2023年敏芯股份研究报告:纵向一体化,横向扩品类,打造MEMS平台型企业

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2023/12/19
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敏芯股份研究报告:纵向一体化,横向扩品类,打造MEMS平台型企业。国内MEMS声学传感器先驱,纵横发展打造平台型企业。公司成立于2007年,李刚、胡维、梅嘉欣同为公司创始人,皆在MEMS行业有着丰富的积累。公司坚持纵横发展的战略,纵向看,公司从fabless走向fablite模式运营,于2019年设立德斯倍公司建立特色封装产线,于2021年参股苏州工业园区MEMS晶圆产能,为公司的研发及中试提供良好条件;横向看,公司于2020年达到硅麦克风芯片全球出货量第三的地位,除巩固声学传感器竞争优势外,公司在压力、惯性、压差等传感器皆有布局,针对基数较高或增长潜力较高的下游领域研发相关产品。2022年,...

1、MEMS 产品布局趋于完善,蓄力静待需求复苏

1.1、基于声学传感器的领先优势,完善MEMS产业链布局

1.1.1、数十载深耕 MEMS 产业,声学传感器跻身全球领先行列

业内领跑,开拓中国 MEMS 芯片产业。公司全称为苏州敏芯微电子技术股份有限公司(以下称“公司”)。公司发展历程主要分为三个阶段。第一阶段(2007-2011年):2007 年公司成立并开始 MEMS 麦克风芯片及OCLGA封装技术的研发,2011 年实现 6 寸产品的量产;第二阶段(2012-2019 年):公司MEMS麦克风芯片方案趋于成熟并实现全球出货量领先,公司同时也开始加速度传感器、压力传感器等平台的研发;第三阶段(2020 年至今):2019 年成立德斯倍公司,开启 fablite 模式,并于 2020 年在上海证券交易所科创板上市。

产品矩阵丰富,涵盖 MEMS 声学传感器、MEMS 压力传感器和MEMS惯性传感器。具体而言,MEMS 声学传感器采用 MEMS 技术将声学信号转换为电学信号,主要应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居、可穿戴设备等消费电子类产品;MEMS 压力传感器使用 MEMS 技术将压强信号转化为电学信号,主要应用于消费电子、汽车和医疗领域,其中电子血压计下游客户包括乐心医疗和九安医疗等;MEMS 惯性传感器主要的产品是三轴加速度传感器,已成为消费电子类产品的标配器件。

1.1.2、股权架构稳定,设立重点子公司拓展业务布局

股权结构稳固集中,团队深耕 MEMS 行业,从业经验丰富。公司实际控制人为李刚博士,截至 2023 年 12 月 13 日直接持有公司19.23%的股权,与胡维、梅嘉欣、员工持股平台苏州昶众和苏州昶恒为一致行动人,合计持有公司30.05%股权。李刚、胡维、梅嘉欣同为公司创始人,董事长兼总经理李刚博士毕业于香港科技大学微电子技术专业,具有近 20 年 MEMS 行业研发与管理经验;副总经理胡维毕业于北京大学微电子学专业,负责MEMS 芯片的设计与制造工艺的研发;副总经理梅嘉欣毕业于南京大学微电子学专业,负责MEMS传感器的封装与测试工艺研发,三位核心技术人员从业经历皆超过10 年,在MEMS传感器芯片的设计、研发、制造、封装和测试技术上有着丰富的积累。立足于 MEMS 芯片设计,布局 MEMS 特色封装产能。子公司德斯倍成立于2019年,主要负责部分 MEMS 传感器的封装和测试,规划年产能15亿颗,若未来公司自有封装测试工厂达产后,或将使公司在产品成本和性价比上具有一定优势;子公司芯仪微电子主要负责 ASIC 芯片设计;子公司灵科传感致力于汽车前装的压力传感器及模组的研发、生产及销售;子公司中宏微宇则专注于惯性传感器模组及算法运用。公司通过设立重要子公司,布局封测产能、ASIC、压力和惯性模组设计,在产业链多点布局,增强供应链自主可控。

2023-2024 年股权激励,推动团队与公司携手共同成长。公司于2022年推出股权激励计划,对 42 名中高层管理人员及核心骨干授予合计33.55万股期权,行权价格为 42.02 元/股。公司以 2022 年营业收入为业绩基数,考核2023-2024年营业收入基数的增长率,并根据目标值和触发值的完成情况确定行权比例。2023-2024 年业绩考核目标分别为 3.81 亿元和4.95 亿元(2024年计算数值的假设前提为 2023 年营收刚好为目标/触发值)。公司设定股权激励计划,使管理与核心骨干工作更为团结积极,业务结构更为稳定健康。

