2023年IMU行业研究报告:新兴市场打开成长空间,国内企业或迎来机遇期

  • 来源:财通证券
  • 发布时间:2023/08/25
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IMU行业研究报告:新兴市场打开成长空间,国内企业或迎来机遇期。IMU是惯性定位技术的核心设备,通常包括三个轴向的陀螺和加速度计。IMU(InertialMeasurementUnit),即惯性测量单元,是测量物体三轴姿态角(或角速率)及加速度的装置。一个IMU通常包含三个轴向的陀螺仪和三个轴向的加速度计,以测量物体在三维空间中的角速率和加速度。IMU主要用于自主测量和反馈物体运动速度和角度的变化,并与卫星等其他导航模块形成惯性导航系统、组合惯性系统等,经集成在相关设备中发挥惯性导航、惯性测量和惯性稳控的作用。三轴加速度传感器是一种基于加速度的基本原理实现的惯性传感器,能够测量物体的比力和角度...

1 IMU 是惯性定位技术的核心设备,通常包括三个轴 向的陀螺和加速度计

1.1 IMU 是测量物体三轴姿态角(或角速率)及加速度的装置

IMU(Inertial Measurement Unit),即惯性测量单元,是测量物体三轴姿态角(或 角速率)及加速度的装置。一个 IMU 通常包含三个轴向的陀螺仪和三个轴向的 加速度计,以测量物体在三维空间中的角速率和加速度,包含磁力计的 IMU 还 可以通过测量与地区磁场的夹角来确定当前的朝向,弥补加速度计在水平面上的 测量缺失问题。IMU是惯性定位技术的核心设备,经过误差补偿和惯性导航解算, 最终输出载体相对初始位置的坐标变化量、速度等导航信息。

陀螺仪传感器测量角度位置变化,通常以每秒度数来衡量,随时间进行角速度积 分可测得行程角度,用于追踪方向变化,加速度计测量线性加速度,包括设备运 动的加速度和重力加速度。陀螺仪因为没有固定参照系,随着时间推移会产生漂 移,引入加速度计可以减少陀螺仪的偏置,提高定位精度。加速度计比较适合静态测量,并且加速度计由于反应迅速通常会有受到噪音、抖动的影响,导致其测 量数据失真,因此会对数据进行滤波来提高精度。 IMU主要用于自主测量和反馈物体运动速度和角度的变化,并与卫星等其他导航 模块形成惯性导航系统、组合惯性系统等,经集成在相关设备中发挥惯性导航、 惯性测量和惯性稳控的作用。早期的 IMU 主要用于给导弹、潜艇、船舶等做惯 性导航,在导航应用中,可以通过科尔曼滤波融合陀螺仪角速度积分与加速度计 重力矢量结算达到的位置来估算高精度姿态。目前 IMU 的应用更加广泛,在消 费领域(智能手机、运动设备、游戏手柄等)、医疗、汽车、工业均有应用。

(1) 惯性导航

惯性导航系统的核心器件是陀螺仪和加速度计。通常情况下,每套惯性系统包含 三轴陀螺仪和三轴加速度计,分别测量三个自由度的角速率和线加速度;通过对 角速率和线加速度按时间积分以及叠加运算,可以动态确定自身位置变化,从 而确定自身移动轨迹以实现导航功能。除独立使用外,惯性导航还可以与卫星导 航结合使用,形成组合导航系统。

(2) 惯性测量

惯性测量系统是利用陀螺仪、加速度计等惯性敏感元件和电子计算机测量载体 相对于地面运动的角速率和加速度,以确定载体的位置和地球重力场参数的组 合系统。目前已被应用于石油测斜、城市测绘、地质监测、寻北仪表等领域。例 如,陀螺寻北仪通常采用陀螺仪和加速度计的组合方案,利用陀螺仪测量地球旋 转角速率的水平分量以获得载体的北向信息,利用加速度计测量陀螺的姿态角,对陀螺信号进行补偿。通过多位置法消除陀螺仪和加速度计的零偏影响,经过计 算得到陀螺仪转轴与正北方向的夹角。

