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请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 [Table_MainInfo] 行业研究/信息设备/电子元器件 证券研究报告 行业深度报告 2016 08 23 [Table_InvestInfo] 投资评级 增持 维持 市场表现 [Table_QuoteInfo] 2323.04 3822.98 5322.92 6822.87 8322.81 9822.75 2015/5 2015/8 2015/11 2016/2 电子元器件 海通综指 资料来源:海通证券研究所 相关研究 《产业整合新逻辑助力,半导体板块出现 投资机会!》2016.08.12 《产业整合新逻辑助力,半导体板块再现 投资机会 海通电子周报 2016 年第 27 期》2016.08.08 《中国存储新时代即将开启! 海通电子 周报 2016 年第 27 期》2016.08.04 [Table_AuthorInfo] 分析师:陈平 Tel:(021)23219646 Email:[email protected] 证书:S0850514080004 传感器感知世界的力量 [Table_Summary] 投资要点: 万物互联时代到来,传感器是物联网的心脏,前景巨大。麦肯锡报告指出, 2025 年,物联网带来的经济效益将在 2.7 万亿到 6.2 万亿美元之间。传感器 是数据采集的入口,物联网的心脏,将迎来巨大的发展空间。2015 年全球传 感器市场规模为 1019 亿美元,BCC Research 预计 2016-2021 年复合增长率 11%,到 2021 年将达到 1906 亿美元,传感器的市场空间极为广阔; MEMS 是传感器的未来,智能硬件推动 MEMS 传感器快速发展。 以智能手机为 代表的智能硬件,应用了大量传感器以增加其智能性,提高用户体验。预计未 来高端智能手机使用的 MEMS 传感器数量还将提升,并从高端向低端不断渗透; 可穿戴设备、VR 设备、无人机等新的智能硬件层出不穷,推动 MEMS 传感器 不断向前发展。根据市场研究公司 IHS 的数据,在 2015-2019 年之间,智能硬 件以 14.4%的年复合成长率推动 MEMS 市场成长; 智能汽车和无人驾驶是驱动 MEMS 传感器发展的重要动力。在智能汽车时代, 将会使用大量的 MEMS 运动传感器实现主动安全技术;语音将成为人与智能汽 车的重要交互方式,MEMS 麦克风将迎来发展新机遇。自动驾驶技术的兴起, 进一步推动了 MEMS 传感器进入汽车。汽车行业占据整个 MEMS 市场份额超 30%2015 年全球汽车 MEMS 行业营收为 37.3 亿美元。根据 Yole 的预测, 未来六年,全球汽车 MEMS 市场预计将以 4.2%的复合年增长率稳步增长; MEMS 传感器在智慧工业时代前景无限。MEMS 传感器是智能工厂的心脏它让产品生产流程持续运行,并让工作人员远离生产线和设备,保证人身安全 和健康。根据 Yole 的预测,未来六年,MEMS 在工业市场预计将以 7.3%的复 合年增长率快速增长。 MEMS 市场空间广阔。 目前 MEMS 传感器的发展已进入物联网时代,智能硬件、 智能汽车、智能工厂等将大幅拉升 MEMS 传感器的出货量。 Yole 预计 2015-2021 年全球 MEMS 市场的复合年增长率(CAGR)为 8.9%,将从 119 亿美元增长 200 亿美元,市场空间广阔; 行业增持评级,关注优势企业。中国制造 2025 规划将集成电路与 MEMS 业提升为国家战略,现在既有国家推动,又有市场内在需求,因此 MEMS 传感 器行业将进入高速发展期。我们重点关注国内 MEMS 代工龙头耐威科技 300456.SZ )、国内汽车油量传感器龙头苏奥传感(300507.SZ )、已量产 MEMS 惯性传感器并具有 MEMS 封装技术的苏州固锝(002079.SZ)、国内家 电温度传感器龙头华工科技(000988.SZ)、国内稀缺的 IDM 模式半导体公司士 兰微(600460.SH)、国内气体传感器龙头汉威电子(300007.SZ)、国内 MEMS 封测龙头华天科技( 002185.SZ )、长电科技( 600584.SH )、晶方科技 603005.SH)、全球 MEMS 麦克风龙头歌尔股份(002241.SZ)、军工 MEMS 龙头中航电测(300114)。 风险提示。物联网的发展不及预期,MEMS 传感器市场增长不及预期。

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[Table_MainInfo]

行业研究/信息设备/电子元器件 证券研究报告 行业深度报告 2016 年 08 月 23 日

[Table_InvestInfo]

投资评级 增持 维持

市场表现

[Table_QuoteInfo]

2323.04

3822.98

5322.92

6822.87

8322.81

9822.75

2015/5 2015/8 2015/11 2016/2

电子元器件 海通综指

资料来源:海通证券研究所

相关研究

[Table_ReportInfo] 《产业整合新逻辑助力,半导体板块出现

投资机会!》2016.08.12

《产业整合新逻辑助力,半导体板块再现

投资机会 —海通电子周报 2016 年第 27

期》2016.08.08

《中国存储新时代即将开启!—海通电子

周报 2016 年第 27 期》2016.08.04

[Table_AuthorInfo]

分析师:陈平

Tel:(021)23219646

Email:[email protected]

证书:S0850514080004

传感器—感知世界的力量 [Table_Summary] 投资要点:

万物互联时代到来,传感器是物联网的“心脏”,前景巨大。麦肯锡报告指出,

到 2025 年,物联网带来的经济效益将在 2.7 万亿到 6.2 万亿美元之间。传感器

是数据采集的入口,物联网的“心脏”,将迎来巨大的发展空间。2015 年全球传

感器市场规模为 1019 亿美元,BCC Research 预计 2016-2021 年复合增长率

为 11%,到 2021 年将达到 1906 亿美元,传感器的市场空间极为广阔;

MEMS 是传感器的未来,智能硬件推动 MEMS 传感器快速发展。以智能手机为

代表的智能硬件,应用了大量传感器以增加其智能性,提高用户体验。预计未

来高端智能手机使用的 MEMS传感器数量还将提升,并从高端向低端不断渗透;

可穿戴设备、VR 设备、无人机等新的智能硬件层出不穷,推动 MEMS 传感器

不断向前发展。根据市场研究公司 IHS 的数据,在 2015-2019 年之间,智能硬

件以 14.4%的年复合成长率推动 MEMS 市场成长;

智能汽车和无人驾驶是驱动 MEMS 传感器发展的重要动力。在智能汽车时代,

将会使用大量的 MEMS 运动传感器实现主动安全技术;语音将成为人与智能汽

车的重要交互方式,MEMS 麦克风将迎来发展新机遇。自动驾驶技术的兴起,

进一步推动了 MEMS 传感器进入汽车。汽车行业占据整个 MEMS 市场份额超

过 30%,2015 年全球汽车 MEMS 行业营收为 37.3 亿美元。根据 Yole 的预测,

未来六年,全球汽车 MEMS 市场预计将以 4.2%的复合年增长率稳步增长;

MEMS 传感器在智慧工业时代前景无限。MEMS 传感器是智能工厂的“心脏”,

它让产品生产流程持续运行,并让工作人员远离生产线和设备,保证人身安全

和健康。根据 Yole 的预测,未来六年,MEMS 在工业市场预计将以 7.3%的复

合年增长率快速增长。

MEMS 市场空间广阔。目前 MEMS 传感器的发展已进入物联网时代,智能硬件、

智能汽车、智能工厂等将大幅拉升MEMS传感器的出货量。Yole预计 2015-2021

年全球 MEMS 市场的复合年增长率(CAGR)为 8.9%,将从 119 亿美元增长

到 200 亿美元,市场空间广阔;

行业“增持”评级,关注优势企业。中国制造 2025 规划将集成电路与 MEMS 产

业提升为国家战略,现在既有国家推动,又有市场内在需求,因此 MEMS 传感

器行业将进入高速发展期。我们重点关注国内 MEMS 代工龙头耐威科技

(300456.SZ)、国内汽车油量传感器龙头苏奥传感(300507.SZ)、已量产

MEMS 惯性传感器并具有 MEMS 封装技术的苏州固锝(002079.SZ)、国内家

电温度传感器龙头华工科技(000988.SZ)、国内稀缺的 IDM 模式半导体公司士

兰微(600460.SH)、国内气体传感器龙头汉威电子(300007.SZ)、国内 MEMS

封测龙头华天科技(002185.SZ)、长电科技( 600584.SH)、晶方科技

(603005.SH)、全球 MEMS 麦克风龙头歌尔股份(002241.SZ)、军工 MEMS

龙头中航电测(300114)。

风险提示。物联网的发展不及预期,MEMS 传感器市场增长不及预期。

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目 录

投资要点 ......................................................................................................................... 13

1. 万物互联的时代 ....................................................................................................... 14

1.1 全球科技巨头纷纷布局物联网 ........................................................................ 14

1.2 万物互联的美好时代 ...................................................................................... 16

1.3 传感器是数据采集的入口,物联网的“心脏” ................................................... 21

2. 传感器站上风口 ....................................................................................................... 22

2.1 传感器简介 ..................................................................................................... 22

2.2 美、日、德企主导传感器市场,国内企业不甘落后 ....................................... 25

2.3 传感器市场空间巨大,MEMS 传感器将成为新的发展方向 ............................ 28

3. MEMS 是传感器的未来,物联网的核心 .................................................................... 29

3.1 MEMS 简介 .................................................................................................... 29

3.2 MEMS 传感器的发展进入到新阶段—物联网时代 .......................................... 31

3.3 智能硬件推动 MEMS 传感器快速发展 ........................................................... 33

3.4 智能汽车和自动驾驶是驱动 MEMS 传感器发展的重要动力 ........................... 36

3.5 MEMS 传感器在智慧工业时代前景无限 ......................................................... 38

3.6 MEMS 市场空间广阔 ...................................................................................... 39

4. 主要的 MEMS 传感器 .............................................................................................. 40

4.1 MEMS 运动传感器 ......................................................................................... 40

4.1.1 MEMS 运动传感器简介 ......................................................................... 40

4.1.2 国外厂商主导 MEMS 运动传感器市场,高集成度的运动传感器前景广阔

44

4.2 MEMS 麦克风 ................................................................................................ 45

4.2.1 MEMS 麦克风简介 ................................................................................ 45

4.2.2 楼氏电子独领 MEMS 麦克风市场,多数 MEMS 麦克风厂商未掌握核心

技术 47

4.3 MEMS 压力传感器 ......................................................................................... 50

4.3.1 MEMS 压力传感器简介 ......................................................................... 50

4.3.2 汽车和医疗是 MEMS 压力传感器最大的应用领域 ............................... 51

4.3.3 MEMS 压力传感器市场较为分散,国内厂商具有发展空间 .................. 53

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3

4.4 MEMS 环境传感器 ......................................................................................... 54

4.4.1 MEMS 温度传感器 ................................................................................ 55

4.4.2 MEMS 湿度传感器 ................................................................................ 56

4.4.3 MEMS 气体传感器 ................................................................................ 57

4.5 MEMS 生物传感器 ......................................................................................... 60

4.5.1 生物传感器简介 ................................................................................... 60

4.5.2 MEMS 生物传感器目前处于发展初期,未来潜力无限 ......................... 61

5. MEMS 产业链全解析 ............................................................................................... 64

5.1 MEMS 产业链简介 ......................................................................................... 64

5.2 国外厂商主导 MEMS 传感器市场,国内厂商在细分领域仍具发展空间 ......... 65

5.3 MEMS 制造工艺非标准化,国内代工厂在先进工艺上落后于国际大厂 ......... 67

5.3.1 MEMS 制造工艺非标准化,不同类型器件采用不同工艺 ...................... 67

5.3.2 国内 MEMS 代工厂在先进工艺上落后于国际大厂 ............................... 69

5.3.3 全球 MEMS 代工市场稳定增长,纯 MEMS 代工厂快速发展 .............. 70

5.4 国内封测厂商积极布局 MEMS 先进制程,已具国际竞争力 ........................... 71

5.4.1 MEMS 封装工艺复杂,3D 晶圆级封装是发展趋势 ............................... 71

5.4.2 国内封装测试厂商 MEMS 先进制程布局完善,已具国际竞争力 ......... 75

6. MEMS 传感器的发展新趋势 .................................................................................... 76

6.1 MEMS 传感器将向小型化、集成化、智能化的趋势演进 ............................... 76

6.2 MEMS 无线传感器将是万物互联时代的新趋势 .............................................. 77

6.3 医疗保健领域将成为 MEMS 传感器的发展热点 ............................................. 79

6.4 环境监测将是 MEMS 传感器的发展新方向 .................................................... 81

7. 关注产业链相关标的................................................................................................ 82

7.1 耐威科技 ......................................................................................................... 82

7.2 苏奥传感 ......................................................................................................... 83

7.3 苏州固锝 ......................................................................................................... 83

7.4 华工科技 ......................................................................................................... 84

7.5 士兰微 ............................................................................................................ 84

7.6 汉威电子 ......................................................................................................... 85

7.7 华天科技 ......................................................................................................... 85

7.8 长电科技 ......................................................................................................... 86

7.9 晶方科技 ......................................................................................................... 86

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7.10 歌尔股份 ......................................................................................................... 87

7.11 中航电测 ......................................................................................................... 87

附 1:全球主要 MEMS 制造厂商介绍 ............................................................................. 88

附 2:全球主要 MEMS 封装测试厂商介绍 ..................................................................... 95

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图目录

图 1 未来十项颠覆性技术的潜在经济效益(单位:万亿美元/年) .......................... 14

图 2 Brillo 和 Weave 的应用 ..................................................................................... 14

图 3 Google 的智能家居产品 ................................................................................... 14

图 4 Homekit ............................................................................................................ 15

图 5 Healthkit ........................................................................................................... 15

图 6 AWS IoT 系统架构 ............................................................................................ 15

图 7 Echo 智能音箱 .................................................................................................. 15

图 8 NB-IoT 标准的演进过程 .................................................................................... 16

图 9 华为物联网生态系统 ......................................................................................... 16

图 10 万物互联的时代场景 ......................................................................................... 17

图 11 智慧家庭生活场景............................................................................................. 17

图 12 智慧交通场景 .................................................................................................... 18

图 13 智慧医疗场景 .................................................................................................... 18

图 14 智能工厂场景 .................................................................................................... 19

图 15 智慧能源场景 .................................................................................................... 20

图 16 智慧城市场景 .................................................................................................... 21

图 17 物联网系统架构 ................................................................................................ 21

图 18 感知层系统架构 ................................................................................................ 22

图 19 传感器构成 ....................................................................................................... 22

图 20 传感器四大组件的作用 ..................................................................................... 23

图 21 传感器经历三大发展阶段 .................................................................................. 23

图 22 国内传感器的发展历程 ..................................................................................... 24

图 23 传感器分为三大类............................................................................................. 24

图 24 与五官对应的传感器 ......................................................................................... 25

图 25 传感器的四大应用领域 ..................................................................................... 25

图 26 国内传感器主要应用在工业与汽车电子领域 ..................................................... 25

图 27 不同类型传感器的市场占比(%) .................................................................... 26

图 28 2013 年全球传感器分布情况 ............................................................................ 26

图 29 国内传感器产业面临的挑战 .............................................................................. 28

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图 30 国内传感器企业的主要布局区域 ....................................................................... 28

图 31 2012-2020 年全球物联网市场规模及增速 ........................................................ 29

图 32 2010-2019 年中国物联网市场规模及增速 ........................................................ 29

图 33 2015-2021 年全球传感器市场规模及增速 ........................................................ 29

图 34 2015-2020 年中国传感器市场规模及增速 ........................................................ 29

图 35 应用 MEMS 传感器的系统 ................................................................................ 30

图 36 博世 MEMS 陀螺仪 ........................................................................................... 30

图 37 MEMS 陀螺仪结构图 ........................................................................................ 30

图 38 传统陀螺仪与 MEMS 陀螺仪比较 ..................................................................... 31

图 39 MEMS 传感器的分类 ........................................................................................ 31

图 40 MEMS 传感器发展史 ........................................................................................ 32

图 41 MEMS 传感器的发展浪潮 ................................................................................. 32

图 42 MEMS 传感器在物联网中的应用 ...................................................................... 33

图 43 智能手机打开家门的应用 .................................................................................. 33

图 44 智能手机在智能家庭中的应用 .......................................................................... 33

图 45 MEMS 在智能手机中的应用越来越多 ............................................................... 34

图 46 MEMS 麦克风在 iPhone 中的使用量 ................................................................ 34

图 47 可穿戴设备的应用形式 ..................................................................................... 34

图 48 可穿戴设备在健康、运动监测方面的应用 ........................................................ 34

图 49 MEMS 传感器在 Apple Watch 中的应用 ........................................................... 35

图 50 MEMS 传感器在小米手环中的应用 .................................................................. 35

图 51 MEMS 在 Oculus Rift DK2 中的应用 ................................................................ 35

图 52 眼球追踪技术的应用 ......................................................................................... 35

图 53 传感器在无人机上的应用 .................................................................................. 36

图 54 2014 年 MEMS 在消费电子细分应用市场出货量.............................................. 36

图 55 MEMS 在消费电子领域的市场规模 .................................................................. 36

图 56 车联网系统应用 ................................................................................................ 37

图 57 MEMS 传感器在汽车中的应用.......................................................................... 37

图 58 自动驾驶技术的应用 ......................................................................................... 37

图 59 MEMS 传感器在自动驾驶中的应用 .................................................................. 37

图 60 汽车 MEMS 市场规模 ....................................................................................... 38

图 61 智能工厂应用场景............................................................................................. 38

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图 62 MEMS 在工业生产过程中的应用 ...................................................................... 39

图 63 MEMS 在工业机器人中的应用.......................................................................... 39

图 64 MEMS 在工业领域市场规模 ............................................................................. 39

图 65 2015 年 MEMS 在各应用领域中的市场份额 ..................................................... 40

图 66 全球 MEMS 市场规模 ....................................................................................... 40

图 67 主要的 MEMS 传感器 ....................................................................................... 40

图 68 传统陀螺仪的结构............................................................................................. 41

图 69 MEMS 陀螺仪的基本结构设计.......................................................................... 41

图 70 消费级无人机采用 MEMS 陀螺仪来提高飞行稳定性 ........................................ 41

图 71 加载 MEMS 陀螺仪的智能手套,帮残疾人进行恢复训练 ................................. 41

图 72 传统加速度计的结构 ......................................................................................... 42

图 73 MEMS 加速度计的结构 .................................................................................... 42

图 74 MEMS 加速度计的主要分类 ............................................................................. 42

图 75 三轴 MEMS 加速度计在车身安全、控制系统中的应用 .................................... 42

图 76 三轴 MEMS 加速度计在消费产品中的应用....................................................... 42

图 77 AMR 材料示意图 .............................................................................................. 43

图 78 磁场方向和电流方向的夹角,惠斯通电桥电路 ................................................. 43

图 79 智能手机中的电子罗盘 ..................................................................................... 43

图 80 电子罗盘的分类 ................................................................................................ 43

图 81 MEMS 运动传感器的优势可以形成互补 ........................................................... 44

图 82 模拟导弹发射(加速度,磁力计,陀螺仪三者的融合) ................................... 44

图 83 2014 年全球消费类惯性传感器市场份额 .......................................................... 44

图 84 2014 年全球电子罗盘市场份额(基于智能手机) ............................................ 44

图 85 全球高性能陀螺仪、加速度计市场规模(百万美元) ...................................... 45

图 86 全球电子罗盘市场规模(百万美元) ................................................................ 45

图 87 2012-2019 年消费类分立与惯性组合传感器市场规模(百万美元) ................ 45

图 88 ECM 麦克风原理图 ........................................................................................... 46

图 89 MEMS 麦克风原理图 ........................................................................................ 46

图 90 MEMS 麦克风的优势性能 ................................................................................. 46

图 91 MEMS 麦克风应用领域 .................................................................................... 47

图 92 智能手机中的 MEMS 麦克风 ............................................................................ 47

图 93 苹果 iPhone 系列智能手机的 MEMS 麦克风供应商变化 .................................. 47

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图 94 2013 年全球 MEMS 麦克风供应商市场份额 .................................................... 48

图 95 2013 年全球 MEMS 麦克风裸晶供应商出货量排行榜 ...................................... 49

图 96 2011-2019 年 MEMS 麦克风市场规模(百万美元) ........................................ 50

图 97 硅压阻式压力传感器结构 .................................................................................. 50

图 98 硅压阻式压力传感器实物图 .............................................................................. 50

图 99 电容式压力传感器结构 ..................................................................................... 51

图 100 电容式压力传感器实物图 .................................................................................. 51

图 101 MEMS 压力传感器在不同场景中的应用 ........................................................... 51

图 102 MEMS 压力传感器行业应用情况(2012 年) .................................................. 52

图 103 MEMS 压力传感器行业应用情况(2018 年预测) ........................................... 52

图 104 博世的侧面气囊 MEMS 压力传感器 ................................................................. 52

图 105 胎压检测传感器 ................................................................................................ 52

图 106 医用 MEMS 压力传感器 ................................................................................... 53

图 107 MEMS 压力传感器可检测眼压.......................................................................... 53

图 108 MEMS 压力传感器市场规模预测 ...................................................................... 53

图 109 2012 年各厂商市场份额占比 ............................................................................ 53

图 110 欧姆龙的 MEMS 绝对压力传感器 ..................................................................... 54

图 111 GE Sensing 的 MEMS 绝对压力传感器 ............................................................ 54

图 112 温度传感器的发展阶段 ..................................................................................... 55

图 113 温度传感器在汽车上的应用 .............................................................................. 56

图 114 悬臂梁电容式 MEMS 温度传感器结构 .............................................................. 56

图 115 MEMS 电容型湿度传感器制作流程(聚酰亚胺作为感湿介质) ....................... 57

图 116 MEMS 气体传感器 ............................................................................................ 58

图 117 MEMS 气体传感器 ............................................................................................ 58

图 118 酷派的潘多拉魔盒可用于酒精测试、VOC 气体检测 ........................................ 59

图 119 海尔“醛知道”二代 .............................................................................................. 59

图 120 MEMS 环境传感器市场规模预测 ...................................................................... 60

图 121 MEMS 生物传感器工作原理 ............................................................................. 60

图 122 生物传感器分类 ................................................................................................ 61

图 123 微悬臂梁电容式 MEMS 生物传感器 ................................................................. 61

图 124 纳米级识别元件 ................................................................................................ 62

图 125 基于 NEMS 技术的气体/生物检测平台 ............................................................. 62

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图 126 智能隐形眼镜通过眼泪测量血糖浓度 ................................................................ 62

图 127 核酸适体作为生物传感器可检测凝血酶浓度 ..................................................... 62

图 128 MEMS 生物传感器在食品工业中的应用 ........................................................... 63

图 129 微生物电极原理的 BOD 测定仪 ........................................................................ 63

图 130 MEMS 产业链流程 ............................................................................................ 64

图 131 MEMS 产业链关联方 ........................................................................................ 65

图 132 全球 MEMS 供应链 ........................................................................................... 65

图 133 主要的加工工艺 ................................................................................................ 67

图 134 简单的体微加工工艺流程 .................................................................................. 67

图 135 简单的表面微加工工艺流程 .............................................................................. 67

图 136 不同类型 MEMS 传感器不同的制造工艺 .......................................................... 68

图 137 意法半导体 THELMA 工艺流程 ........................................................................ 69

图 138 英美盛 NF 工艺 ................................................................................................. 69

图 139 英美盛 NF 工艺的四大流程 ............................................................................... 69

图 140 主要 MEMS 产品工艺路线图 ............................................................................ 70

图 141 全球 MEMS 代工市场规模 ................................................................................ 70

图 142 MEMS 晶圆级封装示意图 ................................................................................. 72

图 143 博世 6 轴电子罗盘封装结构 .............................................................................. 72

图 144 MEMS 压力传感器 ............................................................................................ 72

图 145 不同封装类型的压力传感器 .............................................................................. 72

图 146 惯性传感器封装:MEMS+ASIC ....................................................................... 73

图 147 MEMS 的封装类型 ............................................................................................ 73

图 148 MEMS 的封装方案及简化的封装流程 ............................................................... 74

图 149 TSV 技术 .......................................................................................................... 74

图 150 MEMS 3D 封装 ................................................................................................. 74

图 151 3D 晶圆级封装流程 ........................................................................................... 75

图 152 2015 年全球封装测试厂商市场份额 ................................................................. 75

图 153 MEMS 惯性传感器封装尺寸变化 ...................................................................... 76

图 154 中兴通讯惯性传感器的应用演进 ....................................................................... 76

图 155 MEMS 传感器向集成化方向发展 ...................................................................... 77

图 156 MEMS 智能传感器应用 .................................................................................... 77

图 157 MEMS 传感器将面临的趋势和挑战 .................................................................. 77

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10

图 158 无线传感器 ....................................................................................................... 77