1.2、加强研发及产品储备,静待需求回暖助力业绩恢复

1.2.1、多产品驱动业务发展,随下游需求复苏业绩有望恢复

2023 年前三季度业绩逐渐向好。2022 年,公司实现营业收入2.93亿元,同比下降 16.8%,主要系下游消费电子稍显疲软,MEMS 声学传感器行业竞争加剧,销售价格有所下滑所致。2022 年,公司归母净利润亏损0.55 亿元,主要是由于产品价格和毛利率下降以及研发投入保持较高水平所致。2023 年前三季度公司实现营业收入 2.59 亿元,同比增长 18.82%,归母净利润为-0.82 亿元,其中2023年 Q1/2/3 归母净利润分别为-0.21/-0.33/-0.29 亿元,相较2022 年Q4归母净利润-0.36 亿元均有所改善,2023 年 Q1 归母净利润改善系毛利率提升及资产减值损失缩窄所致,2023Q2/3 毛利率虽有所下滑但资产减值损失相较2022年Q4亦有所收窄。

产品结构优化,压力传感器及惯性传感器等毛利率较高业务的收入占比有望提升。2022 年,公司的各业务板块销售收入及营收占比分别为:声学传感器销售收入为2.32亿元,占比79.28%;压力传感器销售收入为0.41亿元,占比14.01%;惯性传感器销售收入为 0.17 亿元,占比 5.81%。其中,声学传感器是公司主要的营收来源。据 Omdia《MEMS 麦克风板块市场份额2021》报告显示,2020年公司硅麦克风芯片的出货量已位列全球第三,占据较大市场份额,但由于终端市场需求疲软且竞争加剧,因此 2022 年收入有所下滑。2022 年,声学传感器、压力传感器和惯性传感器的毛利率分别为 24.00%、38.96%、11.50%。其中压力传感器的毛利率较高,若未来其收入占比提高的趋势持续,有望支撑公司的综合毛利率。

晶圆等原材料为 MEMS 芯片主要成本,公司承担部分产品封测工艺,因此各业务板块委外加工费有较大的差异。公司的成本分项中,直接材料主要包括晶圆等原材料成本,而委外加工费用主要涉及封装和测试成本。2022 年,直接材料在声学、压力和惯性传感器中的占比相对较高,分别为55.32%、42.16%和54.36%。公司的晶圆制造全部外包,而封测环节则采用子公司自主测试和委外加工相结合的模式。因此,在声学、压力和惯性传感器中,委外加工费用占比存在较大差异,分别为 0.54%、25.10%和 15.50%。

2022 年公司综合毛利率为 25.75%,净利率为-18.80%,同比均有所下滑,主要是因为 2022 年公司的声学、压力和惯性传感器产品销量均有一定幅度下滑,且产品价格有所调整,2023 年前三季度公司毛利率下滑至14.41%,主要系公司部分产品价格下降所致。费用端,2022 年公司的销售费用率为4.82%,环比上升 1.48 个百分点;管理费用率为 13.76%,环比下降2.22 个百分点。其中,管理费用率下降的原因主要是受股权支付费用影响,2023 年前三季度公司各项费用率基本保持稳定。

1.2.2、加大研发,迭代声学传感器,开发压力传感器新市场、新产品

高研发促进新产品开发,研发人员实现逐年增长。2018-2022 年,公司研发费用率呈上升趋势,从 10.84%上升至 23.83%,2023 年前三季度公司研发费用率保持较高水平,为 22.33%。公司研发人员数量于2023H1 达181人,占员工总数的 36.13%,主要因公司注重研发人员培养及技术开发。在产品布局方面,新方向有非消费类产品,比如模组类,此外还有其他细分市场以及毛利高的的市场的布局。

以客户需求为导向,积极推进压力、声学、流量、惯性等传感器研发项目。压力传感器方面,公司有多量程多应用压力传感器、高精度汽车前装压力传感器、玻璃微熔压力传感器、陶瓷电容压力传感器等项目储备,主要针对汽车领域、可穿戴等领域;声学传感器方面,公司主要针对TWS 耳机,着重于新型超小体积高性能 MEMS 声学传感器研发、高信噪比麦克风开发等;惯性传感器方面,主要针对消费电子、汽车惯性导航等市场进行研发。综上,公司通过开发新的压力传感器及惯性传感器重点布局汽车领域,通过研发超小体积新型MEMS声学传感器进一步加深 TWS 耳机相关产品布局。

定增募集车规级、微差压传感器产能,丰富产品种类,完善下游布局。根据公司募集说明书,公司拟募集 1.5 亿元用于年产车用及工业级传感器600万只生产研发项目和微差传感器研发生产项目。其中车用及工业及传感器的实施主体为昆山灵科,有助于推动汽车和工控领域的压力传感器业务布局;公司在微差压传感器具有技术先发优势,微差压传感器研发生产项目的实施有助于公司把握下游消费、医疗、汽车等市场的发展机遇。公司定增募集项目均为在MEMS领域的产品种类扩充,有助于完善下游应用领域布局,进一步丰富公司技术储备,提升科创实力,从而巩固和提升公司竞争力。