(3) 惯性稳控

惯性稳控是通过连续监测系统姿态与位置变化,利用伺服机构动态调整系统姿 态,使被稳定对象与设定目标保持相对稳定的装置。惯性稳控利用陀螺仪敏感框 架的角速率信号,利用控制算法进行伺服结构的控制,保持在外部干扰情况下平 台的稳定,提高平台设备工作的性能。惯性稳控因其隔离载体干扰的能力,在各 类运动平台得到了广泛的应用。常见的惯性稳控包括动中通天线,光电吊舱,摄 像平台等。随着 MEMS 陀螺仪性能的不断提高,MEMS 陀螺仪在惯性稳控系统 中得到了越来越多的应用。

IMU 的误差主要由零偏、比例因子和轴偏差引起。 1) 零偏:当 IMU 静止放置时,加速度计三轴应输出[0,0,g],其中 g 为重力加速 度,陀螺仪三轴应输出[0,0,0],但因加工工艺不可避免带来误差,导致静止 输出会随着时间产生缓慢变化,造成数据漂移; 2) 比例因子:可以认为是信号输出斜率,比如 IMU 内部随着时间跟温度的变 化,会带来温度漂移,随着温度的变化,温漂不断变化,近似直线; 3) 轴偏差:理想情况下,XYZ 三轴相互正交,且加速度计与陀螺仪相互重合, 但一般加速度计与陀螺仪分开制造及装配,其坐标系并不重合,因此带来了 轴偏角误差。 因此,IMU的陀螺仪和加速度计特性会随着时间和环境的变化而变化。加速度计 对 IMU 的影响主要体现在加速度计的精度和稳定性两个方面,加速度计的高精 度是为保障后续数据处理的精确性,加速度计的稳定性则是直接影响 IMU 能否 发挥出正常性能的关键因素。陀螺仪对 IMU 的影响主要体现在其精确性上,最 后 IMU 能否正确感知产品的姿态就是依靠陀螺仪的精确性。

1.2 IMU 核心组成部分——加速度计

三轴加速度传感器是一种基于加速度的基本原理实现的惯性传感器,能够测量 物体的比力和角度。比力指去掉重力后的整体加速度或者单位质量上作用的非引 力。当加速度计保持静止时,加速度计能够感知重力加速度,而整体加速度为零。 在自由落体运动中,整体加速度就是重力加速度,但加速度计内部处于失重状态,而此时三轴加速度计输出为零。测量角度时,弹簧压缩量由加速计与地面的角度 决定。比力能够通过弹簧压缩长度来测量。因此,在没有外力作用的情况下,加 速度计能够精确地测量俯仰角和滚转角,且没有积累误差。

常见的加速度计有机械摆式加速度计、石英加速度计、MEMS 加速度计等。根 据核心性能参数一般分为战略级、导航级、战术级、消费级,其中机械摆式加速 度计及高精度石英谐振加速度计按照性能主要归类为战略级和导航级,主要应用 于航天、航海陆地巡航等领域;MEMS 加速度计和石英加速度计主要属于战术 级和导航级加速度计,主要用于航空、长航时无人系统及高端工业领域。

零偏稳定性:基于 ALLAN 方差方法,衡量加速度计在一个工作周期内,当输入 线加速度为零时,加速度计输出值围绕其均值的离散程度。数值越小表示性能越 高。

标度因数精度:表征加速度计由于温度变化、非线性、重复性等影响因素,标度 因数围绕其均值的离散程度,一般用 ppm(parts per million)表示。数值越小表 示性能越高。 MEMS 三轴加速度计一般采用压阻式、压电式和电容式工作原理,产生的比力 (压力或者位移)分别正比于电阻、电压和电容的变化,这些变化可以通过相应的 放大和滤波电路进行采集,其中电容式加速度计应用最为广泛。该传感器的缺点 是受振动影响较大。 (1) 电容式加速度计体积尺寸小、灵敏度高、温度敏感性低、可高度集成, 因而在手机、汽车等消费级市场应用最为广泛,在消费级市场使用量占 比超过 90%; (2) 相对电容式加速度计,压电式和压阻式加速度计测量范围大、耐用性好、 抗干扰性强,通常用于中高端应用市场,如工业领域中的机器及工具运 行状态监控等。