图 159 施耐德无线电力传感器 ..................................................................................... 77

图 160 无线传感器在物联网中的应用 .......................................................................... 78

图 161 无线传感器在农业中的应用 .............................................................................. 78

图 162 无线传感器在建筑物状态监控中的应用 ............................................................ 78

图 163 MEMS 无线传感器的架构及封装 ...................................................................... 79

图 164 MEMS 传感器向模块化成无线传感器的趋势发展............................................. 79

图 165 人口大于 65 岁数量前十名国家 ........................................................................ 80

图 166 MEMS 传感器在病人监测上的应用 .................................................................. 80

图 167 MEMS 传感器在医疗保健领域的应用 ............................................................... 80

图 168 MEMS 传感器在医疗保健领域市场规模 ........................................................... 81

图 169 各种 MEMS 传感器在医疗保健领域的市场规模 ............................................... 81

图 170 环境传感器应用 ................................................................................................ 81

图 171 MEMS 气体传感器在智能家庭中的应用 ........................................................... 82

图 172 Silex 代工的 MEMS 产品 .................................................................................. 88

图 173 Silex 制造 TSV 的流程 ..................................................................................... 89

图 174 Silex 利用 TSV 的 3D 晶圆级封装实例 ............................................................. 89

图 175 Silex 3D 集成平台发展历程 .............................................................................. 89

图 176 Silex 近三年营业收入情况 ................................................................................ 90

图 177 Silex 近三年净利润情况 .................................................................................... 90

图 178 Teledyne DALSA 代工的 MEMS 产品 .............................................................. 90

图 179 Teledyne DALSA 的 Via-Last 技术 ................................................................... 91

图 180 Teledyne DALSA 的表面贴晶圆级封装 ............................................................. 91

图 181 1994-2015 年,台积电晶圆产量增长了 39 倍 .................................................. 92

图 182 台积电先进制程布局 ......................................................................................... 92

图 183 台积电近 5 年来营业收入情况 .......................................................................... 93

图 184 台积电近 5 年来净利润情况 .............................................................................. 93

图 185 2004-2015 年中芯国际收入情况 ....................................................................... 94

图 186 2004-2015 年中芯国际净利润情况 ................................................................... 94

图 187 2003-2015 年中芯国际晶圆产能与产量情况(等效 8 寸晶圆) ....................... 94

图 188 CMEMS 多层结构图 ......................................................................................... 95

图 189 Si50x 振荡器 ..................................................................................................... 95

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11

图 190 全球最小的三轴加速度传感器 MSA330 ............................................................ 95

图 191 采用晶圆级键合和 TSV 技术的 MSA330 .......................................................... 95

图 192 日月光集团在半导体制造产业链中提供的服务 ................................................. 96

图 193 日月光集团组织架构图 ..................................................................................... 96

图 194 日月光集团提供的封装类型 .............................................................................. 97

图 195 日月光近 5 年来营业收入情况 .......................................................................... 97

图 196 日月光近 5 年来净利润情况 .............................................................................. 97

图 197 安靠主要的封装产品 ......................................................................................... 98

图 198 安靠封装产品主要应用领域 .............................................................................. 98

图 199 安靠科技的主要客户 ......................................................................................... 98

图 200 安靠科技近 5 年来营业收入情况 ....................................................................... 99

图 201 安靠科技近 5 年来净利润情况 .......................................................................... 99

图 202 安靠 MEMS 标准平台 ....................................................................................... 99

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表目录

表 1 其他科技巨头的物联网布局 .............................................................................. 16

表 2 国外传感器主要企业 ......................................................................................... 27

表 3 国内传感器主要企业 ......................................................................................... 27

表 4 MEMS 的优点 ................................................................................................... 30

表 5 主流 MEMS 麦克风制造厂商介绍 ..................................................................... 48

表 6 主要的 MEMS 制造厂商掌握的核心技术情况 ................................................... 49

表 7 主要的 MEMS 压力传感器供应商情况 .............................................................. 54

表 8 主要 MEMS 温度传感器供应商 ......................................................................... 56

表 9 国内外 MEMS 湿度传感器供应商 ..................................................................... 57

表 10 气体传感器主要用途 ......................................................................................... 58

表 11 国内外 MEMS 气体传感器供应商 ..................................................................... 59

表 12 2015 年全球前 20 大 MEMS 制造商营收情况................................................... 66

表 13 MEMS 器件主流厂商介绍 ................................................................................. 66

表 14 IC 加工工艺与 MEMS 加工工艺的区别 ............................................................. 68

表 15 全球主要的提供 MEMS 代工服务的厂商情况 ................................................... 71

表 16 主要的 MEMS 制造厂商介绍 ............................................................................ 71

表 17 集成电路封装与 MEMS 封装复杂度的比较....................................................... 73

表 18 国外主要的 MEMS 封装测试厂商 ..................................................................... 76

表 19 台积电主要工厂工艺制程与月产能情况(单位:片) ...................................... 91

表 20 中芯国际主要晶圆工厂工艺与产能情况 ............................................................ 93

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投资要点

Gartner 预计 2016 年全球使用的物联网设备数量达 64 亿台,同比增长 30%,到

2020 年,全球使用的物联网设备数量将成长至 208 亿台。

麦肯锡报告指出,到 2025 年,物联网(Internet of Things, IoT)带来的经济效益将在

2.7 万亿到 6.2 万亿美元之间,物联网与移动互联网和人工智能是当今世界前三大颠覆性

技术。面对着万亿级的市场空间,全球科技巨头纷纷布局物联网。

物联网的系统架构一般由感知层、传输层和应用层组成。感知层主要由传感器、微

处理器和无线通信收发器等组成。传感器处于整个物联网的最底层,是数据采集的入口,

物联网的“心脏”,将迎来巨大的发展空间。2015 年全球传感器市场规模为 1019 亿美元,

BCC Research 预计 2016-2021 年复合增长率为 11%,到 2021 年将达到 1906 亿美元,

传感器的市场空间极为广阔;

MEMS 的全称是微型电子机械系统(Micro Electromechanical System),利用传统的

半导体工艺和材料,集微传感器、微执行器、微机械机构、信号处理和控制电路、高性

能电子集成器件、接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS 传感器具有小

体积、低成本、集成化、智能化等优点,将成为传感器的未来,物联网的核心。

我们坚定看好 MEMS 传感器在万物互联时代高速成长的大趋势,智能硬件、智能

汽车、智能工厂等将推动 MEMS 传感器快速发展,并将向环境监测、医疗保健等领域

不断扩展,MEMS 技术也在不断向前演绎,我们坚定看好 MEMS 传感器产业发展。

首先,以智能手机为代表的智能硬件层出不穷,将在物联网的时代扮演重要角色,

推动 MEMS 传感器不断向前发展。智能汽车和自动驾驶技术的兴起,进一步推动了

MEMS 传感器进入汽车。MEMS 传感器是智能工厂的核心,在智慧工业领域前景无限。

其次,近年来消费者对于生活周遭的环境品质要求上升,因此带动一波环境传感器

的需求上涨。人口老龄化问题席卷全球,人们的医疗保健问题变的空前重要。MEMS 固

有的优势促进了医疗设备的自动化,小型化和便携式,这种技术上的进步反过来又推动

了新市场的增长。MEMS 传感器在环境监测和医疗保健等领域前景广阔。

再次, 根据 Yole Developpement 的数据,2015 年 MEMS 市场规模为 119 亿美元,

预计到 2021 年将达到 200 亿美元,2015-2021 年全球 MEMS 市场的复合年增长率

(CAGR)为 8.9%,市场空间广阔。

最后,从产业链的角度看,与 IC 的制造和封装工艺相比,MEMS 的制造和封装工

艺复杂度提高,难度增加,并且 MEMS 器件中封装成本占到总价格的 40%到 60%。因

此,除 MEMS 传感器制造厂商外,MEMS 制造和封测厂商都有较好的投资机会。

行业“增持”评级,关注优势企业。中国制造 2025 规划将集成电路与 MEMS 产业提

升为国家战略,现在既有国家推动,又有市场内在需求,因此 MEMS 传感器行业将进入

高速发展期。我们重点推荐国内 MEMS 代工龙头耐威科技(300456.SZ)、国内汽车传

感器龙头苏奥传感(300507.SZ)、已量产 MEMS 惯性传感器并具有 MEMS 封装技术的

苏州固锝(002079.SZ)、国内家电温度传感器龙头华工科技(000988.SZ)、国内稀缺

的 IDM 模式半导体公司士兰微(600460.SH)、国内气体传感器龙头汉威电子

(300007.SZ)、国内 MEMS 封测龙头华天科技(002185.SZ)、长电科技(600584.SH)、

晶方科技(603005.SH)、全球 MEMS 麦克风龙头歌尔股份(002241.SZ),军工 MEMS

龙头中航电测(300114)。

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1. 万物互联的时代

1.1 全球科技巨头纷纷布局物联网

Gartner 预计 2016 年全球使用的物联网设备数量达 64 亿台,同比增长 30%,到

2020 年,全球使用的物联网设备数量将成长至 208 亿台。

麦肯锡报告指出,到 2025 年,物联网(Internet of Things, IoT)带来的经济效益将在

2.7 万亿到 6.2 万亿美元之间,物联网与移动互联网和人工智能是当今世界前三大颠覆性

技术。面对着万亿级的市场空间,全球科技巨头纷纷布局物联网。

图1 未来十项颠覆性技术的潜在经济效益(单位:万亿美元/年)

资料来源:麦肯锡,海通证券研究所整理

谷歌—并购多家智能家居企业,发布物联网平台 Project IoT

2014 年谷歌以 32 亿美元收购智能家居企业 Nest;之后又先后收购 Dropcam、

Revolv 两家智能家居公司。2015 年,谷歌正式发布物联网平台 Project IoT,其由两大

部分构成:基于安卓的物联网操作系统 Brillo 和物联网设备间的通讯协议 Weave。2016

年,谷歌推出智能音箱 Google Home,抢占智能家居的入口。

图2 Brillo 和 Weave 的应用

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图3 Google 的智能家居产品

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

苹果——Homekit、Healthkit 双管齐下,布局智能家居和智能医疗

苹果同样选择智能家居作为物联网布局的起点。2014 年,苹果发布智能家居平台

Homekit,目前已有众多厂商的智能家居产品支持该平台。人们可通过 iPhone、iPad、

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Siri 来控制家中支持 Homekit 的门、电灯、智能家电等。此外苹果还着眼于智能医疗推

出 HealthKit,目前已于多家医院展开合作,将 HealthKit 与医疗设备结合,通过 HealthKit

收集用户一系列健康数据并进行分析,用户的数据还能与医生共享。

图4 Homekit

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图5 Healthkit

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

亚马逊——打造物联网云平台 AWS IoT,智能音箱 Echo 大受欢迎

2015 年亚马逊发布了物联网应用平台 AWS IoT,该云平台能支持数十亿设备和数

万亿条信息,并对这些信息进行处理后安全可靠地发送到物联网终端设备。目前高通、

英特尔、德州仪器等芯片公司将提供支持 AWS IoT 的物联网解决方案。此外亚马逊发布

智能音箱 Echo 大受欢迎,引发了一波智能音箱的热潮。智能音箱作为智能家居的入口,

也成为了巨头们的重要战场。

图6 AWS IoT 系统架构

资料来源:亚马逊,海通证券研究所整理

图7 Echo 智能音箱

资料来源:搜狐,海通证券研究所整理

华为—推动物联网 NB-IoT 标准落地,建立物联网生态系统

2014 年,华为和沃达丰发起 NB-M2M(窄带机器通信)标准,随后更多厂商加入

到物联网标准的研究中,2016 年 6 月,NB-IoT(窄带蜂窝物联网)标准获得国际组织

3GPP 通过,开启了物联网商业应用的新时代。近期,华为正式发布 NB-IoT 解决方案,

将于今年 9 月正式上市。目前华为建立了基于物联网操作系统 Huawei LiteOS、有线连

接(家庭网关、工业网关)和无线连接(2G/3G/4G/NB-IoT)方式、IoT 联接管理云平

台的物联网生态系统。

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图8 NB-IoT 标准的演进过程

资料来源:物联网智库,海通证券研究所整理

图9 华为物联网生态系统

资料来源:华为官网,海通证券研究所整理

IBM、Intel、微软、思科、三星、BAT 等其他科技巨头也不甘落后,积极布局物联

网。

表 1 其他科技巨头的物联网布局

公司 平台/产品 物联网布局

IBM Watson 物联网系统

Watson 是 IBM 的认知计算机平台,提供了从设备管理、应用开发、数据存储&管理、上层

智能分析的完整功能。IBM 成立了物联网事业部,未来 4 年内将投资 30 亿美元帮助公司追

踪来自配备传感器的设备和智能机的数据。

Intel Edison 平台 推出 22nm 级 Edison 芯片,支持 wifi 和蓝牙,并拥有 LPDDR2、NAND 闪存及各种可扩展

I/O,是专门针对小型穿戴设备、智能物联设备的计算平台。

微软

Windows10 IoT 物联

网核心专业版,

支持树莓派 2、Arduino 等硬件设备;另推出了物联网开发套件。并推出智能云 AzureIoT 套

件,Azure 可打造一个多组用户云端服务的 IoTPaaS 平台。

思科 IoT System

推出物联网系统框架下的 15 项新产品;并针对制造、公用事业、石油天然气、运输等行业

推出包括网路连结、雾运算(Fog Computing)、资料分析、安全等在内的物联网解决方案。

2016 年,思科以 14 亿美元收购 Jasper Technologies,涉足智能医疗、车联网领域。

三星 物联网设备芯片 Artik,

物联网操作系 RTOS

从可穿戴产品到智能洗衣机乃至无人机,都可用 Artik 芯片来开发并实现连接。

2014 年,三星以 2 亿美元的价格收购智能家居方案解决商 Smart Things。

阿里 阿里云、阿里智能、

YunOS

阿里与国家相关部门、行业伙伴共同制定并发布物联协议标准 Alink;阿里自行研发的 YunOS

操作系统已应用于手表、汽车等多种智能硬件;

百度 Baidu IoT 平台

目前百度开放云物联网方案能为客户提供数据的多协议高速接入、实时数据流式处理、海量

数据存储、大数据分析以及设备安全管理等物联网业务所需的全栈服务,可以支持智能家电、

智能穿戴、汽车与工业、智慧城市等多行业多类型的物联网项目。

腾讯 QQ 物联

将 QQ 账号体系及关系链、QQ 消息等核心能力,提供给可穿戴设备、智能家居、智能车载、

传统硬件等领域合作伙伴,提供设备端、用户端、云端以及服务端的服务

资料来源:新浪科技等,海通证券研究所整理

1.2 万物互联的美好时代

在科技巨头的推动下,物联网技术飞速发展,正以前所未有的速度改变我们的工作、

家庭生活、医疗、交通、能源和城市的方方面面。在不久的将来,人们能想象的一切包

括人、物、数据以及流程都将实现互联互通,进入万物互联的美好时代,万物互联将开

启智慧未来。

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图10 万物互联的时代场景

资料来源:Cisco IoT document,海通证券研究所整理

智慧家庭

在智慧家庭的时代,当你还在回家路上就能通过智能手机轻松打开家里的空调,并

让电饭煲开始工作。当你回到家,等待你的是宜人的温度、喷香的米饭……在智慧家庭

的时代,人们可以随时远程监控家中的情况,随时了解冰箱里菜品储备情况……智慧家

庭是智慧城市最小的单位,智慧家庭还将与医院、学校等实现互联互通。

图11 智慧家庭生活场景

资料来源:IoT IN LOGISTICS,海通证券研究所整理

智慧交通

在智慧交通的时代,等候公交车时不必左顾右盼、望眼欲穿,你可以直接用智能手

机在线查看公交车路线轨迹;上下班高峰,可以实时查看路况选择最佳路线;智能汽车

内部安装若干传感器,将车辆自身和行驶时路况的各种实时数据传给云端的交通安全管

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理平台,当汽车出现隐患和有可能发生事故前及时预警从而减少交通事故的发生。智慧

交通涵盖车联网等关于交通的方方面面,让我们的出行更安全、便捷。

图12 智慧交通场景

资料来源:Bing,海通证券研究所整理

智慧医疗

在未来,智能终端可以便捷地联通各种诊疗仪器,使医务人员随时掌握每个病人的

病案信息和最新诊疗报告,随时随地的快速制定诊疗方案;医疗设备检测的数据可以实时

传输给医生、家属,实现 24 小时远程监护。不论病人身在何处,当地医生都可以通过

一体化的系统浏览病人的就诊历史、诊疗记录以及保险细节等状况,使病人在任何地方

都可以得到一致的护理服务。

图13 智慧医疗场景

资料来源:威强电官网,海通证券研究所整理

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智慧工业

在智慧工业的时代,更多的机器人会在生产线前负责一线生产,利用机器视觉、人

工智能等技术,使机器人与设备具备更加智能化的功能;通过传感器及时采集设备和环

境的实时数据,并通过无线网络传给数据中心管理平台,管理平台对数据进行分析处理,

而工人会根据数据分析的结果进行控制生产和决策,以提高生产效率和质量,降低能耗,

并保证生产安全。

图14 智能工厂场景

资料来源:威强电官网,海通证券研究所整理

智慧能源

未来的智慧能源是以可再生能源为基础,如太阳能、风能、水资源、地热、生物能、

海浪和潮汐能等。这些分散的资源被成千上万个不同的分布式能源采集点(如住宅屋顶、

商业楼宇、工业建筑等)收集并利用,通过智能电网以及大容量高安全性的储能系统进

行管理、整合和分配,最大限度地实现能源的有效利用,使得能源、资源、环境、建筑、

人等主体等都能够实现良性互动,人类与大自然互惠互利、互塑共生。

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图15 智慧能源场景

资料来源: Cisco IoT document,海通证券研究所整理

智慧城市

智慧城市是关于一个城市的方方面面的物联网。智能城市将实现智慧家庭、智慧交

通、智慧医疗、智慧工业和智慧能源互联互通。智慧城市的理念是把传感器装备到城市

生活的各种物体中形成物联网,并通过超级计算机和云计算实现物联网的整合,从而实

现数字城市与城市系统整合。通过智慧城市,可以实现城市的智慧管理及服务。传感器

是整个智慧城市的核心。

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图16 智慧城市场景

资料来源: Cisco IoT document,海通证券研究所整理

1.3 传感器是数据采集的入口,物联网的“心脏”

物联网的系统架构一般由感知层、传输层和应用层组成。感知层包括无处不在的物

联网终端设备,是物联网系统的数据来源。传输层包括所有有线和无线、长距离和短距

离、宽带和窄带通讯系统。传输层实现所有的物联网设备与数据中心、云计算服务器互

联互通,是万物互联的基础设施。应用层包括各种集成中间件、应用层软件以及物联网

门户系统,以实现智慧城市的各种具体应用。

图17 物联网系统架构

资料来源:SEPI,海通证券研究所整理

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感知层主要由传感器、微处理器和无线通信收发器等组成。传感器负责数据的采集,

微处理器对数据进行处理,通过无线收发器发送到物联网网关和传输层。传感器处于整

个物联网的最底层,是数据采集的入口,物联网的“心脏”。

图18 感知层系统架构

资料来源:SEPI,海通证券研究所整理

2. 传感器站上风口

2.1 传感器简介

传感器是一种检测装臵,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规

律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、

记录和控制等要求,其功能实现主要由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部

分合力完成的。

图19 传感器构成

资料来源:百度百科,海通证券研究所整理

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图20 传感器四大组件的作用

敏感元件•直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号;

转换元件•将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;

变换电路•负责对转换元件输出的电信号进行放大调制;

辅助电源•对转换元件和变换电路进行供电。

资料来源:百度百科,海通证券研究所整理

传感器的发展历程

传感器自从 20 世纪 50 年代伊始,经历了三大发展阶段,从最原始的结构型传感器

演变为固体传感器以及最新的智能传感器,传感器技术发生翻天覆地的变化。尤其是当

下的智能传感器,具有智能特性,在智能手机、智能家居和智能汽车等领域应用广泛,

在整个智慧城市的建设中都起着不可替代的作用。

图21 传感器经历三大发展阶段

结构传感器

• 它利用结构参量变化来感受和转化信号。例如:电阻应变式传感器,它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

固体传感器

• 70年代初,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成的 .如:热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。

• 70年代后期,出现集成传感器.集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化.例如:电荷藕合器件(CCD),集成温度传感器AD590集成霍尔传感器UGN3501等.

智能传感器

• 80年代初,其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。

• 90年代智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。

电阻式应变传感器

热电偶传感器

MEMS传感器

资料来源:中国产业信息网,海通证券研究所整理

我国传感器行业从 50 年代开始,随着结构型传感器以及固体型传感器的出现与应

用,国家意识到传感器在产业界的重要地位,所以在 1986 年“七五”中将传感器技术确定

为国家重点攻关项目,自此打开了国内研究传感器的实质发展阶段,通过不断推进研发,

目前已经形成较为完整的传感器产业链。尤其是近年来,传感器作为物联网重要的组成

部分,被提到了新的高度,催生研发热潮,市场地位凸显。

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图22 国内传感器的发展历程

将传感器技术列入国家重点攻关项目:

投入了以机械、力敏、气敏、湿敏、生物敏为主的五大敏研究

传感器技术及其产业取得了长足进步:

建立了敏感元器件与传感器生产基地

传感器技术领域水平得到较大提高:

传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了 51个品种 86个规格的新产品,初步建立了敏感元件与传感器产业

新型传感器列入研究开发的重点:

开发新一代的高、精、尖传感器已具备条件

传感器技术水平进一步跃升:

逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距

形成较为完整的传感器产业链:

材料、器件、系统、网络等方面水平不断完善,自主产品达6000

1986-1990年

1991-1995年

1996-2000年

2001-2005年

2006-2010年

2011-2015年

资料来源:中国产业信息网,海通证券研究所整理

传感器的分类

根据传感器的基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏

元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。这些可

以归为物理类,化学类,生物类三大块。

图23 传感器分为三大类

传感器

物理型传感器

结构型传感器

(物理规律)

物性型传感器

(材料特性)

化学型传感器

生物型传感器

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

随着新技术革命催生的信息化时代的到来,传感器作为人类五官的延伸与升级版功

能器官,成为获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。包括可以监视和控制生产

过程中的各个参数,使设备工作在正常状态;获取高灵敏度的信息从而保障基础学科研

究的顺利进行。

传感器早期的发展就是来自工业自动化的推动,通过控制各个生产节点上加速度、

压力、温度、物位等物理类传感器参量,大幅提高工业生产的效率。目前技术已较为成

熟,根据不同应用,其产品体系也非常丰富。但是目前传感器对于视觉、听觉、触觉、

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25

嗅觉、味觉等人类真实感觉的信息探测还不是非常成熟,这也是现阶段的智能型传感器

亟待解决与提升的方面。

图24 与五官对应的传感器

感觉

视觉

听觉

触觉

嗅觉

味觉

传感器

光敏传感器

声敏传感器

热敏传感器

气敏传感器

味敏传感器

效应

物理效应

物理效应

物理效应

化学效应、

生物效应

化学效应、

生物效应

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

2.2 美、日、德企主导传感器市场,国内企业不甘落后

传感器最初是作为单独的测量仪器来探测信息,伴随技术的集成化趋势,传感器逐

步走向模块化,甚至微型化,经常作为一个微型的模块化器件嵌入一套功能齐全的系统,

其性能决定了整套系统的性能。因而在工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资

源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等众多领域,都离不开各种功能的传感器。

从应用领域来看,工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市

场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约 42%左右,而发展最快的是汽车电子

和通信电子应用市场。

图25 传感器的四大应用领域

资料来源:传感器产业发展白皮书,海通证券研究所整理

图26 国内传感器主要应用在工业与汽车电子领域

42%

58%

工业与汽车电子 其他

资料来源:传感器产业发展白皮书,海通证券研究所整理

从传感器种类来看,流量传感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额,

分别占 21%、19%、14%。

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图27 不同类型传感器的市场占比(%)

