隨著智能化場(chǎng)景的進(jìn)一步普及，各類新興應(yīng)用領(lǐng)域如可穿戴設(shè)備、智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等，為眾多半導(dǎo)體技術(shù)帶來了更廣的應(yīng)用范圍，其中便包括MEMS。

MEMS的全稱是微型電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System），主要是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的一種集成。當(dāng)前隨著MEMS技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在消費(fèi)電子、通信、生物醫(yī)療、汽車電子等多個(gè)領(lǐng)域中日漸普及。

根據(jù)Yole Development發(fā)布的MEMS產(chǎn)業(yè)報(bào)告預(yù)測(cè)，全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模將從2019年的115億美元增長至2025年的177億美元，復(fù)合增長率達(dá)到7.4%。

失去議價(jià)權(quán)的國產(chǎn)MEMS

為了更全面了解MEMS市場(chǎng)，記者采訪到了美新半導(dǎo)體CEO職春星，他認(rèn)為，近幾年來中國是亞太地區(qū)MEMS發(fā)展?jié)摿ψ畲?、增速最快的市?chǎng)，尤其是隨著5G通信和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，催生出海量應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)MEMS產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

不過近幾年，全球受到新冠疫情影響，導(dǎo)致供應(yīng)鏈幾近崩潰，讓許多元器件一下就變得供需失衡。當(dāng)然，這里并非完全是壞事，也讓元器件的國產(chǎn)替代率快速上升。同時(shí)在市場(chǎng)供應(yīng)不足、需求大漲的情況下，也讓不少國內(nèi)的半導(dǎo)體企業(yè)得以獲益。

但在MEMS市場(chǎng)卻似乎并沒有這種情況，據(jù)國內(nèi)某專攻MEMS硅麥的廠商透露，在這一輪缺貨漲價(jià)潮中，MEMS產(chǎn)品反而并沒有那么緊缺，一方面是他們公司自己就有一座晶圓廠，可以自行生產(chǎn)制造，另一方面是國內(nèi)的MEMS廠商很難獲得議價(jià)權(quán)。

如今全球頂級(jí)MEMS廠商主要為博世、博通、Qorvo、ST、TI、歌爾、惠普、樓氏、TDK、英飛凌等。其中英飛凌收購了賽普拉斯而躋身到全球前十的行業(yè)，而中國企業(yè)歌爾繼2019年首次躋身前十后，又在2020年MEMS廠商營收排名中位列第六。

相比目前的國際大廠，國內(nèi)廠商還有較大差距，職春星表示，當(dāng)前國內(nèi)傳感器行業(yè)處于更新?lián)Q代的關(guān)鍵時(shí)期，傳感器需要更微型、更智能、更網(wǎng)絡(luò)化、更系統(tǒng)、更多功能的產(chǎn)品，但我國的MEMS傳感器技術(shù)相比國外還是有很大差距，當(dāng)務(wù)之急是縮小這種差距。

由于MEMS產(chǎn)品非標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，因此MEMS廠商無法僅僅通過單一工藝支持整個(gè)產(chǎn)品的世代，也意味著除了采用相同的硅材料外，MEMS沒有可以用在所有器件中的通用基礎(chǔ)元件。

這就需要MEMS制造商針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品采取不同的工藝策略，所以在生產(chǎn)過程中，往往要同時(shí)對(duì)多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行工藝研發(fā)，并且在產(chǎn)品測(cè)試合格實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)銷售前，還需要投入大量資金維持公司運(yùn)營。因此MEMS相比傳統(tǒng)的集成電路不僅需要大量的時(shí)間成本，還需要大量的資金投入，資金壁壘較高。

但從技術(shù)成熟度的角度來看，國內(nèi)的MEMS技術(shù)發(fā)展目前仍然處于起步階段。而在專利上，雖然專利數(shù)量位列世界第三，不過核心專利較少，同時(shí)申請(qǐng)專利的單位主要以高校與研究所為主，產(chǎn)業(yè)研究程度低，仍需要成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

而在封裝制造上，國內(nèi)比較缺乏代工經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)代工企業(yè)制造出來的MEMS傳感器在可靠性與良率率上距離市場(chǎng)應(yīng)用仍然有一定的差距。并且大部分國內(nèi)企業(yè)為中小型企業(yè)，資金不足，很難吸引足夠人才，導(dǎo)致科研能力較弱，進(jìn)一步降低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

針對(duì)這一情況，職春星表示美新做了幾個(gè)方面的改革，首先，加大對(duì)傳感器的開發(fā)投入。美新從2020年開始規(guī)劃并實(shí)施了三年戰(zhàn)略目標(biāo)，規(guī)劃了好幾款新產(chǎn)品，并加大新產(chǎn)品的研發(fā)投入。其次，利用美新的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，加快全球市場(chǎng)拓展，加快市場(chǎng)份額的提升，加快商業(yè)變現(xiàn)。