不同应用领域对加速度计性能的关注点不同,根据应用领域差异针对性地对加 速度计性能参数进行选择至关重要。消费电子、汽车、工业、军事武器和航空航 天道航等领域对被测物体加速度、倾斜、振动或冲击等方面的测量需求存在差异, 例如,手机、可穿戴等消费电子对加速度计成本、功耗要求高,对稳定性、误差 等方面无严苛要求。而战术、道航等应用对加速度计误差和稳定性要求更高,成 本、功耗不是该类应用关注重点。

1.3 IMU 核心组成部分——陀螺仪

陀螺仪用于测量单元中的角速度及对角速度积分后角度的计算,是惯性导航系 统的核心敏感器件,其测量精度直接影响惯导系统的姿态解算的准确性。

三轴陀螺仪的工作原理基于科里奥利力(Coriolis force),简称科氏力。来自于 物体运动所具有的惯性,是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋 转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。 当本来直线的运动放在一个旋转体系中直线轨迹会发生偏移,而实际上直线运动 的问题并未受到力的作用,设立这样一个虚拟的力称为科里奥利力。由此在陀螺 仪中,选用两块物体,它们处于不断的运动中,并令它们运动的相位相差-180 度, 即两个质量块运动速度方向相反,而大小相同。它们产生的科氏力相反,从而压 迫两块对应的电容板移动,产生电容差分变化。电容的变化正比于旋转角速度。 由电容即可得到旋转角度变化。

陀螺仪按照技术分类可分为环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪、动力调谐陀螺仪、 半球谐振陀螺仪、静电悬浮陀螺仪、MEMS 陀螺仪等。目前市场上大量使用的 陀螺仪主要包括激光陀螺仪、光纤陀螺仪和 MEMS 陀螺仪,其中激光陀螺仪和 光纤陀螺仪分别属于第一代光学陀螺仪和第二代光学陀螺仪。激光陀螺仪和光纤 陀螺仪均利用光程差的原理来测量角速度,但是由于光纤可以进行绕制,检测灵 敏度和分辨率提高,能够有效克服激光陀螺仪的闭锁问题。MEMS 陀螺仪具备 小型化、高集成、低成本的特点,因此,虽然其精度较激光陀螺仪与光纤陀螺仪 低,但仍具有广阔的应用场景。

MEMS 陀螺仪的分类方式众多,较为基本的分类方式是根据性能指标进行划分, 可分为速率级、战术级和惯性级。其中速率级性能要求最低,是目前使用最为常 见的 MEMS 陀螺仪类型,广泛用于消费电子和汽车电子等领域。战术级性能要 求最高,多用于航空航天等领域。

MEMS 陀螺仪在其应用领域中的功能用途丰富,可为消费电子、汽车、工业、 航空航天等领域提供低成本和高度智能化的技术实现方案。从性价比、体积尺 寸、可靠性等方面综合考虑,MEMS陀螺仪在其应用领域中扮演着不可替代的角 色。

2 IMU 市场规模与格局

2.1 IMU 具备性能优势,高性能 IMU 或将高速增长

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),即微机电系统,是微电路和微机 械系统按功能要求在芯片上的集成,通过采用半导体加工技术能够将电子机械系 统的尺寸缩小到毫米或微米级。MEMS 惯性传感器属于 MEMS 传感器的重要分 支,主要包括陀螺仪、加速度计等,并可通过组合形成惯性组合传感器 IMU。 近年来,受益于汽车电子、消费电子、医疗电子、光通信、工业控制、仪表仪 器等市场的高速成长,MEMS 行业发展势头迅猛。MEMS 惯性传感器的全球市 场规模从 2018 年的 99.94 亿美元增加至 2021 年的 135.95 亿美元,预计 2027 年将 达到 222.53 亿美元,2021 年至 2027 年复合增长率达 8.56%。