21%

19%

14%

46%

流量传感器 压力传感器 温度传感器 其他

资料来源:中国仪表网,海通证券研究所整理

目前全球传感器市场主要由美国、日本、德国的几家龙头公司主导。2013 年美国、

日本、德国占据近 60%的市场份额。2014 年,全球传感器市场规模达 1260 亿美元,同

比增长 20%左右。美国、日本、德国及中国合计占据全球传感器市场份额的 72 %,其

中中国占比约 11%。

图28 2013 年全球传感器分布情况

29.0%

19.5%

11.3%

15.0%

15.8%

6.5%

2.9%

美国

日本

德国

其他西欧国家

其他亚洲国家

其他美洲国家

世界其他国家

资料来源:中投顾问产业研究中心,海通证券研究所整理

博世、意法半导体、霍尼韦尔、飞思卡尔、日立等传统的电子行业巨头,都把传感

器作为未来业务的主要增长点。中国传感器市场中 70%左右的份额被这些意法半导体、

飞思卡尔等外资企业占据。中国本土企业市场份额较小,具有代表性的企业有汉威电子、

大立科技、华工科技等。

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表 2 国外传感器主要企业

国外厂商 产品类型 应用领域

霍尼韦尔 压力、温度、湿度红外、超声波、磁阻、霍尔、电流传感器 航空航天/国防、交通运输、医疗及工业领域

意法 压力、加速度传感器、MEMS 射频器件、陀螺仪 汽车电子、工业控制、医疗电子、消费电子、通讯、计算机

飞思卡尔 加速度、压力传感器 汽车电子、消费电子等领域

博世 压力、加速度、气体传感器、陀螺仪 汽车电子、消费电子、全球最大的 MEMS 传感器制造商

PCB 加速度、压力、力、扭矩传感器 航空、航天、船舶、兵器、核工业、石化、水利、电力、轻工、

交通和车辆等领域

ABB 容性、电流、感性、光电、超声波、电压传感器 电流电压传感器、电力、动力机车

Vishay 应变片、称重传感器 工业称重

HBM 力、扭矩、位移、应变式称重传感器 工业生产监控

MEAS 压力、位移、角位移、霍尔、磁阻、加速度、振动、湿度、温度、液体

特性、红外、光电、压电薄膜传感器

航空航天/国防、机械设备、工业自动控制、汽车电子、医疗、

空调、石油化工、气象监测

飞利浦 称重、温度传感器 工业、汽车

资料来源:中投顾问产业研究中心,海通证券研究所整理

表 3 国内传感器主要企业

国内厂商 产品类型

高德红外 红外热成像仪

科陆电子 电力传感器

瑞声声学 MEMS 麦克风

华工科技 汽车、家电用温湿度、雨量传感器

中航电测 板式传感器、不锈钢传感器、合金钢传感器、铝传感器、微型传感器

大立科技 红外热成像仪

航天机电 汽车用传感器

歌尔声学 MEMS 麦克风

汉威电子 气体传感器

广陆数测 激光位移传感器

美新半导体 加速度传感器

格科微电子 CMOS 图像传感器

昆仑海岸 压力传感器、液位传感器、温湿度传感器

青鸟元芯片 红外传感器

杭州麦乐克 光敏传感器

华润半导体 称重、温度传感器

资料来源:中投顾问产业研究中心,海通证券研究所整理

国内传感器企业落后于国外企业,目前有很多亟待解决的问题,比如创新能力弱,

关键技术受制于人,产业结构不合理,本土企业规模小能力弱。

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图29 国内传感器产业面临的挑战

创新能力弱

• 传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用的高端方面与国外差距巨大,中高档传感器产品几乎100%从国外进口,90%芯片依赖国外。

• 国内缺乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力。

关键技术尚未突破

• 设计技术、封装技术、装备技术等方面都存在较大差距。

• 国内尚无一套有自主知识产权的传感器设计软件,国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级,传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口。传感器工艺装备研发与生产被国外垄断。

产业结构不合理

• 品种、规格、系列不全,技术指标不高,国内传感器产品往往形不成系列。

• 产品在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外也有相当大的差距。

企业能力弱

• 我国传感器企业95%以上属小型企业,规模小、研发能力弱、规模效益差。

• 从目前市场份额和市场竞争力指数来看,外资企业仍占据较大的优势。

资料来源:慧聪网,海通证券研究所整理

目前我国传感器企业正努力追赶国外企业,并出现区域的传感器企业集群,企业主

要集中在长三角地区,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市

为主的区域空间布局。随着物联网的快速发展,其他区域的传感器产业也将被带动发展

起来。另外在国家的“双加工程”(加大力度和加快发展)的政策支持下,本土传感器企

业有望提升技术攫取更多的市场份额。

图30 国内传感器企业的主要布局区域

长三角区域

• 以上海、无锡、南京为中心。

• 逐渐形成包括热敏、磁敏、图像、称重、光电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套。

珠三角区域

• 以深圳中心城市为主。

• 由附近中小城市的外资企业组成以热敏、磁敏、超声波、称重为主的传感器产业体系。

东北地区

• 以沈阳、长春、哈尔滨为主。

• 主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器。

京津区域

• 主要以高校为主。

• 从事新型传感器的研发,在某些领域填补国内空白。北京已建立微米/纳米国家重点实验室。

中部地区

• 以郑州、武汉、太原为主。

• 产学研紧密结合的模式,在PTC/NTC热敏电阻、感应式数字液位传感器和气体传感器等产业方面发展态势良好。

资料来源:路之遥电子网,海通证券研究所整理

2.3 传感器市场空间巨大,MEMS 传感器将成为新的发展方向

目前全球物联网产业在高速发展中,预计到 2020 可达到万亿美元的市场规模。国

内物联网市场同样在快速增长的趋势中,年增速保持在 20%以上;随着国内加快建设智

慧城市的步伐,未来几年我国的物联网市场还将加快增长速度。

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29

图31 2012-2020 年全球物联网市场规模及增速

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E

市场规模(亿美元,左轴) 增速(%,右轴)

资料来源:前瞻产业研究院,海通证券研究所整理

图32 2010-2019 年中国物联网市场规模及增速

资料来源:中国工业和信息化部,艾媒咨询,海通证券研究所整理

随着物联网的快速发展,传感器的需求将大幅增加。华为预测,到 2025 年全球物

联网设备的数量将接近 1000 亿,新部署的传感器速度将达到每小时 200 万个。根据 BCC

Research 的数据,2015 年全球传感器市场规模为 1019 亿美元,预计 2016-2021 年的

复合增长率为 11%,到 2021 年将达到 1906 亿美元,传感器的市场空间极为广阔。近

年来,国内传感器市场持续快速增长,2015 年中国传感器市场规模为 1200 亿元左右,

中投顾问产业研究中心预测未来 5 年传感器复合年增长率为 9.5%,2020 年传感器市

场规模将突破 1800 亿元。

在万物互联的时代,将需要大量智能化的新型传感器来实现智慧城市的多种功能。

与传统的传感器相比,MEMS 传感器在尺寸、性能、智能化等方面都具有明显的优势,

将成为传感器发展的新方向。

图33 2015-2021 年全球传感器市场规模及增速

资料来源:BCC Research,海通证券研究所整理

图34 2015-2020 年中国传感器市场规模及增速

资料来源:中投顾问产业研究中心,海通证券研究所整理

3. MEMS 是传感器的未来,物联网的核心

3.1 MEMS 简介

因为传统的基于机电工艺制成的传感器和执行器在体积、价格和产能上不能适应工

业、消费电子等领域的需求,MEMS 开始发展起来。可能很多人对 MEMS 并不熟悉,

但 MEMS 传感器早已经应用到了我们生活中的方方面面,比如汽车、打印机、智能手机、

医疗设备等。

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30

图35 应用 MEMS 传感器的系统

资料来源:Yole Developpement ,海通证券研究所整理

MEMS 的全称是微型电子机械系统(Micro Electromechanical System),利用半导体

制造工艺和材料,将传感器、执行器、机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的

微型器件或系统,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。MEMS 主要包含两个部分:传

感器和执行器。

图36 博世 MEMS 陀螺仪

资料来源:博世官网,海通证券研究所整理

图37 MEMS 陀螺仪结构图

资料来源:SENSOR WAY,海通证券研究所整理

与传统的机械传感器相比,MEMS 传感器具有体积小、集成化、智能化、低成本等

优点,可以满足物联网时代对于传感器的要求。

表 4 MEMS 的优点

优点 简介

微型化 MEMS 器件体积小、重量轻、功耗低。

材料 采用以硅为主要材料,有较好的电气性能,并具有较高的强度和硬度。

大批量 基于集成电路(IC)制造工艺,可以利用部分 IC 制造中的成熟技术和工艺,进行大批量、

低成本生产,与传统的机械制造技术相比,具有较高的性价比。

集成化 可以把不同功能多个传感器集成于一体,降低系统的成本,并提高可靠性和稳定性。

智能化 MEMS 传感器可以与微控制器集成,通过软件和算法实现智能化的功能

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

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31

图38 传统陀螺仪与 MEMS 陀螺仪比较

资料来源:电子产品世界,海通证券研究所整理

MEMS 传感器种类很多,也有多种分类方法。按其工作原理,大致可分为 MEMS

物理、化学和生物传感器,其中每一种 MEMS传感器又可分为很多种小类,不同的MEMS

传感器可以测量不同的量,实现不同的功能。

图39 MEMS 传感器的分类

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

3.2 MEMS 传感器的发展进入到新阶段—物联网时代

1980 年,第一个 MEMS 传感器推出,至今已有 30 多年的发展史,重量、湿度、

加速度计、压力、麦克风等 MEMS 传感器不断的出现,MEMS 技术也在不断的向前演

进。

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32

图40 MEMS 传感器发展史

资料来源:ceatech ,海通证券研究所整理

MEMS 传感器第一轮商业化浪潮始于 20 世纪 80、90 年代,MEMS 压力和惯性传

感器开始在汽车上的应用;第二轮的浪潮出现源于 PC 的兴起,MEMS 技术在投影仪和

喷墨打印头上大量使用,智能手机的流行进一步推动这波浪潮的快速发展;目前正开启

一个新的时代—物联网时代。

图41 MEMS 传感器的发展浪潮

资料来源:Bosch Sensortec ,海通证券研究所整理

在万物互联的时代,MEMS 传感器将参与智慧城市建设的方方面面,MEMS 传感器

将进入新一轮的快速成长周期。

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图42 MEMS 传感器在物联网中的应用

资料来源:Bosch Sensortec ,海通证券研究所整理

3.3 智能硬件推动 MEMS 传感器快速发展

在万物互联的时代,以智能手机、可穿戴设备为代表的智能硬件将是 MEMS 传感器

发展的主要推动力。

智能手机是物联网的基础计算平台。以智能家庭应用为例,智能手机是打开家门的

钥匙;智能手机是智能家庭的控制中心,控制家里的门窗、家电、灯光,监控家庭安全

等。在物联网时代,人们唯一不能离开的就是智能手机。

图43 智能手机打开家门的应用

资料来源: IoT IN LOGISTICS,海通证券研究所整理

图44 智能手机在智能家庭中的应用

资料来源:搜狐科技,海通证券研究所整理

MEMS 传感器在智能手机中的使用量将大幅提升,引领 MEMS 市场快速成长

为了增加功能和提高用户体验,高端智能手机中使用了大量的传感器。以 iPhone 6

Plus 为例,其中应用了陀螺仪、加速度计、电子罗盘、大气压力计、指纹传感器、距离

传感器,环境光传感器和 MEMS 麦克风等。iphone 6s 稍微多一些 MEMS 传感器,例

如采用了 4 个 MEMS 麦克风,以实现更好的声音效果。预计未来高端智能手机将使用

的 MEMS 传感器的数量还将提升以实现更多智能化的功能,并从高端逐步向低端渗透。

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图45 MEMS 在智能手机中的应用越来越多

资料来源:电子工程专辑,海通证券研究所整理

图46 MEMS 麦克风在 iPhone 中的使用量

资料来源:IHS,海通证券研究所整理

可穿戴设备的兴起成为 MEMS 传感器在物联网时代新的增长点

在万物互联时代,人体需要融入其中,人们可以借助可穿戴设备,监测自身的健

康、运动情况,监测的数据可以与物联网互联互动。可穿戴设备市场正在崛起,借助

可穿戴设备实现感知与控制,为我们的生活带来了很多方便。

图47 可穿戴设备的应用形式

资料来源:电子信息港,海通证券研究所整理

图48 可穿戴设备在健康、运动监测方面的应用

资料来源:新浪科技,海通证券研究所整理

MEMS 传感器会在可穿戴设备中起到至关重要的作用。因为可穿戴设备最基本的功

能就是通过传感器实现运动传感。以小米手环为例,就用到了 ADI 的 MEMS 加速度和

心率传感器来实现运动和心率监测;Apple Watch 内部除了 MEMS 加速度计、陀螺仪、

MEMS 麦克风,还有使用脉搏传感器。

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图49 MEMS 传感器在 Apple Watch 中的应用

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

图50 MEMS 传感器在小米手环中的应用

资料来源:电子产品世界,小米官网,海通证券研究所整理

VR 设备放量在即,将引爆 MEMS 传感器市场

VR 被认为是 PC 和智能手机之后的下一个通用计算平台,市场空间极为广阔。VR

设备需要足够精确测定头部转动的速度、角度和距离,采用 MEMS 加速度计、陀螺仪和

磁力计来进行测定是重要的解决方案之一,几乎成为 VR 设备的标配。Oculus Rift、HTC

Vive、PlayStation VR 都采用了 MEMS 加速度计和陀螺仪,未来 VR 设备也可能会使用

MEMS 眼球追踪技术。

图51 MEMS 在 Oculus Rift DK2 中的应用

资料来源: iFixit,海通证券研究所整理

图52 眼球追踪技术的应用

资料来源:雷锋网,海通证券研究所整理

MEMS 传感器在无人机上大放异彩

当下除了火热的 VR 设备外,无人机的发展势头也不可小觑。而在无人机飞行姿态

控制技术上,MEMS 传感器又有了施展的空间。结合加速度计和陀螺仪,可以算出角度

变化,并确定位臵和飞行姿态。MEMS 传感器能在各种恶劣条件正常工作,同时获得高

精度的输出。MEMS 加速度计和陀螺仪在无人机上的应用可谓是大放异彩。

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图53 传感器在无人机上的应用

资料来源:传感器技术,海通证券研究所整理

在智能硬件领域,MEMS 传感器的应用从智能手机开始,并将惯性传感器的应用引

人到可穿戴设备、VR、无人机等,后续将逐步扩展到环境传感器等。

新的智能硬件层出不穷,推动 MEMS 快速增长。根据市场研究公司 IHS 的数据,

从 MEMS 应用来看,消费电子市场占比最大,在 2016-2021 年之间,智能硬件正以 11.8%

的年复合成长率引领 MEMS 市场的成长。

图54 2014 年 MEMS 在消费电子细分应用市场出货量

资料来源: IHS,海通证券研究所整理

图55 MEMS 在消费电子领域的市场规模

资料来源:IHS,海通证券研究所整理

3.4 智能汽车和自动驾驶是驱动 MEMS 传感器发展的重要动力

车联网是物联网发展的重大领域,智能汽车是车联网的核心,正处于高速发展中。

在智能汽车时代,主动安全技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动安全系

统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要 MEMS 加速度传感器和角速

度传感器来感测车身姿态。语音将成为人与智能汽车的重要交互方式,MEMS 麦克风将

迎来发展新机遇。MEMS 传感器在汽车领域还有很多应用,包括安全气囊(应用于正面

防撞气囊的高 g 值加速度计和用于侧面气囊的压力传感器)、汽车发动机(应用于检测

进气量的进气歧管绝对压力传感器和流量传感器)等。

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图56 车联网系统应用

资料来源: Xoriabt,海通证券研究所整理

图57 MEMS 传感器在汽车中的应用

资料来源:仪器交易网,海通证券研究所整理

自动驾驶技术的兴起,进一步推动了 MEMS 传感器进入汽车。虽然 GPS 接收器可

以计算自身位臵和速度,但在 GPS 信号较差的地方(地下车库、隧道)和信号受到干

扰的时候,汽车的导航会受到影响,这对自动驾驶来说是致命的缺陷。利用 MEMS 陀螺

仪和加速度计获取速度和位臵(角速度和角位臵),车辆任何细微的动作和倾斜姿态,都

被转化为数字信号,通过总线,传递给行车电脑。即便在最快的车速状态下,MEMS 的

精度和反应速度也能够适应。得益于硅体微加工、晶片键合等技术的发展,精度已经上

升到 0.01 度。

图58 自动驾驶技术的应用

资料来源: Xoriabt,海通证券研究所整理

图59 MEMS 传感器在自动驾驶中的应用

资料来源:汽车人,海通证券研究所整理

汽车行业占据整个 MEMS 市场份额超过 30%,2015年汽车 MEMS行业营收为 37.3

亿美元。根据 Yole 的预测,未来六年,全球汽车 MEMS 市场预计将以 4.2%的复合年增

长率稳步增长。

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图60 汽车 MEMS 市场规模

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

3.5 MEMS 传感器在智慧工业时代前景无限

智能工厂利用物联网技术加强信息管理和服务,掌握产销流程、提高生产过程的可

控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据,以合理的安排生产计划

与生产进度,并优化供应链。传感器应用非常广泛,工业生产各个环节都需要传感器进

行监测,并把数据反馈给控制中心,以便对出现异常节点进行及时干预,保证工业生产

正常进行。业界普遍认为,新一代的智能传感器是智能工业的“心脏”,它让产品生产流

程持续运行,并让工作人员远离生产线和设备,保证人身安全和健康。

图61 智能工厂应用场景

资料来源:McKinsey,海通证券研究所整理

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39

MEMS 让传感器小型化、智能化,MEMS 传感器将在智慧工业时代大有可为。MEMS

温度、湿度传感器可用于环境条件的检测,MEMS 加速度计可以用来监测工业设备的振

动和旋转速度。高精度的 MEMS 加速度计和陀螺仪可以为工业机器人的导航和转动提供

精确的位臵信息。

图62 MEMS 在工业生产过程中的应用

资料来源: IHS,海通证券研究所整理

图63 MEMS 在工业机器人中的应用

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

工业是继消费电子、汽车之后 MEMS 传感器应用的第三大市场。2015 年 MEMS 在

工业领域的营收为 11.6 亿美元。根据 Yole 的预测,未来六年,MEMS 在工业市场预计

将以 7.3%的复合年增长率快速增长。

图64 MEMS 在工业领域市场规模

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

3.6 MEMS 市场空间广阔

目前 MEMS 传感器的发展已进入到万物互联时代,智能硬件、智能汽车、智能工业

等将大幅拉升 MEMS 传感器的出货量。Yole 预计 2015-2021 年全球 MEMS 市场的复合

年增长率(CAGR)为 8.9%,将从 119 亿美元增长到 200 亿美元,市场空间广阔。

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40

图65 2015 年 MEMS 在各应用领域中的市场份额

资料来源: Yole Developpement,海通证券研究所整理

图66 全球 MEMS 市场规模

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

4. 主要的 MEMS 传感器

MEMS 传感器种类繁多,主要的 MEMS 传感器包括运动传感器、压力、麦克风、

环境、光传感器等。其中运动传感器可分为陀螺仪、加速度计、磁力计,环境传感器可

细分为气体、温度和湿度传感器等。

图67 主要的 MEMS 传感器

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

4.1 MEMS 运动传感器

4.1.1 MEMS 运动传感器简介

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41

MEMS 运动传感器主要有加速度计、陀螺仪、磁力计三大类,其中加速度计与陀螺

仪更为常见,常称为惯性传感器。加速度计和陀螺仪可以集成为六轴惯性传感器;磁力

计和加速度计集成为电子罗盘(e-compass),加速度计、陀螺仪和磁力计可集成为 9 轴

传感器。

MEMS 陀螺仪

传统的陀螺仪是一个不停转动的物体,根据角动量守恒原理,测量出陀螺转子的垂

直轴与设备之间的夹角,并计算角速度,从而判断物体的运动状态。

图68 传统陀螺仪的结构

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图69 MEMS 陀螺仪的基本结构设计

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

MEMS 陀螺仪的核心原理为科里奥利力,其内部结构主要分为梳齿结构的驱动部分

和电容板形状的传感部分。在可移动电容板上加震荡电压后,可以通过科里奥利力来探

测出电容变化,再从电容的变化计算出角速度。

图70 消费级无人机采用 MEMS 陀螺仪来提高飞行稳定性

资料来源:传感器专家网,海通证券研究所整理

图71 加载 MEMS 陀螺仪的智能手套,帮残疾人进行恢复训练

资料来源:传感器专家网,海通证券研究所整理

MEMS 加速度计

加速度计的结构组件主要有检测质量、弹簧、电位器、阻尼器等。通过测量在任一

轴向的受力情况,可以得到该方向的加速度的大小。因此加速度计可以通过探测不同轴

向的受力情况,从而感知任意方向上的加速度。

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42

图72 传统加速度计的结构

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图73 MEMS 加速度计的结构

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

MEMS 加速度计和传统的加速度计形似,主要分为压电式、容感式和热感式三种。

图74 MEMS 加速度计的主要分类

压电式MEMS加速

度计

• 运用的是压电效应,在其内部有一个刚体支撑的质量块,有运动的情况下质量块会产生压力,刚体产生应变,把加速度转变成电信号输出。

• 因为内部有刚体支撑的存在,通常情况下,压电式MEMS加速度计只能感应到“动态”加速度,而不能感应到“静态”加速度,也就是我们所说的重力加速度。

容感式MEMS加速

度计

• 内部也存在一个质量块,从单个单元来看,它是标准的平板电容器。加速度的变化带动活动质量块的移动从而改变平板电容两极的间距和正对面积,通过测量电容变化量来计算加速度。

• 既能感应“动态”加速度,又能感应“静态”加速度。

热感式MEMS加速

度计

• 内部没有任何质量块,它的中央有一个加热体,周边是温度传感器,里面是密闭的气腔,工作时在加热体的作用下,气体在内部形成一个热气团,热气团的比重和周围的冷气是有差异的,通过惯性热气团的移动形成的热场变化让感应器感应到加速度值。

• 既能感应“动态”加速度,又能感应“静态”加速度。

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

图75 三轴 MEMS 加速度计在车身安全、控制系统中的应用

资料来源:电子发烧友,海通证券研究所整理

图76 三轴 MEMS 加速度计在消费产品中的应用

资料来源:电子发烧友,海通证券研究所整理

MEMS 磁力计

磁力计通过测试磁场强度和方向可以定位设备的方位,比如可以测量出当前设备与

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东南西北四个方向上的夹角。以意法半导体的 MEMS 传感器 LSM303DLH 为例,该磁

力计采用各向异性磁致电阻(AMR)材料,该材料对外界的磁场很敏感,其中磁场方向

和电流的夹角 θ 角的变化会引起 AMR 自身阻值的变化,并且呈线性关系,而 AMR 阻值

的变化又可以通过惠斯通电桥检测得到。

图77 AMR 材料示意图

资料来源:电子产品世界,海通证券研究所整理

图78 磁场方向和电流方向的夹角,惠斯通电桥电路

资料来源:电子产品世界,海通证券研究所整理

电子罗盘

电子罗盘俗称电子指南针,能实时提供移动物体的航向和姿态,目前大多智能手机

上都实现了这个功能。电子罗盘集成了 MEMS 加速度计和磁力计,作为导航仪器或姿态

传感器已被广泛应用于航空、车辆自主导航、机器人等领域。电子罗盘可以分为平面电

子罗盘和三维电子罗盘。

图79 智能手机中的电子罗盘

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图80 电子罗盘的分类

电子罗盘

平面电子罗盘

磁阻传感器

MCU

三维电子罗盘

三维磁阻传感器

双轴倾角传感器(MEMS加速度计)

MCU

资料来源:百度百科,海通证券研究所整理

在实际应用中,每个运动传感器各有优劣,所以将陀螺仪、加速度计和磁力计融合

使用,有助于提升传感器的运算精度。譬如陀螺仪长时间使用会产生漂移,电子罗盘(加

速度计+磁力计)可为陀螺仪提供参考系并完成校准功能;磁力计易受环境影响发生倾

斜,惯性传感器(加速度计+陀螺仪)可为磁力计做倾角补偿;而加速度计、陀螺仪和

磁力计集成的 9 轴传感器集成度高,性能强劲,适合高精度的应用场景。

以模拟导弹发射为例,加速度计确定导弹的速度,长时间测量值正确,但是短时间

内测量值由于信号噪声而有偏差。陀螺仪确定导弹的角速度,较短时间内测量值比较准

确,但是长时间使用会产生漂移从而有测量误差。但是结合双方优势还不够,还需要磁

力计来进行倾角补偿,才能使导弹发射的轨迹符合预期。

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图81 MEMS 运动传感器的优势可以形成互补

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

图82 模拟导弹发射(加速度,磁力计,陀螺仪三者的融合)

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

4.1.2 国外厂商主导 MEMS 运动传感器市场,高集成度的运动传感器前景广阔

在全球消费类惯性传感器(加速度计+陀螺仪)市场,意法半导体处于市场领导者

的地位,2014 年,占据 41%的市场份额。旭化成微电子、应美盛、博世紧随其后,这

四家惯性传感器厂商占据了 75%的市场份额。

磁力计(3 轴电子罗盘)与 6 轴电子罗盘(磁力计+加速度计)因为具备较强的定位

功能而广泛应用于以智能手机为代表的消费类产品。其中日本旭化成微电子长期稳居龙

头位臵,2014 年在智能手机领域的电子罗盘的市场份额高达 81%。

图83 2014 年全球消费类惯性传感器市场份额

41%

13%

12%

10%

24%

意法半导体 旭化成微电子 应美盛 博世 其他

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

图84 2014 年全球电子罗盘市场份额(基于智能手机)