最后，在實(shí)際應(yīng)用中，隨著需求的升級(jí)和市場(chǎng)拓展不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)的整體解決方案越來越被重視，美新不僅關(guān)注細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品提供，還重視產(chǎn)業(yè)鏈上價(jià)值的獲取能力。美新各類產(chǎn)品均供軟件和方案支持，企業(yè)目標(biāo)是成為完整方案提供商。

構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)系統(tǒng)是國產(chǎn)MEMS的出路

與此同時(shí)，國內(nèi)MEMS的廠商目前處境并不算好，有業(yè)內(nèi)高管透露，前段時(shí)間上游原材料價(jià)格上漲，但國內(nèi)的MEMS產(chǎn)品卻由于沒有太大的議價(jià)權(quán)，因此無法將成本轉(zhuǎn)移至下游，導(dǎo)致上漲的成本只能企業(yè)自己承受，也讓不少國內(nèi)的MEMS廠商感到巨大的壓力。

該高管還表示，其公司目前雖然有了晶圓制造廠與生產(chǎn)車間，但在設(shè)計(jì)端卻較為薄弱，因此想要招攬一些設(shè)計(jì)方面的人才補(bǔ)強(qiáng)企業(yè)的短板。但隨著半導(dǎo)體行業(yè)受到資本的青睞，人才價(jià)格水漲船高，導(dǎo)致這家MEMS公司也很難招到合適的人才。

沒有高端人才，在技術(shù)上就很難做出大的突破，更遑論要在MEMS市場(chǎng)上做到國產(chǎn)替代了。職春星也認(rèn)為，盡管MEMS傳感器領(lǐng)域在近幾年得到了快速的發(fā)展，國產(chǎn)替代率越來越高，如美新已經(jīng)成為全球最大的地磁供應(yīng)商之一，但實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，還是有很長的路要走。

一方面，MEMS傳感器產(chǎn)品是一個(gè)橫跨物理、機(jī)械和微電子領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)，是一個(gè)門檻和技術(shù)含量很高的領(lǐng)域，沒有標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，對(duì)底層核心技術(shù)的研發(fā)依賴性很強(qiáng)。

另一方面，目前國內(nèi)的傳感器企業(yè)面臨很大挑戰(zhàn)。這個(gè)挑戰(zhàn)表現(xiàn)在，國家從科研，到教育再到發(fā)明創(chuàng)新的文化氛圍等，并不足以支撐對(duì)目前市場(chǎng)機(jī)遇的把握。國內(nèi)在一些基礎(chǔ)的研究和創(chuàng)新方面，缺乏系統(tǒng)性和足夠的耐心，甚至過于注重短期的利益達(dá)成。

舉個(gè)例子，通常一款芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)，需要數(shù)年時(shí)間，但隨著資本的不斷涌入，期望能夠在更短時(shí)間內(nèi)獲得回報(bào)的呼聲也越來越高，導(dǎo)致國內(nèi)投資與研發(fā)環(huán)境變得非常浮躁。

而MEMS的技術(shù)研發(fā)需要比較長時(shí)間的投入，一款傳感器的研發(fā)一般需6到8年，加之測(cè)試、導(dǎo)入產(chǎn)業(yè)鏈的時(shí)間，一般需要接近二十年。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，導(dǎo)致中國MEMS企業(yè)無法在價(jià)格戰(zhàn)中獲利。

職春星建議國內(nèi)需要一個(gè)全面的生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，中國現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長期處于點(diǎn)狀的發(fā)展局面，而由于某些原因又受到國外的限制，如果整個(gè)產(chǎn)業(yè)界不形成共識(shí)，聯(lián)手起來構(gòu)建一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)，在國際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)和實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化將會(huì)非常困難。

小結(jié)

當(dāng)前國內(nèi)市場(chǎng)需求巨大，國內(nèi)優(yōu)秀廠商與本土的大型企業(yè)合作有先天優(yōu)勢(shì)，但大多國內(nèi)MEMS廠商基本以Fabless為主，或者只有制造端，設(shè)計(jì)較為薄弱，相較于國外的IDM企業(yè)，供應(yīng)鏈及銷售量不完善。另外，MEMS企業(yè)初期發(fā)展投入大，盈利難度大，所需要的資金與人才資源較多，需要有大企業(yè)支持或者較強(qiáng)的資本背書才能讓企業(yè)迅速發(fā)展，不過國內(nèi)投資環(huán)境仍較為浮躁。因此讓國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界達(dá)成共識(shí)，建立完善的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菄a(chǎn)MEMS突圍的關(guān)鍵。