消费电子、汽车电子、工业控制为 MEMS的主要应用领域,预计 2018年至 2027 年期间消费电子、汽车电子、工业控制的市场占 MEMS 总市场规模的比例一直 在 80%以上,其中消费电子占比最高,占比一直保持在 50%以上。

根据 Yole Intelligence 的统计,全球 MEMS 惯性传感器的市场规模从 2018 年的 194.46 亿元、31.21 亿颗增长至 2021 年的 239.61 亿元、39.39 亿颗,预计该市场 将于 2027 年增长至 334.18 亿元、60.61 亿颗。其中,全球 MEMS 加速度计的市 场规模从 2018 年的 63.98 亿元、10.23 亿颗增长至 2021 年的 85.33 亿元、15.37 亿 颗,预计该市场将于 2027 年增长至 114.87 亿元、24.28 亿颗。

从 MEMS惯性传感器的市场结构来看,MEMS 加速度计、磁力计和 IMU 的市场 持续增长,MEMS 陀螺仪的市场呈现逐年萎缩态势,主要原因系独立的 MEMS 陀螺仪在高端消费电子和汽车电子市场中逐渐被 IMU 所替代。根据 Yole Intelligence 的统计和预测,由于 IMU 集成了多种 MEMS 惯性传感器的功能,且 在功耗、尺寸和信号处理上更有优势,IMU 在汽车电子稳定控制系统和高端消 费电子领域也对独立的 MEMS 惯性传感器进行了替代。 全球 IMU 行业发展前景极为广阔。受益于消费电子、无人机、智能驾驶等民用 领域惯性导航需求不断上升,军工领域军费支出持续增长,全球 IMU 市场空间 稳步扩大。根据 Yole Intelligence 数据,2021 年全球 IMU 市场空间约为 18.3 亿美 元,2022-2027 年年均复合增长率将达到 7.03%,到 2027 年,全球 IMU 市场规 模将达到 27.92 亿美元左右。 MEMS 制造领域的技术进步以及制造和微加工工艺的创新促进高性能 IMU 市场 快速增长。IMU被广泛用于陆地、国防、工业和航空航天应用,以获得基于矢量 的变量的高精度和基于精度的测量,这些变量通常根据性能、使用偏差稳定性、 自由度、设备范围进行分类。随着传感器领域研发活动的广泛增加,高性能 IMU 市场规模预计将在预测期 2018-2027 年内加速增长。

2.2 海外企业技术领先,民用市场占据优势

从全球竞争格局的角度看,目前全球 MEMS 行业呈现垄断竞争格局,市场份额 集中在 Honeywell、ADI、Northrop Grumman/Litef 等海外行业巨头手中,2021 年 前十大 MEMS 厂商市场占比约 50%,市场集中度较高。

(1) Honeywell

霍尼韦尔始创于 1885 年,为全球提供行业定制的航空产品和服务、楼宇和工业 控制技术、以及特性材料,致力于将飞机、汽车、楼宇、工厂、供应链和工人等 万物互联,包含航空运输、智能建筑科技、特性材料和技术、安全与生产力四大 业务集团。 霍尼韦尔专为工业应用设计研发了一系列微电子机械系统(MEMS)惯性测量 单元(IMU)。惯性测量单元(IMU)利用陀螺仪和加速度计测量物体的旋转和 加速度,可被用于严峻条件下需要准确测量和补偿振动和运动的应用,IMU除了 可以用于稳定天线和摄像机,IMU还可以安装在机器人、自动驾驶车辆、无人机 等在外部辅助信号缺失时仍需要导航的应用。惯性导航系统(INS)由 IMU、全 球导航卫星系统(GNSS)接收器和传感器融合软件构成。这些部件共同运转, 计算位置、朝向和速度,可在诸如城市高楼间、桥梁、隧道、山地、停车场、密 林等 GNSS 失锁区域提供关键导航信息。