81%

9%

5%5%

旭化成微电子 雅马哈 阿尔卑斯 无锡美新半导体

资料来源:58 Devices,海通证券研究所整理

近几年智能手机的爆发,带动了 MEMS 运动传感器的快速发展。随着物联网时代的

开启,智能硬件、自动驾驶、智能医疗等领域将催生 MEMS 运动传感器市场的巨大需求,

市场空间非常广阔。

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图85 全球高性能陀螺仪、加速度计市场规模(百万美元)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E

高性能陀螺仪(百万美元) 加速度计(百万美元)

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

图86 全球电子罗盘市场规模(百万美元)

0

100

200

300

400

500

600

700

2011 2012 2013 2014E 2015E 2016E

资料来源:IHS,iSuppli Research,海通证券研究所整理

在物联网的时代,随着应用场景的丰富化以及要实现更多智能化的功能,对运动传

感器的尺寸和性能的要求将继续提升,高集成度的 6 轴和 9 轴组合式运动传感器将迎来

快速增长,前景无限。

图87 2012-2019 年消费类分立与惯性组合传感器市场规模(百万美元)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E

分立传感器 6轴或者9轴传感器组合

资料来源:控制工程网,海通证券研究所整理

4.2 MEMS 麦克风

4.2.1 MEMS 麦克风简介

麦克风又称为传声器,可将声音信号转换为电信号。传统的麦克风多数是 ECM(驻

极体电容器)麦克风,其工作原理是利用驻有永久电荷的聚合材料振动膜。近来比较流行

的 MEMS 麦克风内含 MEMS 传感器和专用集成电路(ASIC)芯片,MEMS 传感器中的弹

性硅膜将声波转换为电容变化,通过 ASIC 芯片检测电容变化,并转换为电信号输出。

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图88 ECM 麦克风原理图

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

图89 MEMS 麦克风原理图

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

MEMS 麦克风与传统的 ECM 麦克风相比具有很多的优势。MEMS 麦克风耐热、抗

震、灵敏度与信噪比高,且易于集成麦克风阵列提高通话质量。MEMS 麦克风作为一种

低成本、高性能的技术方案正在逐步取代传统的 ECM 麦克风。

图90 MEMS 麦克风的优势性能

温度影响

• MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定,MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊,而性能不会有任何变化。由于组

装前后敏感性变化很小,还可以节省制造过程中的音频调试成本。

外部偏臵

• MEMS麦克风需要ASIC提供的外部偏臵,而ECM没有这种偏臵。有效的偏臵将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数,还支持具有不同敏感性的麦克风设计。

简化流程

• 在MEMS麦克风的制造过程中,SMT回流焊简化了制造流程,可以省略一个目前通常以手工方式进行的制造步骤。

抑制电压波动

• 而在MEMS麦克风中,只需在上添加额外的专用功能即可。与ECM相比,这种额外功能的优点是使麦克风具有很高的电源抑制比,能够有效抑制电源电压的波动。

RF抑制功能

• 集成在芯片上的宽带RF抑制功能,这一点不仅对手机这样的RF应用尤其重要,而且对所有与手机操作原理类似的设备(如助听器)都非常重要。

震动耦合

• MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点,直径不到1mm的小型薄膜的重量同样轻巧,这意味着,与ECM相比,MEMS麦克风会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB 噪声产生更低的振动耦合。

资料来源:搜狗百科,海通证券研究所整理

MEMS 麦克风是 MEMS 最为成功的传感器之一,应用领域广泛

MEMS 麦克风在消费电子、汽车、医疗等领域广泛的应用。目前几乎每部智能手机

至少使用一个 MEMS 麦克风,高端的智能手机甚至使用三个麦克风,分别用于语音采集、

噪音消除、改善语音识别,而 iPhone 6S 已经采用了 4 个 MEMS 麦克风。在物联网的

时代,大量的物联网设备也将使用 MEMS 麦克风。

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47

图91 MEMS 麦克风应用领域

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

图92 智能手机中的 MEMS 麦克风

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

4.2.2 楼氏电子独领 MEMS 麦克风市场,多数 MEMS 麦克风厂商未掌握核心技术

智能手机是 MEMS 麦克风最重要的市场之一,而苹果作为全球智能手机领域的龙

头,进入苹果供应链成为众多 MEMS 麦克风厂商的目标。苹果 iPhone 5S 和 5C 采用两

颗楼氏电子(Knowles)、一颗是瑞声科技(AAC)的 MEMS 麦克风。作为苹果的主要

供应商,这两家公司在 MEMS 麦克风领域具备绝对的实力。

图93 苹果 iPhone 系列智能手机的 MEMS 麦克风供应商变化

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

楼氏电子是 MEMS 麦克风领域的领导者,2013 年销售额为 4.946 亿美元,占比高

达 59%。国内 MEMS 麦克风厂商瑞声科技和歌尔股份紧随其后,两者占据 20%的市场

份额。

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48

图94 2013 年全球 MEMS 麦克风供应商市场份额

59%

13%

7%

5%

5%

4%

2%

1% 1% 1% 2%

Knowles

AAC

Goertek

BSE

ST Microelectronics

Analog Devices

Hosiden

Wolfson

NeoMEMS

Bosch

Others

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

表 5 主流 MEMS 麦克风制造厂商介绍

序号 MEMS 麦克

风制造厂商

国家 基本情况

1 楼氏电子

(Knowles)

美国

楼氏电子(Knowles Electronics)成立于 1946 年,致力于开发面向助听器和其他电子设备市场的公司。Knowles

是 MEMS 麦克风与扬声器的全球顶尖制造商,包括苹果、三星、小米等手机产品中的 MEMS 麦克风绝大部分由

Knowles 生产。iPhone6s Plus 手机内的 4 颗 MEMS 麦克风有 3 颗芯片都是来自楼氏电子。楼氏电子不但自己设

计 MEMS 芯片架构,也具备封装技术,在规模和供应链管理,都具有成本上的竞争优势。楼氏电子 2015 年的营

收为 10.8 亿美元,其中 MEMS 产品营收为 4.45 亿美元,占整个 MEMS 麦克风市场近 60%。

2 瑞声科技

(AAC)

中国

瑞声科技成立于 1993 年,其产品和解决方案包括声学;无线射频;振动马达;微摄像头,在微声学领域赢得了良

好的声誉和稳定的客户群。现今,瑞声服务于接近 30 家世界知名品牌包括 Nokia,Motorola,SonyEricsson,RIM

等等,成为全球最佳微型声学元器件供应商之一。瑞声设计,制造及分销一应俱全的产品系列,包括微型受话器,

扬声器,扬声器模组,多功能器件,传声器,讯响器及耳机。瑞声不但持续开发自主知识产权产品,亦有意透过

收购以加强本身的技术水平,以进一步强化本公司之现有技术基础。

3 歌尔股份(Goertek)

中国 歌尔声学成立于 2001 年,主营业务为电声器件、光电产品、电子配件和 LED 封装及相关产品的研发、生产和销

售。公司坚持自主创新,专注声学科技,主要产品包括微型麦克风、微型扬声器/受话器、蓝牙系列产品和便携式

音频产品。在微型麦克风领域,歌尔市场占有率居世界同行业之首;在微型扬声器/受话器领域,歌尔居国内同行

业第二名、国际第三名。自成立以来,歌尔声学生产经营状况良好,业绩也一直保持稳定快速增长。

4 BSE

韩国 全球第四大 MEMS 麦克风供应商的是韩国业者 BSE,其业绩表现来自于拥有苹果最大对手三星这个大客户。BSE

是微型麦克风的专业生产厂家,手机用微型麦克风是 BSE 公司的主导产品,年产 4 亿只,市场占有率居世界第一

位,占全球市场份额的 38%。主要客户有三星、摩托罗拉、诺基亚、索尼、可立新等著名跨国企业。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

英飞凌等厂商掌握 MEMS 麦克风核心技术

MEMS 麦克风内部由 MEMS 传感器和 ASIC 芯片组成,而 MEMS 传感器和 ASIC

芯片设计是 MEMS 麦克风的核心技术。目前大多数的 MEMS 麦克风厂商都不具备自行

设计的能力,英飞凌、欧姆龙、新日本无线主导 MEMS 麦克风裸晶市场,国内的苏州敏

芯微和无锡芯奥微具备独立设计能力。

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图95 2013 年全球 MEMS 麦克风裸晶供应商出货量排行榜

78.3%

14.9%

6.0%

0.8%

英飞凌 欧姆龙 新日本无线 敏芯微电子

资料来源:OFweek 电子工程网,海通证券研究所整理

楼氏电子作为 MEMS 麦克风市场的龙头、独立设计 MEMS 架构。但是包括瑞声、

歌尔等大部分 MEMS 麦克风供应商原本是传统的 ECM 麦克风供应商,缺乏 MEMS 和

ASIC 技术,所以专注于声学与封装,都是买进标准化 MEMS 裸晶以及 ASIC 进行封装。

表 6 主要的 MEMS 制造厂商掌握的核心技术情况

厂商 MEMS 传感器技术 IC 技术 封装技术

楼氏电子 自有

奥地利微 自有

瑞声科技 英飞凌 英飞凌 自有

歌尔声学 英飞凌 英飞凌 自有

BSE 英飞凌 英飞凌 自有

意法半导体 欧姆龙 自有 无

应美盛 自有 自有 无

Hosiden 英飞凌 自有 自有

Cirrus Logic 自有 自有 无

芯奥微 自有 自有 自有

博世 自有 自有 无

无锡美芯 自有 自有 自有

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所整理

语音将成为万物互联时代人机交互的重要方式,将推动 MEMS 麦克风快速成长

目前消费电子是 MEMS 麦克风最主要的市场,随着语音识别和人工智能技术的快速

发展,语音将成为万物互联时代人机交互的重要方式。目前智能音箱、智能机器人等都

采用语音交互方式,未来还将应用到智能汽车等更多的领域,将推动 MEMS 麦克风的继

续高速成长。

Yole 认为 MEMS 麦克风仍将是增长速度最快的 MEMS 传感器之一。MEMS 麦克风

市场将从 2013 年的 7.85 亿美元增长到 2019 年的 16.5 亿美元,年复合增长率为 13%。

出货量将从 2013 年的 24 亿颗增长到 2019 年的 66 亿颗。

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图96 2011-2019 年 MEMS 麦克风市场规模(百万美元)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2011 2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

4.3 MEMS 压力传感器

4.3.1 MEMS 压力传感器简介

压力传感器主要用于检测压力,根据量程范围可分为低压、中压、高压压力传感器。

MEMS 压力传感器则属于低压传感器,主要检测原理有硅电容式和硅压阻式。

硅压阻式压力传感器采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换

测量电路,具有较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。MEMS 硅压阻式压力传感

器采用周边固定的圆形应力杯硅薄膜内壁,采用 MEMS 技术直接将四个高精密半导体应

变片刻制在其表面应力最大处,组成惠斯顿测量电桥作为力电变换测量电路,将压力物

理量直接变换成电量,其测量精度能达 0.01-0.03%FS。惠斯顿电桥的压阻式传感器,

如无压力变化,其输出为零,几乎不耗电。

图97 硅压阻式压力传感器结构

资料来源:上海市传感技术学会,海通证券研究所整理

图98 硅压阻式压力传感器实物图

资料来源:上海市传感技术学会,海通证券研究所整理

电容式压力传感器则利用 MEMS 技术在硅片上制造出横隔栅状,上下二根横隔栅

成为一组电容式压力传感器,上横隔栅受压力作用向下位移,改变了上下二根横隔栅的

间距,也就改变了板间电容量的大小。

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图99 电容式压力传感器结构

资料来源:上海市传感技术学会,海通证券研究所整理

图100 电容式压力传感器实物图

资料来源:上海市传感技术学会,海通证券研究所整理

目前 MEMS 压力传感器的一个发展趋势是与加速度等惯性传感器集成在一个

MEMS 传感器中。2013 年,台湾 Asia Pacific Microsystem 公司已与台湾清华大学合作

研发了汽车 TPMS 传感器,采用 Cavity-SOI 工艺并结合硅/玻璃键合,同时集成了压力

传感器和压阻加速度传感器。

4.3.2 汽车和医疗是 MEMS 压力传感器最大的应用领域

由于 MEMS 技术的优势,MEMS 压力传感器具有高精度、小尺寸和低成本的优势,

从而在汽车、消费电子、工业控制、医疗等行业大量的使用。传统的机械量压力传感器

是基于金属弹性体受力变形,由机械量弹性变形到电量转换输出,因此不可能如 MEMS

压力传感器体积微小,且成本也相对较高。因此 MEMS 比传统的压力传感器性价比更高。

图101 MEMS 压力传感器在不同场景中的应用

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

目前 MEMS 压力传感器应用最多的领域是汽车行业,占总销售额的 69.1%;其次

是工业应用,占 13.7%;医疗领域占 9.6%,消费电子占据 4.1%。但未来,随着消费电

子产品的不断升级,MEMS 压力传感器有望被进一步采用,Yole 预测到 2018 年,消费

电子的 MEMS 压力传感器市场将跃升至 27.4%,超过工业应用。

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图102 MEMS 压力传感器行业应用情况(2012 年)

69.1%

13.7%

9.6%

4.1% 3.5%

汽车 工业 医疗 消费电子 高端产品

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

图103 MEMS 压力传感器行业应用情况(2018 年预测)

53.8%

9.9%

6.3%

27.4%

2.6%

汽车 工业 医疗 消费电子 高端产品

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

一辆高档汽车一般会有 30~50 个 MEMS 传感器,其中 10 个左右为压力传感器。

MEMS 压力传感器在汽车中的应用包括:检测气囊压力、燃油压力、发动机油压力、进

气管道压力、柴油机共轨压力及轮胎压力(TPMS)等。目前一个新的应用是传动系统

压力感测,通常用于自动装臵之中,但也用于新型双离合器传动系统。博世的 MEMS

压力传感器已用于侧面气囊等应用之中。

图104 博世的侧面气囊 MEMS 压力传感器

资料来源:IHS,海通证券研究所整理

图105 胎压检测传感器

资料来源:百度图片,海通证券研究所整理

医疗电子领域中,第一只 MEMS 压力传感器在 20 世纪 80 年代就已经用作可重复

使用的血压检测器。目前在医疗中,大部分 MEMS 压力传感器作为一次性用品用于检测

血压、眼内压(IOP)、颅内压(ICP)、子宫内压,或用于血管成形术。MEMS 压力传

感器也可应用于高端的医疗设备中,如在连续气道正压通气(CPAC)机中感测压力与

差流。MEMS 压力传感器潜力巨大,在未来可能成为可植入传感器。可植入传感器不需

要电池就能工作,可以用于心脏测量和监测青光眼。今年医疗电子市场仅次于汽车市场

将是第二大市场,营业收入预计为 1.439 亿美元。

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图106 医用 MEMS 压力传感器

资料来源:IHS,海通证券研究所整理

图107 MEMS 压力传感器可检测眼压

资料来源:SolidState,海通证券研究所整理

MEMS 压力传感器在工业领域的应用则比较分散,可用于存在压力检测的各个环

节,如锅炉、水泵、配料称重、流量检测等。在安保领域,可通过感知气压变化从而感

知房门开启或窗户破碎等情况。在航空等高端领域,MEMS 传感器可用于监测飞机引擎、

襟翼等各部位的气压。

与 MEMS 惯性传感器相比,目前 MEMS 压力传感器在消费电子与移动领域的应用

不是特别广泛,主要包括潜水与运动手表、计步器和徒步高度计,部分应用于饮水机、

洗衣机、太阳能热水器等家电产品充当水位传感器。未来智能手机、平板电脑可能集成

MEMS 压力传感器用以检测大气压,或充当高度计以支持室内定位服务。

4.3.3 MEMS 压力传感器市场较为分散,国内厂商具有发展空间

受益于汽车电子的快速增长,以及消费电子的产品升级,MEMS 压力传感器前景广

阔。Yole 预测,今后 5 年,MEMS 压力传感器市场将保持 6%~7%水平的增速,2021

年市场份额有望达 37.9 亿美元。

整个 MEMS 压力传感器行业较为分散,全球大概有 50 多家供应商,并没有处于绝

对领导地位的厂商。国外主要的厂商包括 Bosch、Denso、Sensata、GE Sensing、

Freescale、MSI、ST、VTI、OMRON、TDK-EPC、MEMSCAP、Firstrate 等;国内厂

商主要有敏芯微电子、北京青鸟元芯等。

图108 MEMS 压力传感器市场规模预测

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

图109 2012 年各厂商市场份额占比

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

GE Sensing 是 MEMS 压力传感器在工业、医疗及安防应用中的领导者,其在 2001

年进军传感与测量领域后,陆续并购了多个业界知名的品牌——Druck、NovaSensor、

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Panametrics、Kaye、General Eastern、Thermometrics、Ruska。另外,从其他单个

细分应用行业来看,Bosch、GE Sensing 几乎占据了绝大部分车用 MEMS 压力传感器

市场;GE Sensing、MSI 是工业应用及高端应用的主要供应商。

图110 欧姆龙的 MEMS 绝对压力传感器

资料来源:OFweek 工控网,海通证券研究所整理

图111 GE Sensing 的 MEMS 绝对压力传感器

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

表 7 主要的 MEMS 压力传感器供应商情况

地区 公司/机构 MEMS 压力传感器产品及公司简介

国外

GE Sensing

目前有数十种 MEMS 气压传感器。

GE 在 2001 年进军传感与测量领域后,陆续并购了多个业界知名的品牌——Druck、NovaSensor、

Panametrics、Kaye、General Eastern、Thermometrics、Ruska。

博世(Bosch) MEMS 压力传感器已经用于汽车侧面气囊等应用中

欧姆龙

MEMS 绝对压力传感器 25MPB-02、2SMPB-02 系列,能在 37cm 高低差范围内准确检测气压变化,

实现高精度感知,有助于实现室内导航;部分型号还内含温度传感器。

尺寸仅为 2.5mm*2.0mm*0.85mm,低功耗,适合智能手机、平板电脑、活动检测器等。

飞思卡尔 计划向消费和工业市场推出大量新的 MEMS 压力传感器产品。

Analog Devices iSensor® MEMS 惯性测量单元(IMU)传感器以多轴方式组合精密陀螺仪、加速度计、磁力计和压力传感

器。

菲尔斯特(Firstrate) 采用 MEMS 技术在单晶硅上刻融惠斯登电桥组成的硅应变计, MEMS 压力传感器针对基础工业、家

电、汽车电子等。

香港 HKST

MEMS 压力传感器,采用邦定™技术可实现材料、尺寸等定制化。

2014 年公司被 TE connectivity 收购。

TDK-EPC 为智能手机研发了 MEMS 压力传感器(2.78mm x2.23mm x0.67mm)。

目前也在研发针对 LPG(液化石油气)及汽车电子的压力传感器。

Silicon Microstructures 发布针对呼吸道压力检测的 SM9541 型 MEMS 压力传感器。

Sensimed Triggerfish 型可植入 MEMS 眼压传感器。

国内

苏州敏芯微电子

依托自身 MEMS 麦克风成熟的 MEMS 产业链,完成了从 10 kPA 到 5 MPA 的压力芯片布局。

高度计(气压计)芯片\数字胎压计芯片\血压计传感器\汽车 MAP 成品等均已经大批稳定供货,产品广泛地

应用于消费电子、医疗、汽车、工业控制等众多领域。

深圳华美澳通 采用美国 ALLSENSORS 公司专利技术,专业从事 MEMS 压力传感器及应用模组的研发

北京青鸟元芯 YX-HP203B 高度精度数字气压传感器,内臵 MEMS 压力传感器。

尺寸 3.6×3.8×1.2mm。

中科院上海微系统所 超低温漂 MEMS 压力传感器,采用 MEMS 技术将压力敏感结构悬浮。实现了超低成本下可满足批量直

接应用,适合低成本的消费类电子产品。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

4.4 MEMS 环境传感器

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环境传感器泛指能够感知温度、湿度、气体成分等环境变量的一系列传感器。不同

于 MEMS 惯性传感器必须采用密闭封装以避免外界环境对传感器的干扰,MEMS 环境

传感器只能采用开放腔体封装,因为其需要与外界联通以感知环境信息。

4.4.1 MEMS 温度传感器

温度传感器可用于任何需要检测温度的地方,根据 INTECHNO 咨询公司统计,温

度传感器约占传感器总需求量的 15%以上。

温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段:传统分立式温度传感器、模拟集成温

度传感器、智能温度传感器。目前新型温度传感器正向微型化、高精度、低功耗、智能

化、网络化发展。MEMS 技术为传感器的微型化提供了重要的技术支撑。MEMS 工艺有

助于进一步减少温度传感器的封装面积,降低其耗电量,由于体积微小,可以设臵在离

被测点更近的位臵并直接焊接在 PCB 板上,因此能提供更精确的温度测量。

图112 温度传感器的发展阶段

资料来源:工控网,海通证券研究所整理

温度传感器按检测原理划分可分为:(1)热电偶式,利用不同材质的导体连接点在

不同温度下的电位差进行测量;(2)双金属效应式,利用金属或其他材料的热膨胀系统

不同的原理;(3)电阻式,利用材料的电阻率随温度变化而变化的特性,包括金属电阻、

热敏电阻、半导体电阻等;(4)PN 结式,利用二极管和晶体管作为热传感器;(5)热

电堆式,采用掺杂的硅和标准金属作为热电偶,并由多个相同的热电偶堆叠;(6)谐振

式,基于温度-机械耦合效应;(7)辐射式……但并不是所有技术都与集成电路技术相匹

配,目前双金属效应式、PN 结式、热电堆式、谐振式等测温技术可与 MEMS 技术相结

合制作 MEMS 温度传感器。

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图113 温度传感器在汽车上的应用

资料来源:电子技术,海通证券研究所整理

图114 悬臂梁电容式 MEMS 温度传感器结构

资料来源:《电容式 MEMS 温度传感器研究》,海通证券研究所整理

目前 MEMS 温度传感器的厂商主要有博世、意法半导体、德州仪器(TI)、盛思锐

等。

表 8 主要 MEMS 温度传感器供应商

地区 公司 MEMS 温度传感器产品

国外

博世(Bosch) 已推出集气体、气压、温度和湿度传感器于一体的 MEMS 环境传感器。

Hygrometrix 温湿度一体 MEMS 传感器,响应时间<5s。

德州仪器(TI) IR MEMS 温度传感器可实现非接触式温度测量。

尺寸为 1.6×1.6×0.6mm。

瑞士盛思锐

(Sensirion) 提供集成的温湿度传感器,采用 SMD/QFN 封装,尺寸不超过 3×3×2 mm。

欧姆龙 推出 D6T MEMS 温度传感器

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

4.4.2 MEMS 湿度传感器

传统湿度测量常采用伸缩法、蒸发法、露点法,但传统的湿度计体积较为庞大,甚

至存在一些机械部件,因此很难与现代电子设备进行接口互联。而 MEMS 技术的发展则

极大地促进了湿度传感器的微型化和智能化。

目前 MEMS 湿度传感器按工作原理大致可分为:电容型、电阻型、谐振式、热导式、

电磁波法等。其中电容型是目前应用最多的一种传感器,大概占 MEMS 湿度传感器的

75%左右。感湿介质包括:(1)多孔物,如多孔硅、多孔三氧化二铝、多孔氮化硅、多

孔二氧化硅等;(2)高分子材料,如聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等;(3)空气……

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图115 MEMS 电容型湿度传感器制作流程(聚酰亚胺作为感湿介质)

资料来源:《基于 MEMS 技术新型湿度传感器的研制》,海通证券研究所整理

一方面,和温度传感器一样,基于 IC 工艺的湿度传感器尺寸也可达到毫米量级,

因此专门生产 MEMS 湿度传感器的厂商较少,有 MEMS 传感器技术的厂商也主要专注

于惯性传感器、压力传感器等。另一方面,湿度传感器也常与温度传感器集成在一个微

芯片上,由此可以精确测量露点,使其不会因为湿度传感器和温度传感器之间的温度梯

度而导致误差。

湿度传感器在工业控制、气象、农业、矿山检测等行业中得到了广泛的应用。目前

MEMS 温度/湿度传感器实际应用不如 MEMS 惯性传感器广泛,但 MEMS 温度/湿度传

感器未来将向智能手机、平板装臵、笔记本电脑等可携式产品延伸,成为消费电子类产

品硬件差异化的重要部件。

表 9 国内外 MEMS 湿度传感器供应商

地区 公司 MEMS 湿度传感器产品

国外

博世(Bosch) 已推出集气体、气压、温度和湿度传感器于一体的 MEMS 环境传感器。

意法半导体(ST) HTS221 型号 MEMS 温湿度传感器,采用差分电容感应元件。

可在-40~120℃环境下工作。

MEMS Vision MVH3000D 为集成的 MEMS 温湿度传感器。

瑞士盛思锐(Sensirion) 提供集成的温湿度传感器,采用 SMD/QFN 封装,尺寸不超过 3×3×2 mm。

精量电子

(TE Sensors) MEAS 系列可在-40~125℃环境下工作,尺寸为 3.0×3.0×1.0 mm。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

