近日,中國電科產業基礎研究院美泰科技微機電系統(MEMS)傳感器市場拓展再獲突破,自主研發的MEMS慣性器件與系統累計實現百萬級裝車,并獲得多家重點新能源車企50多款新能源車型定點,MEMS壓力傳感器與芯片獲得兩百萬只訂單,安全氣囊加速度傳感器完成量產定型,正在國內主流車廠開展應用驗證。
“MEMS尺寸最大的不超過一個厘米,最小的僅為幾個微米。就是這么微小的器件,能夠把信息的獲取、處理和執行集成在一起,組成具有多功能的微型系統,從而大幅度地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。”作為國內最早從事MEMS技術與產品探索研發的企業,近年來,中國電科產業基礎研究院河北美泰電子科技有限公司(簡稱“美泰科技”)始終以雄厚的技術實力、扎實的產品積累,沿著產業化創新發展之路,領跑汽車傳感器新賽道。
慣性器件新發展,搶占自動駕駛制高點“這個車的方向盤自己轉,不用人操作,即可自動駕駛。”技術人員介紹,使用慣性傳感器就能感受汽車最基本的速度、位置的變化,實現自動泊車、自動駕駛,而這其中的關鍵核心技術是該公司完全自主研發的。“MEMS慣性器件是汽車自動駕駛的傳感器核心芯片,可應用于檢測和測量汽車加速度、傾斜、旋轉和多自由度運動,是解決導航、定向和運動載體控制的重要部件。”技術專家介紹,該系列慣性器件,具有體積小、重量輕、可靠性高、功耗低、成本低、可大批量生產等優點,已經通過了車規級最高規格的AEC-Q100認證。之所以能夠通過嚴苛的車規級認證,與美泰科技長期在MEMS領域的專注與堅持是分不開的。
作為國內MEMS慣性器件的先行者,美泰科技率先開始了MEMS技術與產品的探索與研發,推出了我國首款實用化MEMS加速度傳感器,占領了慣性技術的高地。瞄準產業化市場,美泰科技敏銳洞察到了MEMS慣性器件在汽車領域中的重要作用,推出了集成的MEMS慣性/衛星組合導航系統,該款產品能夠輸出高實時性、高連續性的車輛姿態、方位、位置、速度信息等傳感數據,具有不間斷厘米級定位精度、不受外界干擾等獨特優勢,實現了對自動駕駛汽車“全天候”精確定位定向,也在國際上首次實現MEMS慣性器件用于自動駕駛領域,目前已成功批量應用于國內主流頭部車企重點車型,累計出貨超20萬套。
中國MEMS慣性傳感器行業規模在2017年-2021年期間,受到消費電子、汽車等市場下行的影響,MEMS傳感器行業規模持續走低,至2022年開始,隨著智能網聯汽車的蓬勃發展,汽車 對MEMS傳感器的需求有了顯著增加,并且在未來幾年都將持續保持增長趨勢。下游應用市場智能手機以及汽車的不良表現也同步影響著MEMS市場的表現。2017年-2019年間可穿戴設備等新型消費電子和汽車ADAS對MEMS慣性傳 感器需求增長的貢獻不斷提升,但同時全球智能手機市場需求增長疲軟,智能手機對MEMS慣性傳感器市場規模的驅動力減弱,而在2018-2020年期間經濟下行及疫情對乘用車市場的影響也直接導致MEMS傳感器的需求量降低。
隨著5G帶來的智能手機市場回暖、新型消費電子滲透率的提升以及ADAS、自動駕駛等汽車智能化的進一步發展,MEMS慣性傳感器生產需求將保持穩定 增長。頭豹預計2023至2026年中國MEMS慣性傳感器行業市場規模年復合增長率將達到11.15%,到2026年能夠增長至362.58億元。
中國MEMS慣性傳感器市場競爭格局
中國MEMS慣性傳感器市場競爭集中于民用領域。由于軍規級傳感器涉及國家戰略安全,通常交由符合軍用資質的企事業單位設計和制造。軍規級傳感器 通常成本高昂,尺寸較大、多為非標產品且總需求量較小,市場規模小。在對傳感器成本、尺寸、產能規模等方面均提出較高要求的民用領域,中國本土企業競爭力薄弱。相比Bosch、ST、ADI等國際領先企業,本土企業市場 占有率低、業務規模小、技術積累少、客戶資源少、產品可靠性驗證機會少。根據在中國MEMS慣性傳感器行業從事10年以上研發及銷售工作的專家表 示,中國本土MEMS慣性傳感器企業與國際企業在技術和業務規模等方面均存在明顯差距。在消費級市場和中端工業級市場,國際領先企業占據市場主導地位。Bosch、ST等頭部企業合計占據中國加速度計器市場70%以上份額,占據陀螺儀80%以上份額,占據IMU85%以上份額。從市場集中度角度而言,加速度計市場CR3大于80%,陀螺儀計市場CR3大于90%,IMU市場CR3大于95%。隨著中國企業的技術研發技術不斷提升,未來有望趕超國際水平,但傳統應用領域已被國際企業占據,對于中國企業來說,突破當前市場格局現狀的關鍵 在于挖掘新興市場需求,如物聯網、自動駕駛等領域。
MEMS,挑戰與機遇并存
像壓力、位置這種車身感知傳感器,從工作原理上將大多采用了MEMS(微機電系統)方案。就是用集成電路技術,把很多元件集成在一塊或多塊芯片上。相較于傳統機電工藝傳感器,它具有低成本、集成化、功效高的優勢。目前來看,平均每輛車要配備24個左右的MEMS傳感器,中高檔搭載的傳感器更多,MEMS傳感器的單車價值在2000-20000元這個區間。整個市場增速相對比較穩定,近五年年增速約7%,未來增量主要來源于MEMS慣性導航傳感器,它有望隨著L2(輔助駕駛)以上車型采用高精度的車載導航系統,成為新增長點。如果沿著MEMS傳感器向其上游看,你會發現,它的封測成本基本上是總成本的50%還要多,而且主要還是非標準工藝,據筆者了解,各玩家主要采用自研的方法進行測試。國內的玩家在設計、制造和封測環節和國外的巨頭相比還有一定的差距。舉個例子,測試環節需要的高質量測試設備,基本被國外龍頭壟斷。MEMS前三大供應商(博世、森薩塔、恩智浦)占據了接近60%的市場份額。整個行業的高技術壁壘,讓國內玩家還有很長的路要走。
誰能搶占先發優勢
多年前,當全球汽車產業開啟了電動化的浪潮時,一窮二白的我們奮起直追,現在已經實現了三電系統,尤其是鋰電池領域的全面追趕到超越。而在自動駕駛目標的驅動下,傳感器作為汽車之眼,有望實現量價齊升。最近一個季度投資者們的表現就是最好的例證。而無論是在激光雷達還是毫米波雷達,國內玩家仍然有很多需要向國外龍頭學習的地方,這條賽道的技術壁壘更高、想突破的難度更大。但從最近國內毫米波雷達龍頭發布的消息看,已經有下游整車廠愿意搭載國內雷達,這是一個利好的信號。所以,緊盯量產之路,成為業績提升的不二法門。
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審核編輯 黃宇
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