(2) ADI

Analog Devices, Inc.是全球领先的半导体公司,致力于在现实世界与数字世界之 间架起桥梁,以实现智能边缘领域的突破性创新。ADI 提供结合模拟、数字和软 件技术的解决方案,推动数字化工厂、汽车和数字医疗等领域的持续发展,应对 气候变化挑战,并建立人与世界万物的可靠互联。ADI 公司 2022 年收入超过 120 亿美元,全球员工约 2.5 万人。 ADI 公司 MEMS 加速度计和陀螺仪解决方案为设计人员提供分立器件和即插即 用式 iSensor MEMS 子系统。ADI 公司的 iSensor MEMS IMU 是高度集成的多轴 解决方案,结合了在动态条件下适合多个自由度应用的陀螺仪、加速度计、磁力 计、压力传感器和其他技术。

国外企业占据我国 MEMS 惯性传感器主要市场。2022 年,中国加速度计市场主 要被博世、ST、Murata、NXP 占据,其中博世占据 28%的市场,国内企业为士 兰微、美新半导体、矽睿科技等。2022 年我国陀螺仪市场主要供应商为博世、 ST、TDK 等,国内企业为深迪半导体、美新半导体、矽睿科技等。我国 MEMS IMU 市场集中度较高,博世、ST 和 TDK 占据 80%左右的市场。

国内的惯性导航组合研发起步较晚,技术上与国外存在不小的差距。惯性导航 传感器的核心元器件是加速度传感器和陀螺仪,应用领域分为消费级、工业级和 汽车级、军工级和宇航级,各个领域中均是国外企业占据领先地位。 在全球市场中,IMU 生产商主要有博世、意法半导体、InvenSense、村田、恩 智浦、亚德诺半导体等。博世、意法半导体、InvenSense 市场份额占比较高,其 中,博世市占率远高于其他厂商,处于领导地位。我国民用领域对 IMU 需求快 速增长,国内企业在 IMU 市场的布局速度也在加快,深迪半导体是我国 IMU 行 业中的领导者,率先生产出消费类 6 轴 IMU,打破国外技术垄断。

(1) 博世

博世成立于 1886 年,是德国的工业企业之一,从事汽车与智能交通技术、工业 技术、消费品和能源及建筑技术的产业。博世集团是全球第一大汽车技术供应商, 员工人数超过 42 万,遍布 50 多个国家。 博世针对先进的智能手机、可穿戴设备、AR 和 VR、无人机、游戏和机器人应 用了 IMU 传感器。它们旨在为客户提供最大的灵活性。IMU 在一个系统级封装 (SiP)中结合了陀螺仪和加速度计。例如,它可以实现实时运动检测、室内导 航、手势和活动识别以及光学图像稳定(OIS)。

(2) 意法半导体

意法半导体(ST)集团于 1987 年成立,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。意法半导体是全球半导体公司,其在全球拥有 5 万多名员工,积极投身研发,拥有 9 千名研发人员,业务范围涉及全球,拥有 20 万位客户。 意法半导体的 iNEMO 产品组合包括惯性测量模块、具有机器学习内核的模块和 智能传感器处理单元。iNEMO 惯性模块在外形紧凑、稳定可靠且易于装配的惯 性测量单元(IMU)中集成了具有补充作用的传感器。iNEMO 系统级封装(SiP) 在 6 轴单片式解决方案内整合了加速度计和陀螺仪。多个传感器输出的集成确保 了运动感测系统的高精度,适用于要求严苛的应用,如增强型手势识别、游戏、 增强现实、室内导航和基于本地化的服务。