4.4.3 MEMS 气体传感器

气体传感器主要用于检测目标气体的成分、浓度等,气体检测原理大致有:(1)光

学型:根据气体自身的光学特性,可采用非色散红外传感器 NDIR、傅立叶变换红外

(FTIR)、化学发光(chemiluminescence)和微色谱法(microchromatography)法等;

(2)敏感膜吸附型,根据根据气体敏感膜的化学吸附机理,采用电导变化型、悬臂梁

型或声表面波型;(3)催化燃烧型,易燃易爆气体,采用催化燃烧式检测;(4)离子迁

移谱型,依据离子迁移谱原理改进的高场不对称波形离子迁移谱(FAMS)技术;(5)

金属氧化物半导体型(MOS 技术);(6)电化学技术型。以往的气体检测仪器较为笨重

和昂贵,而 MEMS 技术可使以上部分技术产品(如 MOS 技术、IR 技术、色谱法技术等)

实现微型化。

气体传感器应用广泛,但每种应用场景下都有不同的技术要求,如被测气体类型、

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封装尺寸、灵敏度、寿命、响应时间等。以消费类市场为例,其要求气体传感器具有良

好的灵敏度、可靠性、低成本、小尺寸和低功耗。金属氧化物半导体(MOS)目前可能

是成本和尺寸方面最佳的选择,并且使用寿命可达 5~10 年,适合可穿戴设备和智能手

机。此外,NDIR 技术的传感器在减少尺寸方面也取得了长足的进步,随着 MEMS 的发

展有望进一步应用于消费类应用中。

表 10 气体传感器主要用途

细分市场 用途

消费电子

集成到智能家居、可穿戴设备、智能手机等消费电子中;

可用于检测家用燃气的使用状况(CH4、CO 等),建筑物/汽车的挥发性有机物(VOC),

健康吸氧休闲活动中 O2浓度的。

工业安全 采矿行业可用于检测矿井内部 CO2、CH4 浓度等气体,化工行业可用于检测有毒有害气体。

暖通市场 集成到空调中,用于室内/车内空气质量检测

医疗市场 治疗护理时用于呼吸分析

环境市场 检测空气质量和污染情况

交通运输 汽车尾气测量或重型车辆发动机控制的气体传感器

国防安全 有毒气体监测

…… ……

资料来源:麦姆斯咨询,海通证券研究所整理

目前气体传感器市场主要受暖通空调(HVAC)驱动增长,随着物联网浪潮的驱动,

针对智能家居、智能手机、可穿戴设备等的消费级气体传感器需求将快速增长,具有微

型化、智能化等特点的 MEMS 气体传感器将迎来广阔的市场空间。目前国内外传感器龙

头企业都开始注重研发 MEMS 气体传感器产品。

图116 MEMS 气体传感器

资料来源:Synkera 官网,海通证券研究所整理

图117 MEMS 气体传感器

资料来源:电子产品世界,海通证券研究所整理

国外企业中,博世(Bosch)已经推出集成气体、气压、温度和湿度传感器于一体

的 MEMS 环境传感器。另外奥地利微电子(AMS)、Cambridge CMOS Sensors(CCS)

均推出了 MEMS 气体传感器。盛思锐(Sensirion)的官网显示其即将推出世界上第一

款多像素气体传感器,尺寸仅为 2.45×2.45×0.75mm,可检测 VOCS、酒精、CO 等气

体。

国内来看,一方面,从事 MEMS 气体传感器研究和生产的公司较少;另一方面,技

术上与国外领先企业还有较大的差距。国内的代表企业有汉威电子,其是一家气体传感

器的专业厂商,旗下的苏州能斯达依托苏州纳米所,专注于微纳传感器、MEMS 的研发

和生产,并已推出了第一款 MEMS 气体传感器。

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表 11 国内外 MEMS 气体传感器供应商

地区 公司 MEMS 气体传感器产品

国外

博世(Bosch) 已推出集气体、气压、温度和湿度传感器于一体的 MEMS 环境传感器。

奥地利微电子(AMS) 已量产针对 VOC 检测的 MEMS 气体传感器。

可在 320℃环境下工作,功耗 34mW。

Cambridge CMOS Sensors(CCS)

推出超低功耗 MEMS 气体传感器产品系列 CCS800 的首款数字产品 CCS811。

采用 DFN/LGA 封装,最大尺寸不超过 2.7×4mm,最大功耗不超过 10mW。

瑞士盛思锐(Sensirion) 推出世界上第一款多像素气体传感器 SGPC10,可检测 VOCs、酒精、CO 等。

采用 DFN 封装,尺寸为 2.45×2.45×0.75mm,

瑞士 Micronas GAS 86xyB 系列下有两款 MEMS 气体传感器产品,分别用于检测氢气和二氧化氮、氨气和 VOC。

工作温度-40~85℃,采用 6×8×1.4 mm 的开放式 QFN 封装。

美国 Synkera 该公司的 MEMS 气体传感器可在 850℃以下的高温环境中可连续工作。

最大功耗 50mW,响应时间 5~50s。

国内

苏州能斯达

(汉威电子子公司)

专注于微纳传感器,MEMS 的研发和生产,成功研发了 MEMS 悬膜结构的金属氧化物半导体传感器平

台,并发布了基于该技术的第一款 MEMS 气体传感器。

武汉微纳传感科技 采用标准硅衬底 MEMS 技术生产微型传感器芯片,可检测 VOCs。

工作温度可在-30~85℃,最大功耗 35mW,响应时间<5s,平均寿命>5 年。

炜盛科技

2016 年 4 月推出 MEMS 可燃气体传感器 GM-402B,可检测甲烷和丙烷;

Si 基衬底上制作微热板,气敏材料是在清洁空气中电导率较低的金属氧化物半导体材料。

工作温度-30~85℃,最大加热功耗 80mW。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所

虽然国内在消费级气体传感器供应方面有所落后,但由于国内空气质量、装修污染

等问题突出,气体检测的消费需求十分强烈。因此国内部分消费电子厂商及时瞄准这一

蓝海,将气体传感器率先应用于智能硬件产品中,如:酷派推出的潘多拉魔盒可以用于

酒精测试、VOC 气体检测;海尔针对家装污染推出“醛知道”甲醛检测仪、空气盒子产品,

但其所用的甲醛传感器为英国进口;汉威电子推出的空气电台兼具 CO2、VOC 气体检

测功能。

图118 酷派的潘多拉魔盒可用于酒精测试、VOC 气体检测

资料来源:酷派官网,海通证券研究所整理

图119 海尔“醛知道”二代

资料来源:海尔社区,海通证券研究所整理

Yole 在 2016 年的最新报告中预测,到 2021 年,全球 MEMS 环境传感器(包括气

体传感器、温/湿度传感器、颗粒传感器)的市场份额将突破 1.5 亿美元。2016-2021 年

期间,传感器市场的年复合增速达 8.9%。

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图120 MEMS 环境传感器市场规模预测

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

4.5 MEMS 生物传感器

4.5.1 生物传感器简介

生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件,被列为新世纪五大医学检验

技术之一,是现代生物技术与微电子学、化学等多学科交叉结合的产物。

生物传感器主要由分子识别元件和信号转换器组成。其中分子识别元件即感受器,

其由生物活性物质或某些具有模仿生物分子识别功能的化学分子构成,直接接触待检测

物质,具有分子识别能力;信号转换器是换能器,属于电化学或光学检测元件,可将生

物识别事件转换为可检测的信号。

生物传感器工作的整个过程可以总结为:被分析物中的特异性待测物与分子识别元

件相结合,产生的复合物、光、热等信号被信号转换器转变为电/光信号,并送出至显示

终端,并进一步用于分析检测。

图121 MEMS 生物传感器工作原理

资料来源:中国科学院,海通证券研究所整理

根据分子识别元件和换能器的不同,生物传感器可以划分为不同种类。

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图122 生物传感器分类

资料来源:《MEMS 生物传感器及其医学应用》,海通证券研究所整理

MEMS 技术可在微米甚至纳米的尺度上制造传感器,从而实现从分子量级对分析物

进行探测分析,具有很高的探测分析精度。此外,基于 MEMS 技术的微米/纳米级别的

生物传感器很容易实现系统集成,便于实时在线检测及携带,且有助于实现低成本量产。

目前基于 MEMS 技术的微悬臂梁、微薄膜等结构的生物传感器已经研发成功,这类新型

的高灵敏度传感器可以完成局部的、高分辨率的和免生物分子标记的测量。国外最先进

的微悬臂梁传感器已经能够辨识出生物的 DNA 并生成量化结果。

图123 微悬臂梁电容式 MEMS 生物传感器

资料来源:《基于表面应力的 MEMS 生物传感器研究》,海通证券研究所整理

4.5.2 MEMS 生物传感器目前处于发展初期,未来潜力无限

目前,许多发达国家都将 BioMEMS 的研发列为 21 世纪的关键技术,并不断加大

相关研究与产业化的步伐。由于 MEMS 生物传感器涉及生物、医学、微电子等多个学科,

技术和工艺十分复杂,目前更多处于研发阶段,未被广泛应用。

目前已知法国著名研究机构 Cea-Leti 已推出一款 NEMS(纳米级别)的气体/生物

传感器,可在分子级别实现对被测物进行洗脱峰检测;另外,有报道称西门子公司与德

国慕尼黑大学合作研发出了基于 MEMS 技术的 DNA 电化学生物传感器,可用于检测大

肠埃希菌 O157:H7 的特异性。

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图124 纳米级识别元件

资料来源:Cea-Leti,海通证券研究所整理

图125 基于 NEMS 技术的气体/生物检测平台

资料来源:Cea-Leti,海通证券研究所整理

与其他 MEMS 传感器相比,MEMS 生物传感器技术的成熟乃至实现商用化需要更

长时间的积累。未来 MEMS 生物传感器在医学、食品工业、环境监测等领域具有广阔发

展空间。

医学应用

MEMS 生物传感器常与微分离器、微反应器等一同制成生物微机电系统

(BioMEMS),由于其具有试剂消耗量少,检测效率高,环境污染小,体积小的优点,

被广泛应用于医疗诊断的各个方面。

在临床医学中,酶电极是最早研制且应用最多的一种生物传感器,目前可用于检测

血糖、乳酸、维生素 C、尿酸、尿素、谷氨酸、转氨酶等。若用具有不同生物特征的微

生物代替酶则可制成微生物传感器;若选择含某种酶较多的组织作为识别元件则被称为

生物电极传感器,如用猪肾、兔肝、牛肝、甜菜、南瓜和黄瓜叶制成的传感器,可分别

用于检测谷酰胺、鸟嘌呤、过氧化氢、酪氨酸、维生素 C 和胱氨酸等。

生物传感器中的 DNA 传感器还可用于基因诊断,帮助医生从 DNA、RNA、蛋白质

及其相互作用层次上了解疾病的发生、发展过程,并有望实现肿瘤的早期诊断。DNA 传

感器还可用于药物检测,如常用铂类抗癌药物等。

图126 智能隐形眼镜通过眼泪测量血糖浓度

资料来源:爱财经,海通证券研究所整理

图127 核酸适体作为生物传感器可检测凝血酶浓度

资料来源:《新型凝血酶电化学传感器的制备与研究》,海通证券研究所

食品工业应用

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生物传感器在食品工业中可用于测定分析食品成分、食品添加剂、有毒有害物及食

品鲜度等。

图128 MEMS 生物传感器在食品工业中的应用

资料来源:《MEMS 生物传感器及其医学应用》,海通证券研究所整理

环境检测应用

在水质检测方面,生物传感器可用于检测生化需氧量(BOD),一个衡量水体有机

污染程度的重要指标。传统 BOD 测量法所需时间长、操作复杂、准确度不高。而自 1977

年 Kurabe I 等人首次将丝孢酵母菌固定在多孔纤维素膜上制成 BOD 微生物传感器用于

测定 BOD 依赖,此项技术得到了迅速的发展。生物传感器还可用于检测水中的酚、三

氯乙烯、硝酸盐及其他有机污染物。

在大气质量检测方面,生物传感器可用于检测大气中的 CO2、NOx、NH3及 CH4等。

利用地衣组织制成的生物传感器还可以用于检测大气、水和油中苯的浓度。

图129 微生物电极原理的 BOD 测定仪

资料来源:电子工程世界,海通证券研究所整理

军事医学应用

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生物传感器在军事医学中也大有用处,可用于检测多种细菌、病毒及其毒素,如炭

疽芽胞杆菌、鼠疫耶尔森菌、埃博拉出血热病毒、肉毒杆菌类毒素等。

5. MEMS 产业链全解析

5.1 MEMS 产业链简介

MEMS 是多学科交叉的复杂系统,整个产业链涉及设计、制造、封装测试、软件及

应用方案环节。

图130 MEMS 产业链流程

资料来源:智慧产品圈,海通证券研究所整理

MEMS 产业链的上游负责 MEMS 器件设计、材料和生产设备供应,中游生产制造

出 MEMS 器件,下游使用 MEMS 器件来制造终端电子产品。

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图131 MEMS 产业链关联方

资料来源:MEMS 技术,海通证券研究所

MEMS 整个产业链复杂,涉及的厂商众多;中国的设计、制造、封装测试厂商都在

积极布局 MEMS,已形成完整 MEMS 的产业链。

图132 全球 MEMS 供应链

资料来源:各公司官网,海通证券研究所

5.2 国外厂商主导 MEMS 传感器市场,国内厂商在细分领域仍具发展空

MEMS 器件市场主要被欧美厂商占据,营收前三十名的只有两个中国厂商,生产

MEMS 麦克风的瑞声科技、歌尔股份排在 20 和 26 位,营收分别为 1.4 亿和 0.84 亿美

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元。但瑞声科技和歌尔股份是 MEMS 麦克风的主要供应商,在全球 MEMS 麦克风市场

具有重要地位,已进入苹果供应链。因此,在某些细分市场,国内厂商具有发展空间。

国内的美新半导体、深迪半导体、敏芯微电子、苏州明皜也在积极的发展 MEMS 传感器,

有望享受万物互联时代的 MEMS 传感器盛宴。

表 12 2015 年全球前 20 大 MEMS 制造商营收情况

排名 公司 国家 MEMS 业务总营收

(百万美元)

MEMS 业务营

收同比增长率

1 罗伯特.博世 德国 1214 0.2%

2 意法半导体 瑞士 754 -6.8%

3 德州仪器 美国 735 -5.5%

4 惠普 美国 505 -6.5%

5 Qorvo 美国 450 28.6%

6 楼氏电子 美国 444 5.9%

7 英美盛 美国 438 34.2%

8 DENSO 日本 380 2.9%

9 佳能 日本 247 -14.8%

10 松下 日本 346 -5.5%

11 NXP-Freescale 荷兰 330 6.4%

12 SENSATA 美国 288 15.4%

13 佳能 日本 247 -14.8%

14 英飞凌 德国 235 6.8%

15 AKM 日本 234 4%

16 亚德诺 美国 227 3.5%

17 Murata 日本 218 13.7%

18 AMPHENOL 美国 181 2%

19 霍尼韦尔 日本 171 5%

20 瑞声科技 中国 140 21.7%

资料来源:Yole,海通证券研究所整理

表 13 MEMS 器件主流厂商介绍

序号 MEM 器件供

应商

国家 基本情况

1 罗伯特.博世

德国

博世(Bosch)创建于 1886 年,是德国最大的工业企业之一,从事汽车技术、工业技术和消费品及建筑技术的产

业。2005 年 Bosch Sensortec 创立,致力于向消费电子市场提供微机传感器(MEMS)、相关应用和代工服务。

Bosc 是全球 MEMS 传感器市场的领导者,自 1995 年至今,已交付了超过 50 亿颗 MEMS 传感器,在约全球 3/4

的智能手机中均使用 Bosch Sensortec 的传感器。Bosch Sensortec 提供惯性运动传感器如加速度计、陀螺仪、

地磁传感器、环境传感器、大气压力传感器、湿度传感器及最近发布的集成室内空气质量的四合一传感器。2015

年营业收入 706 亿欧元,其中 MEMS 产品营收 12.14 亿美元。

2 意法半导体

瑞士

意法半导体(ST)集团于 1988 年 6 月成立,是由意大利的 SGS 微电子公司和法国 Thomson 半导体公司合并而

成。公司致力于成为以多媒体应用一体化和电源解决方案的市场领导者,也有多领域的创新产品,例如分立器件、

高性能微控制器、安全型智能卡芯片、MEMS 器件。ST 的产品应用在通信、消费、计算机、汽车、工业等领域。

ST 的 MEMS 传感器产品包括加速度计、陀螺仪、数字罗盘、惯性模块、压力传感器、湿度传感器和麦克风。2015

年营业收入 69 亿美元,其中 MEMS 传感器营收 7.55 亿美元。

3 德州仪器

美国

德州仪器(TI)成立于 1951 年,是世界第三大半导体制造商,仅次于英特尔,三星;是智能手机第二大芯片供应

商,仅次于高通;同时也是在世界范围内的第一大数字信号处理器(DSP)和模拟半导体组件的制造商。2011 年

收购美国国家半导体(National Semiconductor)之后,成为世界上最大模拟器件厂商。TI 在基于移动反射数字

光处理设备的 MEMS 销售方面表现颇佳。TI 主要有温度、湿度、光学、压力、气体、超声波、霍尔等传感器,主

要应用在汽车电子、消费电子等行业。2015 年营业收入为 130 亿美元,其中 MEMS 传感器营收 7.35 亿美元。

4 应美盛

美国

应美盛(InvenSense)成立于 2003 年,是一家全球领先的智能传感器 SoC 供应商,为电子设备提供运动和声学

解决方案。InvenSense 的 MEMS 产品主要包括惯性传感器和 MEMS 麦克风,可以应用于智能手机、可穿戴设备、

智能家居、工业和汽车。InvenSense 的技术平台将 CMOS IC 芯片和 MEMS 芯片通过堆叠方式集成在一起,使

得 3 轴加速度计和 3 轴陀螺仪可以集成在一颗芯片上,并且尺寸更小更薄、性能更高。2013 年,InvenSense 收

购 ADI 公司的所有 MEMS 麦克风业务,加速了 InvenSense 音频产品的发展。2015 年营业收入为 4.2 亿美元,

全部为 MEMS 产品收入。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

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5.3 MEMS 制造工艺非标准化,国内代工厂在先进工艺上落后于国际大厂

5.3.1 MEMS 制造工艺非标准化,不同类型器件采用不同工艺

MEMS 制造工艺主要包括微机械加工工艺、LIGA 和集成工艺。微机械加工工艺又

分为体微机械加工工艺、表面微机械加工工艺。每一种工艺又有很多种细分类型。MEMS

产品设计者根据产品需求来选择相应的制造工艺和材料。

图133 主要的加工工艺

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

图134 简单的体微加工工艺流程

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

图135 简单的表面微加工工艺流程

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

MEMS 加工工艺和 IC 加工工艺有较大的区别

MEMS 技术是由集成电路技术演变而来,并且对集成电路产业研发的加工技术进行

了极大地改进,在某些加工方法和加工材料上,MEMS 和 IC 具有相同的特性,但 MEMS

和集成电路加工工艺又很大的不同。

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表 14 IC 加工工艺与 MEMS 加工工艺的区别

序号 IC 加工工艺 MEMS 加工工艺

1

集成电路加工技术已经逐步趋向于少数“标准化”或者“固定化”

的工艺技术,比如 CMOS 技术、双极技术、BiCOMS 技术等。

虽然每个制造商通常有专用的集成电路工艺技术,但实际上这

些专用技术区别甚微。

在 MEMS 领域,对于每种器件类型使用的工艺流程几乎完全不同。

也就是说,制造加速度计的工艺流程与制造 MEMS 麦克风的工艺步

骤相似甚小。因为 IC 只有三种最基本的器件类型:晶体管、电阻、

电容,这些器件依靠金属互联层连接成电路。而 MEMS 技术则有大

量不同类型的器件,比如压力传感器、加速度计、陀螺仪等。每种

MEMS 器件通常需要其自身专用的工艺过程。

2 IC 加工工艺类型少,且标准化,主要的材料为硅。

MEMS 需要大量的工艺类型和材料。MEMS 加工技术改进了 IC 衍生

出的传统工艺类型,如氧化、LPCVD、光刻,并将这些工艺与高度专

用的“微机械加工”技术相结合。

MEMS 加工工艺需要大量的新材料,如合金材料、磁性材料、压电材

料(Cr/Au/Ti/Cu/AI)。

3 IC 加工工艺技术是固定的,如 CMOS,所以 IC 加工的产能较

高,高产量降低了 IC 的成本。

由于不同的 MEMS 器件特征各异,MEMS 产量通常都较低。例如有

一种 MEMS 惯性传感器,作为碰撞气囊控制传感器在汽车行业非常

实用,但用来制造这种器件的工艺技术也许并适用于其他领域。

资料来源:MEMS MATERIALS AND PROCESSES HANDBOOK,海通证券研究所整理

MEMS 制造工艺复杂并且非标准化,不同类型 MEMS 传感器使用的制造工艺流程

完全不同。例如 9 轴惯性传感器、MEMS 麦克风、压力传感器、湿度传感器功能不同,

有的需要与环境接触,器件内部结构完全不同,所以采用不同的制造工艺。

图136 不同类型 MEMS 传感器不同的制造工艺

资料来源:cea tech,海通证券研究所整理

同一种 MEMS 器件不同厂商使用的加工工艺也不相同。以惯性传感器为例, Draper

采用 Gyroscope 工艺,Ford 采用 Bulk Accelerometer 工艺,亚德诺半导体采用 iMEMS

工艺,意法半导体设计的陀螺仪、加速度计产品都是基于 THELMA 工艺,英美盛的陀

螺仪采用 NF 工艺。

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图137 意法半导体 THELMA 工艺流程

资料来源:MEMS MATERIALS AND PROCESSES HANDBOOK,海通证券研究所整理

图138 英美盛 NF 工艺

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

图139 英美盛 NF 工艺的四大流程

资料来源:百度文库,海通证券研究所整理

5.3.2 国内 MEMS 代工厂在先进工艺上落后于国际大厂

由于不同的 MEMS 器件采用不同的加工工艺,所以工艺开发是目前 MEMS 代工厂

面临的主要问题之一。技术领先的代工厂开发速度较快,在较短的时间内能形成稳定产

能、且较高良率。

在 MEMS 先进工艺上,国内厂商仍落后于国际领先的代工厂。例如电子罗盘的要求

是三轴磁力计、偏差要在1度以下、并且功耗要低。现在国内的代工厂将GMR做在CMOS

上,国际领先的代工厂已经在采用 8 英寸晶圆生产 TMR,TMR 可以实现 1 度以下,甚

至 0.01-0.05 度的精度,但 TMR 生产线需要巨大的投资。惯性传感器采用 8 寸晶圆生产

3 轴惯性传感器已经普及,国际领先的代工厂已经开始采用 8 英寸晶圆生产集成的 6 轴

组合传感器,未来将会有 12 英寸 3 轴、12 英寸 6 轴组合传感器。MEMS 麦克风将来将

拥有更高的信噪比、敏感度和更小的尺寸。压力传感器将强调灵敏度和更小的尺寸。

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图140 主要 MEMS 产品工艺路线图

资料来源:麦姆斯咨询,海通证券研究所整理

5.3.3 全球 MEMS 代工市场稳定增长,纯 MEMS 代工厂快速发展

2014 年,全球 MEMS 代工市场规模为 6.86 亿美元,在 2015-2020 年间以 3.7%复

合增长率增长,预计到 2020 年可以达到 8.6 亿美元。全球 MEMS 代工市场的增长主要

由 Fabless 商业模式的厂商驱动的,比如楼氏电子、英美盛、歌尔股份等。

图141 全球 MEMS 代工市场规模

资料来源:P&S Market Research, 海通证券研究所整理

MEMS 代工主要有两种类型:IDM 厂商提供的 MEMS 代工,独立的代工厂提供的

MEMS代工,其中独立的代工厂包括集成电路代工厂和纯MEMS代工厂。近几年Fabless

模式的 MEMS 器件制造商发展迅速,独立的 MEMS 代工厂努力寻求标准化的工艺以提

升规模经济,减少制造时间和降低成本,使得独立的 MEMS 代工厂快速成长,但目前 IDM

代工仍处于市场领导地位。

目前提供 MEMS 代工的 IDM 厂商主要有意法半导体、索尼、德州仪器等;台积电

目前是全球最大的独立的 MEMS 代工厂,全球领先的纯 MEMS 代工厂还有 Silex

Microsystems、Teledyne DALSA 、Asia Pacific Microsystems、X-FAB 、Innovative

Micro Technology 等,国内的中芯国际、华宏宏利、上海先进半导体也有生产 MEMS 的

能力。

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表 15 全球主要的提供 MEMS 代工服务的厂商情况

序号 公司 国家 2012 年 MEMS

代工业务营收

(百万美元)

