng)業(yè)歷程,創(chuàng)業(yè)方向當(dāng)然是自己始終看好的MEMS芯片。

夢(mèng)想是美好的,現(xiàn)實(shí)是骨感的,而且是相當(dāng)骨感。在敏芯股份創(chuàng)業(yè)初期,MEMS傳感器的商業(yè)化程度還非常低,整體市場(chǎng)規(guī)模很小,所以也沒(méi)有商業(yè)化的芯片生產(chǎn)廠商愿意投資MEMS生產(chǎn)線。這意味著什么?意味著一個(gè)初創(chuàng)公司的市場(chǎng)和生產(chǎn)條件基本為零。所幸中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所(以下簡(jiǎn)稱”蘇州納米所“)在2008年建成了MEMS研發(fā)平臺(tái),據(jù)了解,敏芯股份的第一批芯片就是在蘇州納米所的研發(fā)平臺(tái)生產(chǎn)出來(lái)的,最初敏芯股份定位于成為德國(guó)英飛凌那樣的獨(dú)立芯片供應(yīng)商,向A股上市公司共達(dá)電聲出售芯片,幫助其發(fā)展MEMS業(yè)務(wù),為了幫助共達(dá)電聲形成MEMS麥克風(fēng)出貨能力,敏芯股份又在2008年上半年向共達(dá)電聲導(dǎo)入了MEMS麥克風(fēng)封裝技術(shù),這在共達(dá)電聲的招股說(shuō)明書中可以得到驗(yàn)證。看到這兒,我們可以發(fā)現(xiàn),2008年上半年敏芯股份就已經(jīng)形成了芯片和封裝的自有技術(shù),而同期歌爾股份的MEMS封裝測(cè)試線還在規(guī)劃中,不知道后者哪來(lái)的自信從2019年7月開始不停地發(fā)起針對(duì)敏芯股份的侵權(quán)訴訟。

搜索一下公開文件可以看到,敏芯股份的發(fā)展歷程和整個(gè)中國(guó)MEMS國(guó)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成過(guò)程高度重合。2010年華潤(rùn)上華在MEMS國(guó)家02專項(xiàng)的支持下,開始籌建國(guó)內(nèi)第一條商用的MEMS芯片生產(chǎn)線,敏芯股份將MEMS麥克風(fēng)和壓力芯片的生產(chǎn)工藝導(dǎo)入華潤(rùn)上華,至今仍然是華潤(rùn)上華最大的MEMS芯片客戶。2014年敏芯股份將MEMS麥克風(fēng)、壓力傳感器的封裝技術(shù)導(dǎo)入華天科技,至今也是華天科技最大的MEMS封裝客戶。2015年敏芯股份將MEMS加速度計(jì)芯片生產(chǎn)工藝導(dǎo)入中芯國(guó)際,開創(chuàng)性地將MEMS和ASIC兩顆芯片集成為一顆芯片,推出全球最小尺寸MEMS加速度計(jì)傳感器,與此同時(shí)敏芯股份也是中芯國(guó)際最重要的MEMS芯片客戶。

最近發(fā)生的華為以一己之力對(duì)抗美國(guó)重壓的事件告訴我們,芯片制造能力掌握在自己手中有多重要!敏芯股份無(wú)疑選擇了一條最為艱難但厚積薄發(fā)的道路,形成了從芯片設(shè)計(jì)、芯片仿真工具設(shè)計(jì)、芯片制造工藝、封裝設(shè)計(jì)、封裝制造工藝、測(cè)試工藝的全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)能力,加上產(chǎn)業(yè)鏈的整合能力,敏芯股份不僅可以繼續(xù)在MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域擴(kuò)大份額,還能在其他的MEMS傳感器領(lǐng)域大展拳腳。這也就是敏芯股份在客戶檔次仍有提升空間的情況下,報(bào)告期內(nèi)能取得35-40%的毛利的重要原因。