(3) InvenSense

InvenSense公司成立于2003年,主要生产的产品为运动感测追踪组件。公司拥有 四种专有技术优势:专利的 Nasiri-Fabrication 制程,先进的 MEMS 陀螺仪设计, 可提供传感器讯号处理方案(signal processing)及运作 InvenSense 运动处理平台 (Motion Processing)关键之融合算法技术(Sensor Fusion)的混合讯号电路系 统(mixed-signal circuitry),以及公司的运动处理数据库与运动感测应用 (Motion Application)软件方案。因该公司可组装、可扩展的平台架构,从一轴 的模拟陀螺仪,到完整整合之三轴与六轴的数字运动处理方案为止,所以能提供 市场多种整合性运动感测产品。

InvenSense 是第一家提供运动接口解决方案的公司,这些解决方案中包括完全集 成的传感器和稳健的 MotionFusion™(移动融合)固件算法。MotionTracking™ (运动追踪)设备使客户能够以最小的开发成本和工作量直接方便地将运动接口 功能集成到设备中。 作为行业的先锋和领导者,InvenSense 一直提供创新的解决方案。2006 年, InvenSense通过世界上第一个面向数码相机市场的双轴 MEMS 陀螺仪起步;2009 年,提出世界上第一个面向智能手机的集成三轴运动处理解决方案;2010 年, 推出世界上第一个单芯片集成六轴 MotionTracking™(运动追踪)设备;2012 年, 推出世界上第一个集成九轴 MotionTracking™(运动追踪)设备;2014 年,推出世界上第一个集成数字运动处理器(DMP™)的七轴(三轴陀螺仪+三轴加速度 计+压力传感器)单芯片平台解决方案。

民用领域对 IMU 的要求向着小型化的方向发展,军用领域有所不同,其要求则 向着高精度、高可靠方向提升。我国军用 IMU 生产企业主要是军工企业,例如 中国航空工业总公司、中国航天科工集团等。相较来说,我国军用 IMU 研发及 生产能力较强,而民用 IMU 研发及生产能力较弱,需求对外依赖度大,未来国 产替代空间广阔。

3 人形机器人与无人驾驶打开成长空间,国内企业 或迎来发展良机

3.1 人形机器人或大量应用 IMU 产品,无人驾驶趋势推动 IMU 市场发 展

人形机器人行业可为 IMU 市场带来巨大的弹性。人形机器人由于自由度较高, 对自身各个部位的感知能力要有更高的要求,因此需要灵敏度、精度更高的IMU。 根据芯动联科招股书数据,其 2022 年惯性测量单元单价约为 5588 元,其单价近 3 年呈现明显的下降趋势,主要系下游客户采购量增长较快。人形机器人目前还 未实现量产,其采用的数量和单价尚未定型,我们假设未来单台人形机器人所需 IMU 成本为 5000 元,如果人形机器人销量为 100 万台,对应市场规模可达到 50 亿元。

随着稳定性控制、安全措施和碰撞检测系统等应用的进步,汽车行业是高性能 IMU 的新兴市场。无人驾驶车辆一般会使用组合导航,会使用 GPS(全球定位系 统)和 IMU(惯性传感器)两个核心装置。随着高端汽车制造商在未来 10 年内向 L5 级自动驾驶迈进,IMU 有望在汽车行业快速放量。

3.2 国内主要 IMU 企业介绍

国内 IMU 制造商包括明皜传感(苏州固锝)、芯动联科、华依科技、矽睿科技、 深迪半导体、士兰微、美泰科技、星网宇达、理工导航等,明皜传感(苏州固 锝)、芯动联科、华依科技、矽睿科技、深迪半导体、士兰微、美泰科技的产品下游主要为 3C、汽车等消费市场以及部分工业端市场。星网宇达、理工导航主 要在军工和航空航天领域应用,同时也在拓展消费行业。随着人形机器人和无人 驾驶等新兴市场在中国的快速发展,国内 IMU 企业有望享受行业发展红利。