晶圆产线

(英寸)

代工类型

1 意法半导体 瑞士 203 IDM 代工

2 索尼 日本 65 6 IDM 代工

3 台积电 台湾 42 6、8、12 集成电路

代工厂

4 Teledyne DALSA 加拿大 39 6、8 纯 MEMS

代工厂

5 Silex Microsystems 瑞典 34 6、8 纯 MEMS

代工厂

6 亚太优势(APM) 台湾 25 6 纯 MEMS

代工厂

7 X-FAB 德国 20 6、8 集成电路

代工厂

8 Innovative Micro Technology 美国 19 6 纯 MEMS

代工厂

9 Tronics Microsystems 法国 19 6 纯 MEMS

代工厂

10 Micralyne 加拿大 16 6 纯 MEMS

代工厂

资料来源: Yole,海通证券研究所整理

表 16 主要的 MEMS 制造厂商介绍

序号 MEM 制造厂

国家 基本情况

1 台积电

台湾

台积电(TSMC)成立于 1987 年,是全球第一家、以及最大的专业集成电路制造服务(晶圆代工)企业,也是全

球最大的纯 MEMS 代工厂,该公司生产多种市场上畅销的 MEMS 传感器和执行器,包括 3 轴陀螺仪、加速度计、

MEMS 麦克风、压力传感器、片上实验室和喷墨打印头。目前可以支持 MEMS 设计 的 0.11 微米/0.18 微米制

程,InvenSence、ADI 等都是 TSMC 的客户。2015 年营业收入 8435 亿新台币。

2 Silex

Microsystems

瑞典

Silex Microsystems 成立于 2000 年,专注于 MEMS 生产代工业务,为客户提供 MEMS 工艺研发和生产服务。公

司技术实力雄厚,工艺实现能力很强,客户涵盖工业、汽车、生物医疗、通讯、消费电子等各个领域的领先企业。

Silex Microsystems 是最早投资硅通孔(TSV)技术的 MEMS 代工厂商之一,TSV 工艺也给公司带来了较高的收

益。2015 年北京盛世宏明投资基金管理公司收购 Silex Microsystems 98%的股权。

3 Teledyne DALSA

加拿大

Teledyne DALSA 是世界上最专业的 MEMS、高压 CMOS 和先进 CCD 制造商之一,也是世界上最先进的纯

MEMS 代工厂之一,同时拥有 150 毫米和 200 毫米晶圆生产线,能够大批量制造广泛的应用,包括压力传感器,

硅麦克风,惯性传感器,微反射镜,硅通孔和 RF MEMS。光学 MEMS 也是其主要营收来源,公司已开始向市场

领先厂商 JDSU 提供波长选择开关可重构光加/减复用器(WSS ROADM)。

4

亚太优势微系

统股份有限公

台湾

亚太优势微系统股份有限公司(Asia Pacific Microsystems) 成立于 2001 年,是领先全球的 MEMS 晶圆代

工厂商之一,目前拥有一座自动化六寸晶圆厂与完备的先进 MEMS 制程能力。亚太优势可生产的 MEMS 元件包

含多种不同的传感器、被动元件、微型机械元件与执行器,已被广泛使用在消费性电子商品、汽车产业、工业工

程、电信通讯与生化医疗等领域。

5 中芯国际

中国

中芯国际(SMIC)是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,向全球客户提供 0.35 微米到 28 纳米晶圆代工与技

术服务,在上海建有一座 300mm 和一座 200mm 超大规模晶圆厂。中芯国际从 2008 年进入 MEMS 产业,目前

国内排名第一的 MEMS 代工厂。中芯与 Silicon Labs 合作开发的 CMEMS 技术,把 MEMS 架构直接构建于标准

CMOS 晶圆上,从而实现“CMOS+MEMS”单晶片解决方案。中芯又将 TSV 技术引入到 CMOS 后端制程,发布了

另一项业界首个基于 0.18 微米 e-TSV 平台的 3D MEMS SiP 商用工艺。2016 年营业收入为 27 亿美元。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

5.4 国内封测厂商积极布局 MEMS 先进制程,已具国际竞争力

5.4.1 MEMS 封装工艺复杂,3D 晶圆级封装是发展趋势

在整个 MEMS 器件制造过程中,封装是后道工序。采用一定的材料以一定的形式将

器件封装起来。MEMS 封装提供多种功能,包括电源和信号通路、热管理、机械支撑以

及环境和接口保护等。MEMS 工艺可以与 COMS 工艺集成,带来 SOC 级的系统和架构,

MEMS 面临大量封装方面的挑战。

最佳的封装无疑可使得 MEMS 器件发挥出更好的性能。通常而言,MEMS 封装应

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满足以下条件:一、可提供一个或多个环境通路;二、封装导致的应力应该尽量小;三、

封装及材料最好不对环境造成不良影响;四、应不对其他器件造成不良影响;五、必须

提供与外界通路。

图142 MEMS 晶圆级封装示意图

资料来源:中国电子网,海通证券研究所整理

图143 博世 6 轴电子罗盘封装结构

资料来源:MEMS,海通证券研究所整理

MEMS 器件的封装方案基于对半导体知识体系的继承,然而,MEMS 通常必须与操

作环境接触,这是 MEMS 封装与 IC 封装最重要的区别。MEMS 封装必须考虑可动结构

以及与外部环境的接触。例如压力传感器,需要与周围环境直接接触,并且不同应用封

装类型也不同。这对封装提出了新的要求,因为传统的集成电路中,芯片必须被完全保

护起来以免受环境的影响。

图144 MEMS 压力传感器

资料来源: AMFitzgerald & Associates,海通证券研究所整理

图145 不同封装类型的压力传感器

资料来源:AMFitzgerald & Associates,海通证券研究所整理

有些 MEMS 传感器需要 MEMS 与 ASIC 集成起来进行封装,比如惯性传感器,

MEMS 封装难度与集成电路封装相比大幅的提升。

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图146 惯性传感器封装:MEMS+ASIC

资料来源:AMFitzgerald & Associates,海通证券研究所

表 17 集成电路封装与 MEMS 封装复杂度的比较

序号 集成电路封装方案 MEMS 封装方案

1 无可动布局结构及结构可堆叠,组装容易并且批量生产 三维结构,可能涉及精密的原件以及高精度的运动,需要特定封装结

构,往往含有腔或者真空空间

2 封装类型常常通用或者与应用无关,存在工业和军事标准 应用包括许多特殊的功能,例如生物、化学、机电以及光学等功能,

封装类型受到应用的驱动并根据应用订制独特的功能

3 封装技术成熟,按照设计、材料的选取、制造工艺、可靠性以

及认证测试的顺序

成熟的封装技术可能不适用大多数的应用,必须在概念设计阶段就开

发新的封装方案

4 保护集成电路,防止周围环境对其造成影响,简洁的环境保护

并通过气密封装来实现

在许多应用中灵敏的可动原件或静态原件与环境接触,需要保护器件

与接触外部环境的复杂平衡

5 集成电路为特定的电气操作输送功率,外部的连接仅仅通过电

感或电导耦合

需要在封装内实现许多原件及功能,增加了复杂性并且界面会增加新

的失效机理。

资料来源:MEMS MATERIALS AND PROCESSES HANDBOOK,海通证券研究所整理

MEMS 器件产生了新的复杂特性,在这些复杂特性的驱使下产生了新的封装方案。

常见的封装方案有包覆式封装、具空腔的封装和预制式封装。MEMS 器件有多种封装类

型,如 LGA、QFN、COL、FC 等。

图147 MEMS 的封装类型

资料来源:传感器与物联网,海通证券研究所

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图148 MEMS 的封装方案及简化的封装流程

资料来源:ASE Group,海通证券研究所

随着对封装尺寸越来越严格的规范,利用硅通孔(TSV)的 3D 晶圆级封装绝对是

一个能使 MEMS 传感器集成度更高和更加智能化的解决方案。3D 封装可以改善 MEMS

器件的尺寸、速度、能耗等多方面的性能,3D 晶圆级封装正在成为可穿戴设备等应用“必

须具有”的技术;晶圆级、TSV、3D 是 MEMS 先进封装的发展趋势。

图149 TSV 技术

资料来源:AMFitzgerald & Associates,海通证券研究所整理

图150 MEMS 3D 封装

资料来源:MEMS.me,海通证券研究所整理

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图151 3D 晶圆级封装流程

资料来源:Technologywatch,海通证券研究所

5.4.2 国内封装测试厂商 MEMS 先进制程布局完善,已具国际竞争力

2016 年,全球封装测试市场整合并购频发,日月光与矽品强强联合、安靠并购

J-Device、长电科技并购星科金朋。目前全球封测市场已形成日月光、安靠、长电科技

三强鼎立的局面。

图152 2015 年全球封装测试厂商市场份额

资料来源:Gartner,海通证券研究所

目前具备 MEMS 封装测试能力的国际厂商主要有日月光、安靠、矽品、力成科技等,

国内有华天科技、长电科技、晶方科技等厂商。尽管国内的 MEMS 前端制造还落后于国

际大厂,由于国内的封装技术起步较早,国内 MEMS 产业链后端封装较为完善。国内华

天科技、长电科技、晶方科技等厂商都在积极布局 MEMS 先进封装生产线,并表现出强

悍的实力,已经具备国际竞争力。

华天科技已掌握晶圆级封装(WLCSP)、FC、TSV 以及 3D 封装技术,并不断扩大

先进封装的产能。华天科技已为国内领先的 MEMS设计厂商苏州敏芯微电子量产MEMS

麦克风。长电科技一直开发自有的 MEMS 封测技术,且布局完善。目前,长电科技从封

装的种类和技术来说,可以支持整个手机里几乎所有的产品,磁性传感器等产品也都有

涉及。长电科技同样具备 SiP、WLCSP、FC、TSV、3D 等先进封装技术。并购星科金

朋,进一步加强了封测的实力。晶方半导体也是国际上一流的 MEMS 晶圆级封装厂商,

公司已为客户量产 MEMS 加速度计。

MEMS 封装技术与 IC 封装有着诸多不同,对企业的要求很高。众所周知,MEMS

器件价格下降非常之快,目前部分 MEMS 器件中封装成本甚至占到总价格的 40%到

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60%。如何做到低成本封装是封测厂商面临的巨大挑战。

表 18 国外主要的 MEMS 封装测试厂商

序号 MEMS 封测

厂商

国家 基本情况

1 日月光

台湾

日月光集团是全球最大半导体封、检测及材料生产企业,总部位于台湾。日月光集团自 1984 年成立以来,致力于

为全球企业提供半导体整合型测试、封装、系统组装及成品运输的专业一元化服务,经过二十多年发展在全球封

装测试加工产业中,拥有最完整的供应链系统。日月光掌握因应脚数增加的细间距銲线技术、覆晶封装、2.5D & 3D

堆叠式封装、晶圆级封装、多晶模组(Multi-chip Module, MCM)、系统整合型封装(SiP)技术、铜製程以及晶圆穿导

孔(TSV)等先进技术。公司具有 MEMS 封装技术,已成功进入 InvenSence 供应链。

日月光 2015 年营业收入 2833 亿新台币,并与矽品组建合资公司。

2 安靠

美国

安靠技术(Amkor Technology)成立于 1968 年,是世界上半导体封装和测试外包服务业中最大的独立供应商之

一,几乎占了 30%的全球市场和 40%的 BGA 市场。Amkor 在菲律宾有 7 家工厂,韩国有 4 家,中国台湾有 2 家,

日本和中国上海各一家。Amkor 提供近千种封装方式和尺寸,以及各种各样的工艺和材料选择,已成为能满足许

多客户在封装方面要求的唯一供应商。Amkor 具有 MEMS SiP 先进封装技术。

2015 年营业收入为 28.8 亿美元。

3 矽品

台湾

矽品(SPIL)是全球 IC 封装测试行业的知名企业,SPIL 一向致力於满足顾客对积体电路封装及测试之需求,提

供一元化解决方案,从晶圆凸块、晶圆测试、IC 封装、IC 测试到直接配送等服务,发展至今已成為全世界第三大

封装测试厂。产品包含先进的导线架类及基板类封装体,广泛应用于电脑、平板电脑、手机、机上盒、液晶显示

器、穿戴式装臵、智慧家电、数码相机及游戏机等产品。

2015 年营业收入为 828 亿新台币。

4 力成科技

台湾

力成科技是一家台湾半导体封装测试公司,成立于 1997 年 5 月,主要为为客户提供完善的半导体后段供应链建

臵及全方位封装测试服务,服务范围涵盖晶圆针测、封装、测试至成品的全球出货。力成科技具有整合型先进封

装技术(SiP ,MCP, 3D IC, Bumping, Flip Chip, MEMS, TSV),公司的铜柱凸块(copper pillar bump)、金属线路

銲垫重分配製程(Re-distribution;RDL)、晶圆级封装(Wafer Level CSP)、微机电(MEMS)、固态硬碟(SSD)等先

进制程技术已通过验证。

2015 年营业收入为 425 亿新台币。

资料来源:各公司官网,海通证券研究所整理

6. MEMS 传感器的发展新趋势

6.1 MEMS 传感器将向小型化、集成化、智能化的趋势演进

智能手机、可穿戴设备等智能硬件快速发展,功能越来越强大,PCB 的空间也越来

越紧张,对器件尺寸要求极高。因此, MEMS 传感器的集成化和小型化是发展的必然

趋势。以中兴通讯为例,2007年中兴手机开始使用MEMS加速度计,当时最早是3 x 5mm

的封装尺寸,后来演变为 3 x 3mm 或 2 x 2mm 的封装尺寸;陀螺仪变成 4 x 4mm 或者

3 x 3mm 的封装尺寸;陀螺仪和加速度计二合一的封装尺寸为 3 x 2.5mm,目前已有三

合一的 9 轴传感器,未来将向四合一、五合一的组合传感器发展。

图153 MEMS 惯性传感器封装尺寸变化

资料来源: Yole Developpement,海通证券研究所整理

图154 中兴通讯惯性传感器的应用演进

资料来源:麦姆斯咨询,海通证券研究所整理

目前不仅仅是惯性传感器,环境传感器也在向集成化的方向演进。MEMS 传感器将

集成微控制器、算法、软件,以实现更加智能化的功能,这对于用户的应用和 MEMS

传感器的发展都是极为重要的。

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图155 MEMS 传感器向集成化方向发展

资料来源: Bosch Sensortec,海通证券研究所整理

MEMS 智能传感器将在可穿戴设备、游戏机、机器人等领域有广阔的发展空间,

MEMS 传感器的智能化,必然带来功耗的提升,而功耗是智能硬件等应用最为关注的指

标之一。因此,如何在提高智能化水平的同时降低功耗,是 MEMS 传感器将面临的挑战。

图156 MEMS 智能传感器应用

资料来源: Bosch Sensortec,海通证券研究所整理

图157 MEMS 传感器将面临的趋势和挑战

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

6.2 MEMS 无线传感器将是万物互联时代的新趋势

无线传感器是集成传感器、微控制器、无线通信收发器和电源的微型节点。无线传

感器一般设计成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池提供电源。

图158 无线传感器

资料来源: 电子工程世界,海通证券研究所整理

图159 施耐德无线电力传感器

资料来源:International Electrotechnical Commission,海通证券研究所

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无线传感器网络节点对周围环境进行监控,将采集的数据通过无线通信收发器传输

到监控中心的无线网关,然后再传输到数据中心进行分析处理。

图160 无线传感器在物联网中的应用

资料来源:cea tech,海通证券研究所整理

无线传感器网络在医疗、家电、农业、建筑物状态监控等领域广泛的应用。英特尔

在俄勒冈州建立了第一个无线葡糖园。无线传感器被分布在葡萄园的每个角落,每隔一

分钟检测一次土壤温度,以确保葡萄可以健康生长,进而获得大丰收。建筑物状态监控

是指利用无线传感器网络来监控建筑物的安全状态。由于建筑物不断进行修补,可能会

存在一些安全隐患。未来的各种摩天大楼可能都会装备这类装臵,从而建筑物可自动告

诉人们当前是否安全、稳固程度如何等信息。

图161 无线传感器在农业中的应用

资料来源:电子发烧友,海通证券研究所整理

图162 无线传感器在建筑物状态监控中的应用

资料来源:电子发烧友,海通证券研究所整理

功耗和尺寸是无线传感器最关心的问题,而 MEMS 自身的特性正适用于无线传感

器。MEMS 传感器与微控制器、无线收发器模块化,并采用 SiP 封装技术,MEMS 无

线传感器与传统无线传感器相比在功耗和尺寸上优势巨大,在万物互联时代将前景无限。

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图163 MEMS 无线传感器的架构及封装

资料来源:cea tech,海通证券研究所整理

智能手机推动 MEMS 传感器向低成本、小尺寸、高性能、低功耗的方向发展。而在

物联网时代, 集成 MEMS 传感器、微控制器、无线收发器的无线传感器模块将是新趋

势。

图164 MEMS 传感器向模块化成无线传感器的趋势发展

资料来源:cea tech,海通证券研究所整理

6.3 医疗保健领域将成为 MEMS 传感器的发展热点

根据国家统计局今年发布的数据,截至 2015年,我国 65周岁及以上人口数为 14386

万人,占比 10.5%,已经明显高于 7%的老龄化社会标准。另据世界银行的预测,全球

65 岁及以上人口数量未来二十年内还会加速上升。

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图165 人口大于 65 岁数量前十名国家

资料来源: WorldBank,海通证券研究所整理

人口老龄化问题席卷全球,人们的医疗保健问题变的空前重要。体外诊断、药物研

究、病患监测、给药方式以及植入式医疗器械等领域都在不断发展,系统设备商们需要

创新的技术来迅速提高产品性能、降低成本、缩小尺寸。MEMS 传感器如加速度计、压

力、温度、微分配器、流量、药物输送、和微流控传感器将迎来发展机遇。MEMS 固有

的优势促进了医疗设备的自动化,小型化和便携式,这种技术上的进步反过来又推动了

新市场的增长,MEMS 传感器在医疗保健领域前景广阔。

图166 MEMS 传感器在病人监测上的应用

资料来源: JLGH,海通证券研究所整理

图167 MEMS 传感器在医疗保健领域的应用

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

根据 Yole的数据,2015年 MEMS在医疗保健领域的市场规模为 27亿美元,到 2021

年将达到 76 亿美元,年复合增长率为 18.8%,是 MEMS 增长速度最快的领域,医疗保

健将成为 MEMS 传感器发展的热点。

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图168 MEMS 传感器在医疗保健领域市场规模

资料来源: Yole Developpement,海通证券研究所整理

图169 各种 MEMS 传感器在医疗保健领域的市场规模

资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所整理

6.4 环境监测将是 MEMS 传感器的发展新方向

环境问题也是全球面临的主要问题之一。近年来人们对于生活的环境质量要求上升,

因此带动一波环境传感器的需求上涨。无论是温度、湿度、海拔高度、大气气压以及紫

外线都可由环境传感器测得。意法半导体与博世公司都认为,环境传感器将是下一波

MEMS 传感器一大重要发展方向。

图170 环境传感器应用

资料来源:雷锋网,海通证券研究所整理

由于现在生活环境中空气污染严重,所以在环境传感器的应用中,与气体传感器相关

的应用将会是环境传感器未来的重要关注目标。人们希望借助气体传感器得知生活中空

气污染物、有毒气体及细悬浮微粒的含量是否超标,达到危害人们身体健康的程度。

MEMS 气体传感器也有望进入智能硬件,发展潜力无限。

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图171 MEMS 气体传感器在智能家庭中的应用

资料来源:Bosch Sensortec,海通证券研究所整理

7. 关注产业链相关标的

目前 MEMS 已进入到高速发展时期,智能硬件和智能汽车将推动 MEMS 传感器快

速发展,在环境监测、医疗保健等领域也将广泛应用。Yole 预计 2015-2021 年全球 MEMS

市场的复合年增长率为 8.9%,将从 119 亿美元增长到 200 亿美元,市场空间广阔。

行业“增持”评级,关注优势企业。中国制造 2025 规划将集成电路与 MEMS 产业提

升为国家战略,现在既有国家推动,又有市场内在需求,因此 MEMS 传感器行业将进入

高速发展期。我们重点关注国内 MEMS 代工龙头耐威科技(300456.SZ)、汽车传感器

龙头苏奥传感(300507.SZ)、已量产 MEMS 惯性传感器并具有 MEMS 封装技术的苏州

固锝(002079.SZ)、国内家电温度传感器龙头华工科技(000988.SZ)、国内稀缺的 IDM

模式半导体公司士兰微(600460.SH)、国内气体传感器龙头汉威电子(300007.SZ)、

国内 MEMS 封测龙头华天科技(002185.SZ)、长电科技(600584.SH)、晶方科技

(603005.SH)、全球 MEMS 麦克风龙头歌尔股份(002241.SZ)、军工 MEMS 龙头中

航电测(300114)。

7.1 耐威科技

耐威科技是国内产品同时涵盖惯性及卫星导航,具有军工资质的为数不多的企业之

一。公司立足导航产业,经多年发展形成“惯性导航+卫星导航+组合导航”产业链全覆盖,

掌握了惯性导航及组合导航、高精度卫星导航定位的若干关键技术,同时其控股子公司

具有从事军品研发、生产与销售的专业资质。

立足先进导航,布局 MEMS 传感器。耐威科技拟通过发行股份购买收购瑞通芯源,

从而间接持有 MEMS国际代工龙头公司赛莱克斯 98%的股权。根据Yole Development,

2014-2019 年全球 MEMS 代工业务的年均复合增长率将达到 20.5%,市场规模将于

2019 年突破 16 亿美元,未来成长空间巨大。

纯 MEMS 代工将成为行业主流。由于纯 MEMS 代工起步较晚,市场收入份额暂时

较低。但相较于 IDM 厂商,纯代工模式更容易获得客户信任,同时 CMOS 代工与 MEMS

代工有着不同的特点,使得集成电路传统制造厂商不具优势,未来有望向 MEMS 专业

化代工发展。据 Yole Development,纯 MEMS 代工业务占 MEMS 代工市场比例将从

2014 年的 52.47%上升至 2019 年的 66.55%。

深度受益协同效应,有望成为 MEMS 代工国内龙头。收购塞莱克斯,上市公司将

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打通 MEMS 惯性导航产业链上下游,打造更加完整的导航产业布局。目前国内尚未形

成 MEMS 规模化产能,远远不能满足需要,尤其是京津冀产业链断层严重。公司依托

塞莱克斯技术及工艺开发能力,建设 8 英寸线构建国内最先进的 MEMS 产业化平台,

实现京津冀地区MEMS全产业链集群发展,承接国内MEMS代工需求,有望成为MEMS

代工龙头。

导航产业发展空间巨大,向军用和高精度领域扩展。我国国防经费预算持续增长,

同时军用装备费所占比例会进一步提高,惯性导航产品发展空间巨大。同时,中国高精

度 GNSS 专业应用市场规模在未来几年将继续保持持续增长的态势。公司是国内少数

具有军工资质且自主掌握厘米/毫米级高精度解算 RTK 软件等卫星导航定位关键技术的

企业。

风险提示:公司新客户开拓受阻,MEMS 代工业发展过慢。

7.2 苏奥传感

苏奥传感全称为江苏奥力威传感高科股份有限公司,其主营业务是研发、生产和销

售汽车零部件,主要产品分为三大类,分别为传感器及配件、燃油系统附件及汽车内饰

件。目前是中国最大的汽车油量传感器制造企业之一,江苏省高新技术企业,公司于

2016 年 4 月 29 日在深交所创业板上市。苏奥传感目前公司拥有四家子公司,即传感器

研究所、舒尔驰精密、烟台奥力威及武汉奥力威。2015 年 10 月 8 日,公司决定对传感

器研究所进行清算并注销。

汽车传感器业务将受益于汽车电子和车联网的爆发。汽车传感器作为汽车电子重要

组成部分,将受益于全球汽车电子的高速成长。根据德勤咨询,2016 年全球汽车电子

规模预计将达到 2348 亿美元,2012-2016 年复合增长率达到 9.8%。汽车传感器对汽

车行驶过程中的温度、位臵、压力、转速和振动等各种信息进行的实时和准确的测量,

将为物联网、车联网提供重要的、有价值的信息。根据 GSMA 与市场研究公司 SBD 联

合发布的《车联网预测报告》称,全球车联网的市场年均复合增长率达到 25%,其中设

备的增速为 40.14%,到 2018 年全球车联网设备规模为 69.42 亿欧元。苏奥传感在汽

车传感器方面主要的产品为油位传感器和水位传感器,对于汽车的动力总成系统而言非

常重要,通过实时监控车内油位和水位信息,指导汽车动力系统的运行。苏奥传感的汽

车传感器业务将直接受益于汽车电子和车联网的爆发。

公司竞争优势突出,处于市场领导地位。汽车油位传感器是公司的主要产品,迄今

已有 20 余年的汽车油位传感器行业专业经验,也是公司的主要收入来源。公司保持了

30%以上的市场占有率。2013 年,公司生产的油位传感器及配件的市场占有率为

32.80%,2014 年为 34.52%,2015 年为 30.50%。公司逐步积累了丰富的客户资源,

公司的客户范围广、层次高。联合电子、亚普及延锋是公司的三大主要客户。公司始终

致力于提高自身产品创新和技术创新能力。经过多年钻研和积累,形成了较强的产品开

发和技术研发能力。公司有三个项目(汽车 MEMS 胎压系统传感器、双回路厚膜电路

汽车油量传感器和双接触点厚膜电路汽车油量传感器)分别被列入国家火炬计划和江苏

省火炬计划,公司的主要产品中有 8 种产品被认定为江苏省高新技术产品。

风险提示:汽车传感器的需求不及预期。

7.3 苏州固锝

苏州固锝是国内半导体分立器件二极管行业最完善、最齐全的设计、制造、封装、

销售的厂商,从前端芯片设计到后端封装技术,形成了一个完整的产业链。主要产品包

括汽车整流二极管、功率模块、整流二极管芯片、硅整流二极管、开关二极管、稳压二

极管、微型桥堆、军用熔断丝、光伏旁路模块等,产品广泛应用在航空航天、汽车、绿

色照明、IT、家用电器以及大型设备的电源装臵等许多领域。公司设计、研发太阳能电

池用银浆以及各种电子浆料,研发并规模化生产物联网领域的 MEMS 传感器。

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国内 MEMS 传感器设计和封装龙头企业,MEMS 业务有望继续保持高成长。公司