(三)前后受敵,狙擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手上市成為必然

根據(jù)知名市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的報(bào)道,歌爾股份的芯片供應(yīng)商——德國(guó)英飛凌近年來(lái)在單純出售芯片的同時(shí)也開始涉足封裝后的MEMS傳感器業(yè)務(wù)。什么意思呢?就是說(shuō)在部分市場(chǎng),英飛凌不打算繼續(xù)賣芯片給歌爾股份,自個(gè)兒把芯片封裝成麥克風(fēng)成品對(duì)外出售,歌爾股份原來(lái)的供應(yīng)商在高端客戶層面要成為自己的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手了。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,英飛凌已經(jīng)成為第二代的Airpods Pro的MEMS麥克風(fēng)成品供應(yīng)商。毋庸置疑,歌爾股份的高端份額正在被昔日的供應(yīng)商擠壓。

而敏芯股份堅(jiān)持自主研發(fā)MEMS芯片和ASIC芯片,從”農(nóng)村“開始包圍”城市“了,正在逐漸進(jìn)入全球最重要的7大消費(fèi)電子品牌,要?jiǎng)痈锠柟煞莸暮诵目蛻舻案饬恕S酶贡呈軘硜?lái)形容歌爾股份現(xiàn)在的MEMS麥克風(fēng)業(yè)務(wù)是最恰當(dāng)不過(guò)。這也不難解釋為什么要在敏芯股份的上市敏感時(shí)期頻繁發(fā)起知識(shí)產(chǎn)權(quán)訴訟來(lái)狙擊對(duì)手。

(四)中國(guó)芯片制造,且行且珍惜

筆者認(rèn)為,與其他硬科技行業(yè)類似,國(guó)內(nèi)的MEMS芯片行業(yè)剛剛起步,公平及良性的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。尤其是向MEMS芯片這種定制工藝特點(diǎn)突出的行業(yè),還有眾多類型的芯片的生產(chǎn)工藝需要行業(yè)先行者去研發(fā)和突破。如果歌爾股份真的有能力做MEMS產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,請(qǐng)舉起所謂的知識(shí)產(chǎn)權(quán)武器去對(duì)抗國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)者,或者是真正地從芯片端給中國(guó)的MEMS產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn),別再為了一己私利而去狙擊友商上市發(fā)展。

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    ? MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微電子機(jī)械系統(tǒng))傳感器作為連接物理世界與數(shù)字世界的橋梁,正在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。從消費(fèi)電子到汽車電子,從
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    如何選擇合適的MEMS傳感器

    在現(xiàn)代技術(shù)中,MEMS傳感器因其小尺寸、低成本和高集成度而變得越來(lái)越重要。它們廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。選擇合適的MEMS傳感器對(duì)于確保系統(tǒng)性能和可靠性至關(guān)
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    MEMS傳感器應(yīng)用領(lǐng)域 MEMS技術(shù)在智能手機(jī)中的應(yīng)用

    MEMS傳感器,即微型傳感器,是將機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子電路集成在一塊硅片上的高科技裝置。其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,特別是在智能手機(jī)中的應(yīng)用尤為突出。以下是對(duì)MEMS
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    mems傳感器是什么意思_mems傳感器原理是什么

    MEMS傳感器是一種微型電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems)傳感器,它將傳感器和微機(jī)電系統(tǒng)集成在一起,利用微納技術(shù)實(shí)現(xiàn)微型化。這種
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    MEMS流量傳感器的發(fā)展歷史與原理

    50-60年代,隨著集成電路芯片的出現(xiàn),人們開始探索在芯片上制作微小機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的可能性。這種利用半導(dǎo)體材料制作電子與機(jī)械結(jié)構(gòu)的思想,為MEMS技術(shù)的誕生奠定了理論基礎(chǔ)。 在1980年代,隨著微加工技術(shù)的進(jìn)步,各類
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    60+圖片,10大MEMS傳感器原理全解析!網(wǎng)上很難找到!

    MEMS技術(shù)是當(dāng)今最炙手可熱的傳感器制造技術(shù),也是傳感器小型化、智能化、低能耗的重要推動(dòng)力,MEMS技術(shù)促進(jìn)了傳感器的極大發(fā)展, 如果沒(méi)有
    的頭像 發(fā)表于 06-23 15:37 ?4353次閱讀
    60+圖片,10大<b class='flag-5'>MEMS</b><b class='flag-5'>傳感器</b>原理全解析!網(wǎng)上很難找到!