(1) 明皜传感

明皜传感(原名明锐光电)成立于 2003 年,2010 年明皜传感被苏州固锝全资收 购,并于 2011 年正式更名为明皜传感。2013 年明皜传感正式量产了第一款加速 度计 da213B。明皜传感主要从事 MEMS 传感器的研发、设计和生产,并提供相 关技术服务,主要产品有:加速度传感器、陀螺仪、压力传感器和磁传感器,旨 在为消费电子、汽车电子、工业自动化以及航空等领域提供所需的产品和集成方 案。2022 年明皜传感实现收入 1.98 亿元。 明皜传感主要产品为三轴加速度传感器 da217、da215、da213 等,da217、da215 和 da213 都具有 14 位数字分辨率,数据输出速率为 1Hz 至 1000Hz,具有 ±2g/±4g/±8g/±16g 测量范围。da217 拥有温度补偿、运动检测、步进计数器和步 进检测以及嵌入的显著运动检测功能。

(2) 芯动联科

芯动联科长期致力于自主研发高性能 MEMS 惯性传感器,目前公司高性能 MEMS 惯性传感器的核心性能指标达到国际先进水平。公司主要产品包括 MS 陀 螺仪和 MEMS 加速度计,均包含一颗微机械(MEMS)芯片和一颗专用控制电 路(ASIC)芯片。公司在 MEMS 惯性传感器芯片设计、MEMS 工艺方案开发、 封装与测试等主要环节形成了技术闭环,建立了完整的业务流程和供应链体系。

(3) 敏芯股份

苏州敏芯微电子技术股份有限公司创立于 2007 年,主导推动了中国 MEMS 产业 链构建,被赞誉为产业拓荒者。多年入选“中国半导体 MEMS 十强企业”、“中国 传感器公司 TOP10”等。2020 年 8 月在上交所科创板上市,是我国 MEMS 芯片第一股。作为目前国内少数掌握多种品类 MEMS 芯片设计和制造工艺的企业,苏 州敏芯微电子技术股份有限公司拥有 4家子公司,是 MEMS全产业链研发与本土 化的践行者。 敏芯股份主要产品为 MSA310 和 MSA311,可运用于移动终端设备、可穿戴设备 中,例如手环手表、智能手机、平板电脑和 TWS 耳机中。产品功能丰富,具有 多种中断输出,内置深度为 32 的 FIFO,可以有效降低整机的系统功耗,特别适 用于手环、手表等对功耗有严格要求的应用场景。2022年敏芯股份实现收入 2.93 亿元,主要业务构成包括 MEMS 惯性传感器、MEMS 压力传感器、MEMS 声学 传感器。

(4) 深迪半导体

深迪成立于 2008 年 8 月,总部坐落于上海张江高科技园区,是中国首家设计、 生产商用 MEMS 陀螺仪系列惯性传感器的 MEMS 芯片公司。公司研发了拥有完 全自主知识产权的先进的 MEMS 工艺和集成技术,专注于为消费电子及汽车电 子市场设计和生产低成本、高性价比、低功耗、小尺寸的商用 MEMS 陀螺仪芯 片。 深迪六轴 IMU 系列产品能够与 GNSS 导航系统相融合,在 GNSS 接收器每次更 新之间插入估计车辆的位置,以提高定位信息输出频率和精度。在机器人领域, 深迪六轴 IMU 系列产品为各类工业/商用/家用机器人的数据采集提供高可靠性、 可扩展性、灵敏度和成本效益高的解决方案,从而实现姿态检测和协作控制,航 迹规划推算等智能场景。 深迪六轴惯性测量单元 IMU 的三种主要型号为 SH3011、SH3001、SH2100。三 种型号产品都具有出色的温度稳定性,在-40℃到 85℃的工作范围内能保持高分 辨率;尺寸小,功耗低,适用于消费电子市场应用,能提供高精度的实时角速度 与线加速度数据。

