2020年6月2日，上海證券交易所科創板股票上市委員會審議通過蘇州敏芯微電子技術股份有限公司發行上市申請。一方面敏芯股份作為國內MEMS產業自主發展的代表企業，團隊十多年的深耕和努力終於得到資本市場的認可，另一方面敏芯背後的投資機構也均取得了豐厚的回報。這對於中國MEMS行業從業者和投資人來說無疑是振奮人心的。
MEMS作為信息獲取和交互的關鍵器件，隨著物聯網和人工智能技術的不斷升級和普及，應用範圍越來越廣泛。尤其是在5G技術的推廣背景下，MEMS傳感器已成為趨勢，近年來出貨量一直保持較高的增速。
MEMS的概念和特點
MEMS即Microelectro Mechanical Systems，又稱微機電系統，是一項涉及到電子、機械、材料、物理學、化學等多學科融合的技術。通俗點說，是將微小型的機械結構（包括傳感器、執行器等）、信號傳輸/處理器、控制電路等集成到芯片級別的器件或系統。經過40餘年的發展，已經成為全球科技行業矚目的重要領域，目前MEMS在消費電子、汽車、醫療和工業領域均有應用，已研製出的較成熟的器件包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、MEMS壓力傳感器、MEMS光學器件等。
圖1 常見的MEMS工作原理
來源：賽迪顧問
MEMS最大的物理特點在於其微型化和集成化，因此也決定了從工藝上更類似於芯片製造工藝。而傳統機電製造工藝的傳感器和執行器在物聯網高速發展的時代已經很難與大部分場景匹配，體積、效能、大批量的生產成本、生產效率等都是其無法克服的天然劣勢，而小體積和高效能卻正是MEMS器件的核心優勢。同時MEMS傳感器在感知層的基礎上，可以進行信號分析、處理甚至決策的算法集成，智能化程度更高，顯然更適用於各類智能化場景。
2
MEMS的發展歷程和全球格局
MEMS技術源自於美國，最早可以追溯到美國UC Berkeley發明的微馬達，引發了美國學術界和產業界對微機構的探索和開發熱潮。20世紀80-90年代，以ADI為代表的美國器件公司開始在汽車電子領域大量開發包括安全氣囊、制動壓力、胎壓監測等產品，並取得了巨大的成功，直到今天ADI的產品在汽車ABS、ESC方向仍有非常重要的行業影響力。2007年之後，隨著手機和移動互聯網的大規模普及，在激烈的市場競爭下消費電子行業的創新力度持續加碼，MEMS的小體積和低功耗的特性被髮掘並得到大規模應用。如果說2007年之前，MEMS器件還主要是在單個產業（汽車、手機等）為人熟知，那自物聯網產業發展以來，MEMS技術可謂是逐漸“出圈”了，可穿戴設備、AR/VR、智能駕駛、智能家居、智慧工廠、智慧醫療等等行業的傳感和執行器件都值得進行MEMS產品化的改進和優化，以滿足更小、更低耗、更高性能和更低生產成本的市場需求。
根據Yole Development公佈的2018年MEMS市場數據，全球TOP30的MEMS元件廠商合計佔了90%的份額，其中美國Broadcom和德國Bosch依然佔據銷售額第一和第二的市場地位。
圖2 2018年MEMS銷售額Top30
數據來源：Yole Development
圖中Goertek和AAC是來自中國的歌爾聲學和瑞聲科技，分別位列全球第11位和23位。
美國是MEMS技術的發源地，在技術、產品和產業上處於領先地位，也已培育和發展了一批具有全球影響力的領導企業。而中國MEMS產業實際2009年才開始起步，現在仍處於追隨狀態，且在傳感器的性能（精度、穩定性等）指標上與國外仍存在不小的差距，主要原因之一在於國內的從事MEMS產業研究環境的不成熟，本來MEMS研發週期就較長，敏芯股份在其招股說明書中多次提示產品研發週期風險，行業人士也透露一款新型MEMS產品的研發到出貨至少是5年打底，因此很少有企業願意投入精力和資金話費這麼長時間去燒錢研發，從而在產業技術積累、迭代以及人才培養上很難形成集聚效應。另外一個原因也在於國內產業鏈尚不夠完整，MEMS傳感器是具有很強的規模效應的行業，只有出貨量提升，整個產業鏈才能有足夠的利潤，當前階段中國MEMS產業鏈還在優化和完善的過程中。
3
MEMS產業鏈
MEMS傳感器生產和芯片一樣包含設計研發、生產製造、封裝測試等環節，同樣也主要分Fabless和IDM兩種商業模式。受限於國內企業和供應鏈發展階段限制，我們所說國內MEMS公司基本還是以Fabless為主，歌爾聲學、瑞聲科技、敏芯股份等均是設計研發企業，加工製造往往依賴於中芯國際、華潤上華等為主，封裝測試則以華天科技、長電科技等為代表。
從長期來看，不少MEMS廠商都儲備或掌握部分晶圓製造和封裝測試的技術工藝，也有不少廠商在自建封測線，未來不乏有規模和實力的廠商轉向IDM模式，打通從設計、製造到封裝的各個環節。
4
總結
中國作為全球最大的電子產品生產基地，同時也是最大的消費市場，MEMS器件的消耗量也是全球第一，發展國內MEMS傳感器在需求側的優勢是十分明顯的。雖然國內MEMS在供給側的技術能力、人才積累和產業協同等方面都還比較弱，但基於以下四點行業現狀也讓我們看到國內MEMS產業的巨大機會：
1）隨著物聯網技術的升級和智能化場景的普及，市場對MEMS產品需求的不斷提升而帶來的供給端刺激；
2）以歌爾聲學、敏芯股份等為代表的龍頭企業釋放出來的行業集聚效應，包括其創新性產品對市場的教育、高門檻帶來的高利潤對眾多科技公司的示範效應以及其人才的對外輸送所帶來的技術流動性，都會對整個行業產生深刻的影響；
3）在政府、企業，以及以上海微工院、蘇州納米所等為代表的科研院所的共同努力下，現已逐漸形成了相對完善的MEMS產業鏈條；
4）手機、汽車等領域的國內MEMS下游應用企業出於對國外廠商的謹慎性，已開始逐漸向國產供應廠商傾斜。
MEMS技術被譽為21世紀具有革命性的高新技術，對於企業、行業和國家來說戰略意義非同一般。同時MEMS涉及多學科技術的融合，涵蓋的產業鏈複雜，研發和攻入市場週期長，需要大量的資金和時間投入，期待更多有眼光、有耐心的企業和投資公司深入參與和支持國內MEMS行業的發展。