具有 MEMS-CMOS 三维集成制造平台技术及八吋晶圆级封装技术及产线,已完成了第

三代传感器的升级换代工作并进入了量产,有效的提高了 MEMS 加速度传感器整体产品

的良率,降低了产品成本。压力传感器的工艺研发已完成,正进行小批量验证。公司子

公司苏州明皜已量产 MEMS 加速度传感器、地磁传感器和 6 轴电子罗盘,今年将推出

MEMS 陀螺仪。2015 年销售额突破 4500 万元人民币,与 2014 年相比增长超过

100%,同时产品出货量也超过 4000 万颗,创历史新高。随着 MEMS 行业的快速发展,

公司的 MEMS 传感器业务有望继续保持高增长。

风险提示:行业竞争加剧、需求不及预期。

7.4 华工科技

华工科技依托于华中科技大学,以激光技术及其应用为主业,建立了激光装备制造、

光通信器件、激光全息仿伪、传感器、现代服务业的产业格局,将以智能制造和物联科

技为主要业务发展方向。公司旗下企业华工激光、华工正源、华工高理、华工图像、华

工赛百的产品广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业、钢铁冶金、船舶工业、通信

网络、国防军工等重要领域,市场占有率处于行业领先地位。

国内家电温度传感器龙头企业,将受益于物联网时代传感器的快速发展。华工高理

在温度传感器领域有深厚的底蕴,已开发了应用于家电、汽车领域的超过 80 种产品。

在小家电市场与美的、苏泊尔、小米合作,将巩固在家电温度传感器市场的垄断地位。

在汽车领域,公司与全球马自达、尼桑合作深化,份额进一步提升;在国内首开汽车

PM2.5 传感器的研发和产业化先河;新能源汽车 PTC 加热器占到国内新能源乘用车市

场 50%左右的份额,并应用到全球知名电动车主力车型中。随着智能汽车的高速发展,

公司在汽车领域有望继续保持高增长。

国内激光设备龙头企业,依靠技术突破带动业绩高成长。华工激光充分利用公司在

高端激光器的优势(紫外及超快激光器),成功打破脆性材料激光切割的技术壁垒,实现

脆性材料及精密微加工核心工艺上的新突破;以公司为主导,联合华中科技大学等单位

申报的“汽车制造中的高品质高效率激光焊接、切割关键工艺及成套装备”项目获得 2015

年度“国家科技进步一等奖”。该技术实现汽车制造领域中激光焊接、切割关键工艺及成

套装备国产化。其多套装备及关键部件已在神龙、通用、江淮、福特等多家企业成功应

用。该技术可大幅提高工作效率,并降低工艺成本,有望带动公司业绩大幅增长。

风险提示:激光设备需求不及预期,传感器需求不及预期。

7.5 士兰微

士兰微是一家专业从事集成电路以及半导体微电子相关产品的设计、生产与销售的

高新技术企业。主要分为电源与功率驱动产品线、MCU 产品线、数字音视频产品线、

物联网技术与产品线、射频与混合信号产品线、分立器件产品线等。目前是国内为数不

多的 IDM 模式半导体公司。

受益于 IDM 模式优势,加快推进 MEMS 传感器发展。IDM 模式可有效进行产业链

内部整合,公司设计研发和工艺制造平台同时发展,形成了特殊工艺技术与产品研发的

紧密互动,以及器件、集成电路和模块产品的协同发展。公司依托 IDM 模式形成的设

计与工艺相结合的综合实力,提升产品品质、加强控制成本,向客户提供差异化的产品

与服务,提高了其向大型厂商配套体系渗透的能力。

公司在三年前开始进行 MEMS 传感器技术和产品的研发,得益于 IDM 模式,推出

了三轴加速度传感器 SC7A30 和三轴磁传感器 SC7M30。加速度传感器采用厚多晶质量

块技术方案,磁传感器采用铁电薄膜材料的各向异性磁阻效应(AMR)制作,设计、制

造、封装全部由公司独立完成。掌握 MEMS 核心技术,在 MEMS 领域具备极强的竞争

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力。公司将加快推进 MEMS 传感器的市场开拓步伐,将陆续推出三轴陀螺仪、六轴惯

性传感器和空气压力传感器等 MEMS 传感器产品,新产品有望带动公司的业绩高成长。

风险提示:MEMS 传感器新产品进展不及预期,需求不及预期。

7.6 汉威电子

汉威电子是国内最大的气体传感器及仪表制造商。公司围绕物联网产业,将感知传

感器、智能终端、通讯技术、云计算和地理信息等物联网技术紧密结合,打造汉威云,

建立完整的物联网产业链,结合环保治理、节能技术,为智慧城市、安全生产、环境保

护、民生健康提供完善的解决方案。汉威电子坚持“聚焦专业细分市场”的发展战略,产

品和系统解决方案已应用于全球近百个国家,建立了以传感器为核心,覆盖多门类检测

仪表及行业物联网应用的整体布局。

国内气体传感器龙头企业,MEMS 气体传感器已小批量试产。消费者对于生活周遭

的环境品质要求上升,由于现在生活环境中空气污染严重,消费者希望借由此类传感器

得知生活中空气污染物、有毒气体及细悬浮微粒的含量是否已达到危害人体的界线,因

此带动气体传感器的需求上涨。公司是国内气体传感器龙头企业,MEMS 气体传感器已

经在小批量进行试产,适用于各类气体监测产品、智能穿戴设备等领域。随着环境检测

的需求的增加,公司的业绩有望继续保持高成长。

已建立领先的物联网产业生态链。公司通过“内生增长+外延并购”的路径,构建了领

先的物联网产业生态链,以传感器为核心,将传感技术、智能终端、通讯技术、云计算

和地理信息等物联网技术紧密结合,即“传感器+监测终端+数据采集+GIS+云平台”系统,

具备强劲的行业渗透能力和延伸能力,能够为客户提供从感知、数据采集、分析、处理

的全产业链解决方案和智慧化、云端大数据服务,在行业内处于领先地位。

风险提示:技术更新换代、MEMS 传感器进展不及预期。

7.7 华天科技

华天科技主要从事半导体集成电路、MEMS、半导体元器件的封装测试业务。公司

目前西安子公司通过自主研发,已经掌握 FC+WB 核心关键技术,实现了 3G/LTE 手机、

平板 AP 处理器、PTV 处理器、多模基带等集成电路封装测试产品的量产导入。去年再

投资 5.23 亿元用于扩产 FC 封装,有利于公司在该项封装技术领域继续扩大份额。另外

子公司昆山西钛掌握 WLCSP 及 3D 封装等目前最先进的技术,有望受益于 MEMS 封装

及指纹识别增长。天水华天则在人力、水电等成本方面,具有先天优势。

扩大先进封装产能,有望受益于 MEMS 封装增长。公司将进一步扩大指纹识别、

MEMS、Bumping、12"TSV-CIS 等集成电路封装产能,不断提高集成电路高端封装产

品占比及市场份额,增加公司发展后劲。公司已为国内领先的 MEMS 设计厂商苏州敏芯

微电子量产 MEMS 麦克风,MEMS 市场空间广阔,未来有望受益于 MEMS 封装带来的

高增长。

国家存储器战略方案落地,华天科技为最直接受益标的。本次国家存储器战略以武

汉新芯为实施主体,联合国内产业链合作建设存储器生态,打造以资本为纽带的虚拟 IDM

模式。项目投资总额达 240 亿美元,产能规模预计 20-30 万片,投资方包括国家集成电

路产业投资基金等。此次战略布局重点是 3D NAND,通过资本与技术相结合,依托武

汉新芯在电荷俘获型存储器领域的长期技术经验迅速切入 3D NANA 领域,我国存储器

产业有望弯道超车。2015 年 2 月 13 日,武汉新芯宣布与华天科技签署战略合作协议,

双方将在集成电路先进制造、封测及测试等方面开展合作,并签署战略合作协议。华天

科技将受益于国家存储器大战略,前景非常值得期待。

产能布局合理,成本控制能力最强。目前公司已完成天水、西安、昆山三地布局,

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产品线全面覆盖高中低三档,将成本、先进技术和效益都最优化匹配。公司高管团队激

励充分,得益于较强的成本管控能力,以及水电、人力的成本优势,华天科技的销售毛

利率、净利率和 ROE 都超过同行。

风险提示:行业景气度剧烈波动、技术更新换代等。

7.8 长电科技

公司所属行业为半导体封装测试行业,公司 2015 年度在全球封测行业排名第四。

公司的主营业务为集成电路、分立器件的封装与测试以及分立器件的芯片设计、制造;

主要包括集成电路、分立器件、光电子器件和传感器等四个大类,目前公司产品主要有

DIP/SDIP、SOT、SOP、SSOP、TSSOP、QFN/DFN、BGA/LGA、FCBGA/LGA、SiP、

WLCSP、TSV、Copper Pillar Bumping、3D 封装、MEMS、eWLB、POP、PiP 等多

个系列。产品主要应用于计算机、网络通讯、消费电子及智能移动终端、工业自动化控

制、电源管理、汽车电子等电子整机和智能化领域。

长电科技一直注重 MEMS 产品封装技术的开发,且布局完善。长电科技一直开发

自有的 MEMS 封测技术,具备 SiP、WLCSP、FC、TSV、3D 等先进封装技术。目前,

长电科技从封装的种类和技术来说,可以支持整个手机里几乎所有的产品,磁性传感器

等产品也都有涉及。长电科技掌握 MEMS 先进封装技术,将受益于物联网时代 MEMS

传感器的快速发展。

公司强强联合,协同彰显。星科金朋拥有半导体封测领域最先进的 SiP、eWLB 技

术,并拥有 Marvell、MTK、AVAGO 等国际顶尖大客户,长电是国内半导体封测龙头

企业,收购星科金朋后,高端产能、客户补足,未来双方将在技术、采购、市场等方面

充分整合、协同。另外合作伙伴中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也

是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业。中芯国际向全球客户提供

0.35 微米到 28 纳米晶圆代工与技术服务。整体来讲,随着长电科技、中芯国际、星科

金朋的产业链上下游的紧密合作,强强联合,前景值得期待!

日月光、矽品合并,公司有望受益大客户转单需求。今年全球封装测试市场整合并

购频发,全球第一大半导体封测厂日月光与前第三大封测厂矽品强强联合、全球第二大

半导体封测厂安靠并购 J-Device、长电科技并购星科金朋。目前全球封测市场已形成日

月光、安靠、长电科技三强鼎立的局面。日月光与矽品合并后,预计苹果等大客户将会

分散封测订单以避免订单过于集中,长电有望受益。

风险提示:与星科金朋整合不及预期等。

7.9 晶方科技

晶方科技主营业务为集成电路的封装测试业务,主要为 CMOS 图像传感芯(CMOS

image sensor)、环境光感应芯片、MEMS、指纹识别芯片等提供晶圆级芯片尺寸封装

(WLCSP)及测试服务,主要应用于手机、相机、笔记本、安防监控、行车记录仪等

领域。公司是大陆首家、全球第二大能为影像传感芯片提供 WLCSP 封装量产服务的厂

商。

公司采用的 WLCSP 封装技术具有节约成本的显著优势,在行业内领先。一方面,

WLCSP 封装优化了产业链结构。能减少封装前合格芯片的测试环节,且在封装过程中

无需使用基板,降低封装成本。其二,WLCSP 封装成本是按照晶圆数量计算的,与切

割后的芯片数无必然联系,而传统封装的封装成本是按照封装芯片个数计量的。因此,

WLCSP 封装成本随晶圆尺寸的增大和芯片数量增加而降低。

中资收购豪威(OV)加速产业链向大陆转移,晶方科技将直接受益。由华创投资、

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中信资本和金石投资组成的财团收购豪威科技(OmniVision Technologies)已经完成。根

据最终收购协议条款,豪威科技股东的股票将以 29.75 美元现金每股的价格被收购,总

计收购费在 19 亿美元左右。出货量排名全球第一的 OV,出于成本、技术、市场等方面

的因素考虑,去年已开始将产业链向中国大陆转移,大规模地在武汉新芯和上海华力的

12 英寸产线上投片,CSP 封装订单则转向晶方科技。如今收购已完成,将加速其产业

链向大陆转移,晶方科技作为封测厂商将直接受益。

已量产 MEMS 加速度计,MEMS 封装业务有望带动业绩快速增长。公司掌握了晶

圆级 MEMS 芯片封装技术, 封装工艺已经成熟,并拥有自主专利。MEMS 封装没有统

一的形式,且封装只能单个进行而不能大批量同时生产,因此封装成本在 MEMS 产品

总费用中占据 40%—60%,封装技术已成为 MEMS 生产中的瓶颈。公司已为客户量产

MEMS 加速度计,MEMS 加速度计、陀螺仪等惯性传感器在消费电子和汽车电子中大量

的使用, MEMS 封装业务有望带动公司业绩快速增长。

风险提示:OV 的转单速度可能慢于预期、双摄像头和 MEMS 业务增速不及预期等。

7.10 歌尔股份

歌尔股份的主营业务为微型电声元器件和消费类电声产品的研发、制造和销售,主

要产品包括微型麦克风、微型扬声器/受话器、蓝牙系列产品和便携式音频产品。近年来,

凭借强大实力取得了国内外优质客户资源,已经成为在电声行业的领导企业之一。目前,

在微型麦克风领域占据市场第 1 位,在微型扬声器领域占据市场第 2 位,在蓝牙短距离

无线产品、智能可穿戴电子产品、智能电视配件产品、智能家用电子游戏机配件产品等

领域占据市场领先地位。

全球 MEMS 麦克风龙头,深入布局 MEMS 压力传感器。歌尔是全球 MEMS

麦克风龙头企业,已进入苹果供应链。歌尔的压力传感器主要用于测量大气气压,

可用于室内导航、海拔高度、健康、无人机高度、天气预测、运动检测等。凭借电声器

件良好的销售渠道,气压传感器已进入智能硬件领域的部分客户。在 MEMS 方面,歌

尔在向集成化方向发展,在已有的 MEMS 麦克风、压力传感器产品线上,开发麦

克风+气压、气压+温湿度、麦克风+温湿度等集成传感器,从而使成本更低、尺寸

更小,一个器件实现两种功能。

切入 VR 国际供应链,享受第一轮 VR 盛宴。歌尔是 Oculus 和索尼的独家供应商(为

其提供整机代工、光学镜头和声学器件),并与微软也有合作,在技术上处于全球领先的

水平,先发优势明显,将受益于 VR 浪潮带来的业绩高成长。

通过外延并购,布局智能家居的入口。亚马逊智能音箱 Echo 大受欢迎,谷歌发布

智能音箱 Google Home,苹果也即将发布智能音箱,引发了一波智能音箱的热潮。智能

音箱做为智能家居的入口,将成为下一代家庭计算平台,市场空间广阔。2014 年公司收

购世界顶级音响品牌丹拿并随后成立歌尔丹拿音响有限公司,以高端智能音箱开发和生

产作为核心目标之一。公司的电声器件早已供货于智能音箱厂商,智能音箱和电声器件

都将受益于智能家居的发展。

风险提示:行业需求不及预期。

7.11 中航电测

中航电测仪器股份有限公司是中国航空工业集团公司控股企业,主营业务为研制电

阻应变计、精密电阻、应变式传感器、称重仪表和软件、航空机载和地面测试系统、机

动车性能及环保检测系统、机动车驾驶员智能化培训系统、远程联网监管网络平台、车

载称重控制系统、工业自动化系统、精密机电控制产品和物联网应用等军民用测量和控

制产品及系统解决方案。公司拥有国际水平的设计能力、高水平的工艺装备及工艺制造

技术,在国内中高端应变计和传感器市场占据主导地位。

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国内应变式传感器龙头,并购汉中一零一推动 MEMS 在军事领域快速发展。军事、

航空等领域是 MEMS 重要的发展方向,应用前景广阔。中航电测子公司汉中一零一近年

来一直致力于基于 MEMS 技术的战术性惯性导航系统的研发、生产,目前属于国内同类

产品生产企业的领军者。2016 年 1 月,汉中一零一分别与中科院半导体所、微电子所共

建联合实验室。微电子所基于 MEMS 技术的惯性导航系统以及多模融合导航系统和相关

器件的研发领域成果突出,达到国内领先水平。此次合作将提升公司整体技术研发水平,

推动 MEMS 在军事领域快速发展。

风险提示:MEMS 在军事上的应用不及预期。

附 1:全球主要 MEMS 制造厂商介绍

Silex Microsystems—全球最大的纯 MEMS 代工厂

Silex Microsystems 公司成立于 2000 年,总部在瑞典,专注于 MEMS 生产代工业

务,为客户提供 MEMS 工艺研发和生产服务。公司在 2004 年和 2009 年分别建立了 6

寸和 8 寸的工厂。公司技术实力雄厚,工艺实现能力很强,客户涵盖工业、汽车、生物

医疗、通讯、消费电子等各个领域的领先企业。Silex Microsystems 有 60 多个客户,其

应用领域包括科学应用、微型投影仪的扫描镜、用于诊断的片上实验室、用陀螺仪、压

力传感器、以及 MEMS 给药系统。

图172 Silex 代工的 MEMS 产品

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

Silex Microsystems 是最早投资硅通孔(TSV)技术的 MEMS 代工厂商之一,TSV

工艺也给公司带来了较高的收益。在 2003 年,Silex 就开始做 3D 封装,具有丰富的 3D

封装的经验。

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图173 Silex 制造 TSV 的流程

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

图174 Silex 利用 TSV 的 3D 晶圆级封装实例

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

图175 Silex 3D 集成平台发展历程

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

2015年北京盛世宏明投资基金管理公司收购Silex Microsystems 98%的股权。2016

年,耐威科技拟通过发行股份购买收购瑞通芯源,瑞通芯源为盛世宏明的控股公司,耐

威科技从而间接持有 MEMS 国际代工龙头公司 Silex Microsystems 98%的股权。

2015年Silex Microsystems 营业收入为 2.16亿元,同比增长 5.88%;净利润为 2350

万元,同比增长 24.3%。

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图176 Silex 近三年营业收入情况

资料来源:耐威科技公司公告,海通证券研究所整理

图177 Silex 近三年净利润情况

资料来源:耐威科技公司公告,海通证券研究所整理

Teledyne DALSA—MEMS 制造工艺先进,代工产品广泛

Teledyne DALSA 是世界上最专业的高压 CMOS 和先进 CCD 制造商之一,也是

世界上最先进的纯 MEMS 代工厂之一,同时拥有 150 毫米和 200 毫米晶圆生产线,能

够大批量制造广泛的应用。公司可以提供用于智能手机和汽车的手机的惯性传感器、

MEMS 麦克风、射频 MEMS、压力传感器、小型化的医疗系统用的微流体器件、光学

MEMS 等,并且都已经量产,并且为这些创新的 MEMS 应用提高性能的同时降低尺寸

和功耗。光学 MEMS 是其主要营收来源之一,公司已开始向市场领先厂商 JDSU 提供

波长选择开关可重构光加/减复用器(WSS ROADM)。

图178 Teledyne DALSA 代工的 MEMS 产品

资料来源:公司官网,海通证券研究所整理

Teledyne DALSA 掌握 TSV 和 3D 晶圆级先进封装技术。

硅通孔连接 TSV 是 3D 集成 MEMS 的关键技术之一。他们通常归类为“Via-First”或

“Via-Last”,两者的主要区别是 Via-First 制程是在晶圆键合之前,从而能够承受几百度的

高温。Via-Last 制程在晶园键合之后,并且通常需要涉及的温度必须足够低,以防止损

坏后端 CMOS 层。

Teledyne DALSA 的 Via-First TSV 可以使用沟槽填充(原位掺杂的多晶硅)作为导

体,如果需要更大的通孔,MEMS 晶园本身可以作为导电区,而沟槽用作绝缘。Teledyne

DALSA 的 150 毫米和 200 毫米生产线都可以提供这项工艺。Teledyne DALSA 的

Via-Last 技术采用铜通孔,使用 Alchimer 低温电化学填充。该技术制造出完美填充的仅

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5 微米直径 100 微米深的通孔,并通过铜重分布层和镍/金 UBM 连接到外部。只有在我

们 200mm 晶圆的线上可提供这个制程。

表面贴装 3D 集成电路使用晶圆级封装可以极大地降低芯片和封装尺寸,从而相应

的降低成本,是为移动应用的理想选择。Teledyne DALSA 公司提供先进的输入输出连

接选项,包括 μBGA 焊垫,或标准焊盘堆叠芯片和多片封装设计,可为振荡器,压力传

感器和图像传感器,和非密封射频滤波器,微流体和硅麦克风等应用提供封闭型密封。

图179 Teledyne DALSA 的 Via-Last 技术

资料来源:耐威科技公司公告,海通证券研究所整理

图180 Teledyne DALSA 的表面贴晶圆级封装

资料来源:耐威科技公司公告,海通证券研究所整理

台积电—全球最大的独立 MEMS 代工厂

全球最大的专业集成电路制造服务企业。台湾积体电路制造公司,简称台积电,是

全球第一家、以及最大的专业集成电路制造服务企业。公司创立于 1987 年,总部设立

于台湾新竹科学工业园区,为客户生产的芯片被广泛地运用在计算机产品、通讯产品、

消费性、工业应用与其他电子产品等多样应用领域。2015 年,公司就以 228 种制程技

术,为 470 个客户生产 8,941 种不同产品。公司所拥有及管理的产能超过九百万片十二

寸晶圆约当量,市场占有率达 55 %。目前,公司在台湾设有三座先进的十二寸超大晶圆

厂(十二厂、十四厂和十五厂)、四座八寸晶圆厂(三厂、五厂、六厂和八厂)和一座六

寸晶圆厂(二厂),并拥有二家海外子公司—WaferTech 美国子公司、台积电(中国)有

限公司以及在新加坡与 NXP 合资的 SSMC 公司的八寸晶圆厂产能支援。

表 19 台积电主要工厂工艺制程与月产能情况(单位:片)

工厂 投产时间 工艺制程 2012 年月产能 2013 年月产能 2014 年月产能

二 1990 450nm 21516 21623 21623

三 1995 150nm 45788 42975 42768

五 1997 150nm 22155 14891 16157

六 2000 110nm 44640 64044 67650

八 1998 110nm 39817 32348 34926

十 2004 150nm 35689 37200 41333

十一 1998 150nm 16667 16889 17222

十二 2001 16nm 128776 124912 127998

十四 2004 16nm 186161 190001 252350

十五 2012 28nm 51903 99767 114348

总计 593112 644650 736375

资料来源:台积电 2015 年报,海通证券研究所整理,注:产能以等效 12 寸晶圆计算

晶圆产量是衡量一家 IC 晶圆代工企业规模的核心指标。1994 年台积电上市时年度

晶圆产量为 228 千片(等效为 12 寸晶圆),在 2000 年收购德基和世大半导体之后,2001

年的产量达到了 1946 千片,到 2015 年产量达到了 9000 千片的规模,是全世界最大的

晶圆代工企业,产量占了全球一半左右。22 年时间里产量增长了 39 倍,复合年均增速

为 19%。

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图181 1994-2015 年,台积电晶圆产量增长了 39 倍