(5) 华依科技

上海华依科技集团股份有限公司始创于 1998 年,华依科技专注于新能源汽车动 力总成和自动驾驶技术领域,提供开发测试和工程验证、智能测试设备、自动驾 驶组合惯导系统。通过定制化的产品和服务开发设计,形成了发动机、变速箱、 涡轮增压器、水油泵、新能源动力总成五大测试设备体系,并借助汽车动力总成 测试领域的技术和经验,延伸至智能驾驶测试、车载组合惯导 IMU 业务领域。 通过持续研究算法技术,实现了车载惯性导航模组器件标准化产品的自主研发与 量产。 华依科技主要 IMU 产品为 IMU3000 和 INS4050,IMU3000 车规级超过精度 1°/h IMU,成本可控,超高的一致性,高精度 1°/h(艾伦方差,S 级)。INS4050 是一 款性能接近战术级别的惯性测量单元,以 200Hz 的频率输出高精度的三维位置、 速度、姿态信息。其具备在各种场景下(通过数据总线向车辆提供准确姿态、航 向、位置、速度和传感器数据等信息的能力。

(6) 矽睿科技

上海矽睿科技股份有限公司(QST)成立于 2012 年。致力高质量传感器产品的 设计、制造、以及增值应用与服务,提供智能、集成、经济的传感器解决方案, 且拥有领先的算法技术,帮助客户开发系统产品和享受美好生活。 公司产品包括多款 MEMS 传感器,如六轴 IMU、加速度计、环境传感器、组合 传感器等;磁性传感器芯片,如磁力计、磁编码器、电流传感器、霍尔传感器等; 汽车与物联网智能模组和系统。应用市场聚焦智能手机、智能穿戴、物联网、智 能制造,汽车电子,并向智慧医疗、元宇宙、与自动驾驶市场演进。 矽睿科技主要 IMU 产品为 QMI8658,尺寸为 2.5mm×3.0mm×0.86mm,集成惯性 传感器数据预处理引擎,在性能与可靠性方面达到国际主流品牌水准。集成运动预处理引擎和传感器融合,可用于智慧手机、TWS 耳机、游戏手柄、无人机、 扫地机器人、监控摄像头、升降桌、二轮电动车、投影仪、工业应用中的倾斜检 测等。

(7) 星网宇达

星网宇达于 2005 年 5 月成立,注册资本 1.56 亿元。作为中国卫星导航定位 50 强 企业、中国智能驾考领域杰出企业、中关村高成长 TOP100 企业,星网宇达致力 于中国自主的惯性技术研发及产业化。星网宇达的核心为惯性技术,为客户提供 器件+组件+系统+解决方案的全系列服务。 星网宇达的主要 IMU 产品为 XW-IMU5100。该产品是一款高可靠的战术级 MEMS 惯性测量单元,产品尺寸为 48mm×46mm×22mm,重量仅为 85g。该产品 具备极好的环境适应性,能够适应弹载、机载等高动态环境条件要求。XWIMU5100使用精度可覆盖传统中低性能光纤惯性测量单元,且在体积重、功耗、 硬件复杂度、系统成本方面具备显著优势,可在各类应用场合实现对传统光纤惯 性测量单元的换代升级。

(8) 理工导航

北京理工导航控制科技股份有限公司成立于 2012 年 2 月,其人才队伍具有高层 次专业化的特征,由重点大学博士、硕士为核心组成,团队成员先后获得多项国 防科技进步奖 理工导航致力于研发高精度惯性导航及精确制导控制技术,以适应复杂战场环境。 在飞行器导航与控制方面拥有雄厚的技术实力,拥有多项核心技术和专利。核心 产品基于光纤陀螺的高动态载体导航控制系统融合了多种传感器误差精确建模与 补偿技术、动基座快速传递对准技术、SINS/GNSS 多源信息融合技术、复杂环 境下载体导航抗干扰技术,适应各种复杂环境下的飞行器及车辆导航。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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