资料来源:台积电官网,海通证券研究所整理

拥有最先进的制程技术是台积电在专业集成电路制造服务领域保持领先地位的重

要关键。2015 年年报显示,公司 48 %的营收来自 28nm 及以下的更先进制程。此外,

台积电已完成了 10nm 的技术验证,亦符合目标进度预计于 2016 年进入量产;同时,

7nm 技术也已进入全面开发阶段。台积电联席 CEO 刘德音表示,用 7nm 制程生产的

128MB SRAM 已经达到 30%至 40%的良品率,台积电将成为业界首家完成 7nm 技术

认证的芯片厂商,按进度预计于 2017 年上半年进入试产。根据公司介绍,7nm 技术与

10nm 技术有超过 95 %以上的共享设备能相互使用,进而大幅改善芯片密度、降低功耗

并且维持相同的芯片效能。可以预见,在 10nm 及以下先进制程的深入布局,将使得台

积电继续坐稳晶圆代工行业的龙头老大地位。

图182 台积电先进制程布局

资料来源:OFweek 电子工程网,海通证券研究所整理

为晶圆代工的龙头企业,台积电 2015年收入达到了 843497 百万新台币,约合 253.0

亿美元;净利润达到了 306556 百万新台币,约合 92.0 亿美元;毛利率维持稳定,为

48.7 %。

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图183 台积电近 5 年来营业收入情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

图184 台积电近 5 年来净利润情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

全球最大的独立 MEMS 代工厂。台积电是全球最大的独立 MEMS 代工厂,该公司

生产多种市场上畅销的 MEMS 传感器和执行器,包括 3 轴陀螺仪、加速度计、MEMS

麦克风、压力传感器、片上实验室和喷墨打印头。目前可以支持 MEMS 设计的 0.11 微

米/0.18 微米制程,InvenSence、ADI 等都是 TSMC 的客户。受益于 InvenSence 等

Fabless 模式的 MEMS 传感器厂商的快速发展,2015 年 MEMS 代工业务的营收为 8400

万美元,同比增长 29.2%。

中芯国际—国内 MEMS 制造龙头

中芯国际(纽交所代号:SMI,港交所股份代号:981),是中国内地规模最大、全

球排名第四的 Foudary 晶圆代工企业。成立于 2000 年,总部位于上海,向全球客户提

供 0.35 微米到 28 纳米晶圆代工与技术服务。

中芯国际总部位于上海,在上海建有一座 300mm 晶圆厂和一座 200mm 超大规模

晶圆厂;在北京建有一座 300mm 超大规模晶圆厂,一座控股的 300mm 先进制程晶圆

厂;在天津和深圳各建有一座 200mm 晶圆厂。

表 20 中芯国际主要晶圆工厂工艺与产能情况

工厂 工艺 2015 年 Q4 月产能 规划月产能

Shanghai Mega Fab (8”) 0.35um-90nm 100,000 Shanghai 12-inch Fab (12") 0.35um-28nm 31,500 Beijing Mega Fab (12") 0.13um-65/55nm 83,250 Tianjin Fab (8") 0.35um-0.13um 43,000 Shenzhen Fab (8”) 0.35um-90nm 13,000 40,000 Beijing Majority-Owned Fab (12") 0.35um-28nm 13,500 35,000

资料来源:中芯国际 2015 年报,海通证券研究所

2008 和 2009 年受到全球金融危机和半导体产业周期低估的影响,中芯国际的收入

和净利润大幅下滑,2008 年亏损 4.4 亿美元,2009 年亏损 9.62 亿美元。

自 2011 年以来,在中国半导体产业快速增长的推动下,中芯国际的收入和净利润

开始稳步上升。营业收入从 2011 年的 13.2 亿美元增长到 2015 年的 22.4 亿美元,复合

年均增速 14.1%,净利润从 2011 年亏损 2.46 亿美元,到 2015 年盈利 2.53 亿美元。

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图185 2004-2015 年中芯国际收入情况

-50%

-25%

0%

25%

50%

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

收入(百万美元,左轴) 收入增速(%,右轴)

资料来源:中芯国际官网,海通证券研究所整理

图186 2004-2015 年中芯国际净利润情况

-1,000.00

-500.00

0.00

500.00

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

净利润(百万美元)

资料来源:中芯国际官网,海通证券研究所整理

2003 到 2015 年,中芯国际的产能和产量呈现高速增长的趋势。产能方面,2003

每年为 53 万片,到 2015 年达到 318 万片,复合年均增速为 16%。产能利用率方面,

除了 2009 年和 2011 年低于 80%以下,其他年份均在 85%以上,尤其是近四年,产能

利用率在 95%左右,2015 年达到 100.4%。

图187 2003-2015 年中芯国际晶圆产能与产量情况(等效 8 寸晶圆)

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

2,500,000

3,000,000

3,500,000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

产能(片,左轴) 产量(片,左轴) 产能利用率(%,右轴)

资料来源:中芯国际官网,海通证券研究所

中芯国际从 2008 年进入 MEMS 产业界,并已通过许多客户的认证,发展到今天已

经变成国内排名第一的 MEMS 代工厂,中芯国际的 MEMS 晶圆尺寸为 8 英寸。主要应

用在 MEMS 麦克风,晶圆堆栈微流体传感器,微显示和 LED 芯片级封装基座等。中芯

国际看好未来 MEMS 在物联网领域的发展趋势,正努力实现每月几万圆片的产能。

从产业发展角度而言,除了晶圆代工本身,中芯国际还关注三个方面:其一,密封

封装;其二,盖帽/开孔(Cap w/Hole);其三,光学封装盖帽(Opti Cap)。中芯国际从封装和

系统集成的角度来构架完整的解决方案。中芯国际又将 TSV 技术引入到 CMOS 后端制

程,发布了业界首个基于 0.18 微米 e-TSV 平台的 3D MEMS SiP 商用工艺。

中芯国际与 Silicon Labs 合作开发的 CMEMS 技术,CMEMS 把 MEMS 架构直接

构建于标准 CMOS 晶圆上,从而获完全集成的高可靠“CMOS+MEMS”单晶片解决方案,

以此工艺打造的 Si50x 系列振荡器,“这是业界首个 0.13 微米单片集成的 CMOS-MEMS

量产工艺。”

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图188 CMEMS 多层结构图

资料来源:电子工程世界,海通证券研究所整理

图189 Si50x 振荡器

资料来源:电子工程世界,海通证券研究所整理

2015 年 1 月,敏芯微电子技术有限公司推出全球最小封装尺寸的敏芯三轴加速度传

感器 MSA330。该芯片将三轴加速度传感器与 CMOS ASIC 垂直整合,形成一个独立的

1.075mm(长)x1.075mm(宽)x0.60mm(高)的单芯片系统封装,相比近期推出的

同类商业化产品,面积缩小了 30%,整体尺寸缩小了 70%,为现有最小尺寸的产品。

MSA330 采用中芯国际 CMOS 集成 MEMS 器件制造技术和基于硅片通孔(TSV)

的晶圆级封装(WLP)技术。MSA330 是全球首家同时采用先进的晶圆级封装和铜 TSV

技术的晶圆级芯片规模封装(WLCSP)产品,技术处于业界领先水平。MSA330 的成

功推出,标志着中芯国际在 CMOS 集成 MEMS 器件制造和基于硅片通孔(TSV)的晶

圆级封装技术研发领域取得突破性进展。

图190 全球最小的三轴加速度传感器 MSA330

资料来源:敏芯微电子官网,海通证券研究所整理

图191 采用晶圆级键合和 TSV 技术的 MSA330

资料来源:电子信息港,海通证券研究所整理

附 2:全球主要 MEMS 封装测试厂商介绍

日月光—全球封装测试龙头

日月光集团成立于 1984 年,是全球最大半导体封装、检测及材料生产企业。致力

于为全球企业提供半导体整合型测试、封装、系统组装及成品运输的专业一元化服务,

拥有最完整的供应链系统。日月光是唯一能提供材料和模块、板级测试的封装测试厂商。

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图192 日月光集团在半导体制造产业链中提供的服务

资料来源:传感器与物联网,海通证券研究所

日月光集团总部位于台湾,分公司主要遍布于亚洲各地。在中国大陆有多家分公

司从事封装测试和电子产品代工服务。

图193 日月光集团组织架构图

资料来源:日月光官网,海通证券研究所

日月光掌握细间距焊线技术、覆晶封装、2.5D & 3D 堆叠式封装、晶圆级封装、多

晶模组(Multi-chip Module, MCM)、系统集成封装(SiP)技术、铜制程以及晶圆穿导孔(TSV)

等先进封装技术。可以提供 QFN、BGA、CSP、SiP 等多种封装类型。

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图194 日月光集团提供的封装类型

资料来源:日月光官网,海通证券研究所

日月光集团 2015 年营业收入为 2833 亿新台币,同比增长 10.4%;净利润为 194

亿新台币,同比下降 12.3%。

图195 日月光近 5 年来营业收入情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

图196 日月光近 5 年来净利润情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

日月光与矽品组建产业控股公司,打造封测领域的台积电。2016 年 6 月底,日月

光与矽品精密共同宣布,双方合意筹组成立产业控股公司;两家公司合计全球封测市占

率 3 成,将成为全球最大的封测产业联盟,成为半导体界的小巨人。结合日月光、矽品

两家封装技术,未来适应景气波动能力优于同业,加上日月光掌握新技术,也将提高对

客户的服务能力。

日月光可以提供多种MEMS封装方案,从早期的QFN发展到WLCSP的解决方案 ,

甚至车用产品的 Open Cavity 解决方案。2001 年初,日月光就实现了 SiP 模组量产;现

在,日月光将光学和 MEMS 整合在同一个封装里面。日月光在 3D、晶圆级、TSV、SiP

等先进封装上具有丰富的经验。

日月光在 MEMS 上布局积极,二年前便与国际感测器大厂博世(Bosch)合作,成

为博世的主要合作伙伴;目前也已成功进入 InvenSence 供应链。

安靠—全球 MEMS 封装领先厂商,积极布局 MEMS 封装线

安靠(Amkor Technology)成立于 1968 年,是世界上半导体封装和测试业中最大

的独立供应商之一,几乎占了 30%的全球市场和 40%的 BGA 市场。公司总部在美国亚

利桑那州,在菲律宾有 7 家工厂,韩国有 4 家,中国台湾有 2 家,日本和中国上海各一

家。公司提供超过 1000 种不同的封装方式和尺寸,以及各种各样的工艺和材料选择。

产品范围包括高密度应用的最新多芯片规模封装(CSP)和球栅阵列(BGA)解决方案,堆叠

封装,晶圆级封装,MEMS、倒装芯片,硅通孔技术(TSV)和 2.5 D / 3 D 封装,这些技术使

得公司成为许多客户的单一供应商。公司封装的产品广泛应用在消费电子、汽车电子等

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领域。

图197 安靠主要的封装产品

资料来源:安靠科技官网,海通证券研究所

图198 安靠封装产品主要应用领域

资料来源:安靠科技官网,海通证券研究所

公司的主要客户有 IDM 厂商、Fabless 厂商和代工厂,目前有超过 300 家半导体公司

是公司的客户。

图199 安靠科技的主要客户

资料来源:安靠科技年报,海通证券研究所

安靠 2015 年营业收入为 28.8 亿美元,同比下降 8%;净利润为 5681 万美元,同

比下降 56%。

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图200 安靠科技近 5 年来营业收入情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

图201 安靠科技近 5 年来净利润情况

资料来源:公司年报,海通证券研究所整理

安靠并购 J-Device,巩固全球第二大封测厂的地位。2016 年 1 月 6 日安靠正式宣

布,将行使对 J-Device 公司股份购买权,公司对 J-Devices 公司的所有权从 65.7%增至

100%。这场交易也巩固了安靠公司作为世界第二大封测代工厂的地位,而且大幅领先

其后两位竞争者。J-Devices 公司是日本最大的封测代工厂,位居全世界第六。2015 年,

J-Devices 在汽车电子领域的营收约在 7.5 亿美金,是该市场上最大的封测外包商。利用

J-Devices 在汽车电子芯片上的领先地位,将为整个公司带来在全球业务增长的机会。

安靠是世界上 MEMS 封装技术的领先者, 也是最大的 MEMS 和微光学机电系统

(MOEMS)的外包服务商。安靠有专属的 MEMS 团队,建立标准标准平台,提高开发速

度,降低开发成本。

图202 安靠 MEMS 标准平台

资料来源:公司官网,海通证券研究所

上海工厂新建 MEMS 封装线,看好 MEMS 传感器快速发展。2016 年 6 月,安靠

宣布将在其位于上海的工厂开辟一条新的 MEMS 和传感器封装线。这条最先进的新封装

线将汲取安靠在其位于菲律宾的 MEMS 封装线中所积累的成功经验,该 MEMS 封装线

已生产超过 21 亿颗 MEMS 和传感器。上海的新 MEMS 和传感器封装线采用安靠公司

标准的基于条带的封装工艺,并提供尖端的测试协议,以加速上市时间。安靠公司主流

产品事业部副总裁 John Donaghey 说:“智能手机、物联网设备和智能汽车的 MEMS 传

感器正快速增长,公司在上海开辟新的 MEMS 封装线,让我们能够更好地为大中华地区

和国际客户提供服务。”

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信息披露

分析师声明

[Table_Analysts] 陈平 电子行业

本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。本报告所采用的数据和信息

均来自市场公开信息,本人不保证该等信息的准确性或完整性。分析逻辑基于作者的职业理解,清晰准确地反映了作者的研究观点,

结论不受任何第三方的授意或影响,特此声明。

分析师负责的股票研究范围

[Table_Reports] 重点研究上市公司: 通富微电,中安消,中颖电子,利亚德,四维图新,沪电股份,万润股份,欧菲光,鼎龙股份,当升科技,硕贝德,同方国芯,艾

派克,国光电器,保千里,天喻信息,合力泰,长信科技,耐威科技,恒宝股份,七星电子,汇冠股份,京东方 A,胜利精密,环

旭电子,大港股份,洲明科技,华天科技,上海新阳,三安光电,厦门信达,奥瑞德

投资评级说明

1. 投资评级的比较标准 类别 评级 说明

投资评级分为股票评级和行业评级 买入 个股相对大盘涨幅在 15%以上;

以报告发布后的 6 个月内的市场表现为比较

标准,报告发布日后 6 个月内的公司股价(或

行业指数)的涨跌幅相对同期的海通综指的

涨跌幅为基准;

增持 个股相对大盘涨幅介于 5%与 15%之间;

股票投资评级 中性 个股相对大盘涨幅介于-5%与 5%之间;

减持 个股相对大盘涨幅介于-5%与-15%之间;

卖出 个股相对大盘涨幅低于-15%。

2. 投资建议的评级标准 增持 行业整体回报高于市场整体水平 5%以上;

报告发布日后的 6 个月内的公司股价(或行

业指数)的涨跌幅相对同期的海通综指的涨

跌幅。

行业投资评级 中性

行业整体回报介于市场整体水平-5%与 5%

之间;

减持 行业整体回报低于市场整体水平 5%以下。

法律声明

本报告仅供海通证券股份有限公司(以下简称“本公司”)的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下,

本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致

的任何损失负任何责任。

本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能

会波动。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。

市场有风险,投资需谨慎。本报告所载的信息、材料及结论只提供特定客户作参考,不构成投资建议,也没有考虑到个别客户特殊的

投资目标、财务状况或需要。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况。在法律许可的情况下,海通证券及其所属

关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易,还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。

本报告仅向特定客户传送,未经海通证券研究所书面授权,本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或

复制品,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公

司的商标、服务标记及标记。如欲引用或转载本文内容,务必联络海通证券研究所并获得许可,并需注明出处为海通证券研究所,且

不得对本文进行有悖原意的引用和删改。

根据中国证监会核发的经营证券业务许可,海通证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。

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[Table_PeopleInfo] 海通证券股份有限公司研究所

路 颖 所长

(021)23219403 [email protected]

高道德 副所长

(021)63411586 [email protected]

姜 超 副所长

(021)23212042 [email protected]

江孔亮 副所长

(021)23219422 [email protected]

邓 勇 所长助理

(021)23219404 [email protected]

荀玉根 所长助理

(021)23219658 [email protected]

钟 奇 所长助理

(021)23219962 [email protected]

宏观经济研究团队

姜 超(021)23212042 [email protected]

顾潇啸(021)23219394 [email protected]

于 博(021)23219820 [email protected]

联系人

秦 泰(021)23154127 [email protected]

梁中华(021)23154142 [email protected]

许晟洁(021)23154137 [email protected]

李金柳(021)23219885 [email protected]

张凤逸(021)23219816

金融工程研究团队

高道德(021)63411586 [email protected]

吴先兴(021)23219449 [email protected]

冯佳睿(021)23219732 [email protected]

张欣慰(021)23219370 [email protected]

郑雅斌(021)23219395 [email protected]

沈泽承(021)23212067 [email protected]

余浩淼(021)23219883 [email protected]

袁林青(021)23212230 [email protected]

罗 蕾(021)23219984 [email protected]

联系人

颜 伟(021)23219914 [email protected]

周一洋(021)23219774 [email protected]

姚 石(021)23219443 [email protected]

吕丽颖(021)23219745 [email protected]

金融产品研究团队

高道德(021)63411586 [email protected]

倪韵婷(021)23219419 [email protected]

陈 瑶(021)23219645 [email protected]

唐洋运(021)23219004 [email protected]

宋家骥(021)23212231 [email protected]

联系人

谈 鑫(021)23219686 [email protected]

皮 灵(021)23154168 [email protected]

王 毅(021)23219819 [email protected]

徐燕红(021)23219326 [email protected]

蔡思圆 [email protected]

固定收益研究团队

姜 超(021)23212042 [email protected]

周 霞(021)23219807 [email protected]

朱征星(021)23219981 [email protected]

张卿云(021)23219445 [email protected]

联系人

张 雯(021)23154149 [email protected]

姜珮珊(021)23154121 [email protected]

李雨嘉 (021)23154136 [email protected]

杜 佳 [email protected]

策略研究团队

荀玉根(021)23219658 [email protected]

钟 青(010)56760096 [email protected]

李 珂(021)23219821 [email protected]

高 上(021)23154132 [email protected]

联系人

申 浩(021)23154117 [email protected]

郑英亮(021)23154147 [email protected]

李 影 [email protected]

姚 佩(021)23154184 [email protected]

中小市值团队

钮宇鸣(021)23219420 [email protected]

张 宇(021)23219583 [email protected]

刘 宇(021)23219608 [email protected]

孔维娜(021)23219223 [email protected]

联系人

王鸣阳(021)23219356 [email protected]

程碧升(021)23154171 [email protected]

潘莹练(021)23154122 [email protected]

政策研究团队

李明亮(021)23219434 [email protected]

陈久红(021)23219393 [email protected]

吴一萍(021)23219387 [email protected]

朱 蕾(021)23219946 [email protected]

周洪荣(021)23219953 [email protected]

王 旭(021)23219396 [email protected]

批发和零售贸易行业

汪立亭(021)23219399 [email protected]

联系人

王汉超(021)23154125 [email protected]

王 晴(021)23154116 [email protected]

石油化工行业

邓 勇(021)23219404 [email protected]

联系人

朱军军(021)23154143 [email protected]

毛建平(021)23154134 [email protected]

殷奇伟(021)23154139 [email protected]

电力设备及新能源行业

周旭辉(021)23219406 [email protected]

牛 品(021)23219390 [email protected]

房 青(021)23219692 [email protected]

徐柏乔(021)32319171 [email protected]

杨 帅(010)58067929 [email protected]

联系人

曾 彪(021)23154148 [email protected]

张向伟(021)23154141 [email protected]

有色金属行业

施 毅(021)23219480 [email protected]

刘 博(021)23219401 [email protected]

田 源(021)23214119 [email protected]

联系人

杨 娜(021)23154135 [email protected]

医药行业

余文心(0755)82780398 [email protected]

郑 琴(021)23219808 [email protected]

孙 建(021)23154170 [email protected]

联系人

高 岳(010)50949923 [email protected]

师成平(010)50949927 [email protected]

汽车行业

邓 学(0755)23963569 [email protected]

联系人

谢亚彤(021)23154145 [email protected]

王 猛(021)23154017 [email protected]

非银行金融行业

孙 婷(010)50949926 [email protected]

何 婷(021)23219634 [email protected]

联系人

夏昌盛

交通运输行业

虞 楠(021)23219382 [email protected]

联系人

童 宇(021)23154181 [email protected]

纺织服装行业

于旭辉 23219411 [email protected]

唐 苓(021)23212208 [email protected]

梁 希(021)23219407 [email protected]

联系人

马 榕 [email protected]

房地产行业

涂力磊(021)23219747 [email protected]

谢 盐(021)23219436 [email protected]

贾亚童(021)23219421 [email protected]

机械行业

联系人

耿 耘(021)23219814 [email protected]

杨 震(021)23154124 [email protected]

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电子行业

陈 平(021)23219646 [email protected]

基础化工行业

刘 威(0755)82764281 [email protected]

李明刚(0755)23617160 [email protected]

刘 强(021)23219733 [email protected]

联系人

刘海荣(021)23154130 [email protected]

钢铁行业

刘彦奇(021)23219391 [email protected]

建筑工程行业

金 川(021)23219957 [email protected]

联系人

毕春晖(021)23154114 [email protected]

建筑建材行业

邱友锋(021)23219415 [email protected]

钱佳佳(021)23212081 [email protected]

冯晨阳(021)23154019 [email protected]

农林牧渔行业

丁 频(021)23219405 [email protected]

陈雪丽(021)23219164 [email protected]

联系人

陈 阳(010)50949923 [email protected]

关 慧(021)23219448 [email protected]

叶云开(021)23154138 [email protected]

公用事业

张一弛(021)23219402 [email protected]

联系人

赵树理(021)23219748 [email protected]

张 磊(021)23212001 [email protected]

食品饮料行业

闻宏伟(010)58067941 [email protected]

孔梦遥(010)58067998 [email protected]

联系人

成 珊(021)23212207 [email protected]

军工行业

徐志国(010)50949921 [email protected]

联系人

蒋 俊 [email protected]

张恒晅(010)68067998 [email protected]

通信行业

朱劲松(010)50949926 [email protected]

联系人

彭 虎(010)50949926 [email protected]

夏庐生(010)50949926 [email protected]

庄 宇 010-50949926 [email protected]

煤炭行业

吴 杰(021)23154113 [email protected]

李 淼(010)58067998 [email protected]

联系人

戴元灿(021)23154146 [email protected]

银行行业

林媛媛(0755)23962186 [email protected]

联系人

林瑾璐 [email protected]

谭敏沂

社会服务行业

联系人

陈扬扬(021)23219671 [email protected]

家电行业

陈子仪(021)23219244 [email protected]

联系人

李 阳 [email protected]

互联网及传媒

钟 奇(021)23219962 [email protected]

郝艳辉(010)58067906 [email protected]

联系人

孙小雯(021)23154120 [email protected]

强超廷(021)23154129 [email protected]

毛云聪 [email protected]

刘 欣(010)58067933 [email protected]

造纸轻工行业

曾 知(021)23219810 [email protected]

计算机行业

郑宏达(021)23219392 [email protected]

谢春生(021)23154123 [email protected]

联系人

黄竞晶(021)23154131 [email protected]

杨 林(021)23154174 [email protected]

研究所销售团队

深广地区销售团队

蔡铁清(0755)82775962 [email protected]

刘晶晶(0755)83255933 [email protected]

辜丽娟(0755)83253022 [email protected]

伏财勇(0755)23607963 [email protected]

王雅清(0755)83254133 [email protected]

饶 伟(0755)82775282 [email protected]

欧阳梦楚(0755)23617160

[email protected]

上海地区销售团队

胡雪梅(021)23219385 [email protected]

朱 健(021)23219592 [email protected]

季唯佳(021)23219384 [email protected]

黄 毓(021)23219410 [email protected]

孟德伟(021)23219989 [email protected]

漆冠男(021)23219281 [email protected]

蒋 炯 [email protected]

毛文英(021)23219373 [email protected]

黄 诚(021)23219397 [email protected]

胡宇欣(021)23154192 [email protected]

方烨晨(021)23154220 [email protected]

杨祎昕(021)23212268 [email protected]

北京地区销售团队

殷怡琦(010)58067988 [email protected]

李铁生(010)58067934 [email protected]

杨羽莎(010)58067977 [email protected]

张丽萱(010)58067931 [email protected]

陆铂锡 [email protected]

张 明 [email protected]

海通证券股份有限公司研究所 地址:上海市黄浦区广东路 689 号海通证券大厦 9 楼 电话:(021)23219000 传真:(021)23219392 网址:www.htsec.com