2、国内 MEMS 行业发展空间广阔,助力国产企业崛起

2.1、MEMS 随需求持续迭代,内资MEMS厂商具备较强工艺开发能力

2.1.1、MEMS—感知与数据的桥梁,随新兴需求而不断迭代优化

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)可分为传感器和执行器,前者用于检测物理、化学或生物现象,后者用于产生机械运动、力和转矩。由于客户应用的多样性,需要检测的外界信号种类较多,导致MEMS传感器种类众多,需求差异大,工艺方案需根据不同类型进行开发。MEMS 传感器往往需要匹配复杂的 ASIC 芯片,因此开发需要从系统角度考虑。执行器通常只完成单一动作,结构简单但对材料制备和加工工艺一致性要求较高,如射频滤波器等;此外,执行器无需或只需要简单的驱动电路,系统相对较简单。

MEMS 芯片采用半导体加工技术在硅晶圆上制造出微型电路和机械系统,将接收的外部信号转化为电容、电阻、电荷等信号变化,ASIC芯片再将上述信号变化转化成电学信号,最终通过封装将芯片保护起来并将信号引出,从而实现外部信息获取与交互的功能。与传统工艺制造的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。

MEMS 传感器发展可分为以下阶段:1)1990-2010 年:MEMS传感器主要由汽车安全应用驱动发展,同时智能手机应用开始流行;2)2010-2020年:随着智能手机和移动设备的普及,MEMS 传感器得到了广泛应用,成为了移动设备中的重要组成部分;3)2020-2025 年及未来展望:MEMS 传感器继续发展,出现了更多的应用场景,如智能家居、智能健康、物联网等。随着技术的不断发展,MEMS 传感器的应用场景也在不断拓展。未来,随着人工智能、大数据等技术的发展,MEMS 传感器的应用前景将更加广阔。

2.1.2、国内 MEMS 起步较晚,设计厂商兼顾制造及封装工艺开发

MEMS 技术的发展可追溯到 20 世纪 50 年代,压阻效应被发现,由于硅的压阻系数非常大,利用硅制作的压力传感器的灵敏度高,由此开启了人们利用硅工艺制造压力传感器的历程。在硅片上制作电阻对于微电子工艺来说非常简单,因此,硅压力传感器制造的核心是高效且低成本地制造出力学性能优良的硅杯结构,由此硅各向异性腐蚀技术、键合技术、牺牲层技术开始发展并广泛应用。20 世纪 60 年代,硅各向异性腐蚀技术出现:由于在各向异性腐蚀液中硅圆片的不同晶面腐蚀速率不同,而且对 SiO2 也几乎不腐蚀,因此可以利用SiO2作腐蚀掩模,通过选择合适的晶面精确控制腐蚀后的结构形状和尺寸。

20 世纪 60 年代末,键合技术出现:压力传感器需要封装,金属/玻璃键合技术可以解决封装热失配问题。早期压力传感器用硅杯结构,需要采用双面加工技术,难以在集成电路生产线量产。硅-硅键合技术可以使压力传感器仅需硅片单面加工,利用该技术可以在内部形成空腔,用于制造压力传感器。含密封空腔(硅盒结构)的硅圆片与常规硅圆片制造工艺兼容,适合在集成电路生产线量产。20 世纪 80 年代,牺牲层技术出现:表面微机械技术的核心是牺牲层技术,主要涉及集成电路工艺中的沉积和选择性腐蚀技术,与集成电路工艺兼容。核心思想是利用不同材料在同一腐蚀环境中的腐蚀速率差异,将易被腐蚀的材料选作牺牲层,将不被腐蚀的材料选作结构层,从而组合出多种微机械结构体系。

MEMS 制造工艺更注重工艺开发,单一产品具有独特工艺。MEMS芯片与集成电路芯片相似之处为均采用硅作为衬底材料,并利用光刻、薄膜沉积、刻蚀、掺杂等单项工艺作为通用技术;不同之处为 MEMS 芯片相比集成电路芯片包含机械结构。微机电系统由尺寸为 1-100μm 的部件组成,因此MEMS芯片不需要追求制程的先进性,但更注重制造工艺的开发。MEMS 器件为了体现不同的功能而结构各不相同,往往具有悬空、高深宽比等特征,因此目前没有一种统一的工艺能满足全部 MEMS 器件制造的需求,定制化属性较强。

表面微加工技术是利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等方法,通过将材料逐层添加在基底上,最后去除牺牲层从而构造微结构。MEMS 声学传感器工作原理为,当声音通过进音孔传递到传感器时,声压会导致振膜震动,从而导致振膜和固定电极之间的间距发生变化,进而使电容发生变化,这样也就是将声压信号转变为了电信号。

MEMS 传感器的制造工艺需要兼顾电路和机械系统,且一种传感器对应一种工艺路线.国内 MEMS 器件发展起步较慢,使得国内较早发展的MEMS传感器厂商须进行完整的晶圆制造、晶圆测试、封装、成品测试在内的全生产环节的工艺研发,帮助第三方半导体制造企业建立起某一品类传感器的成熟工艺模块。不同的 MEMS 芯片应用 MEMS 的关键技术和模块组合成MEMS芯片制造工艺.

2.2、汽车、新消费等需求推动行业增长,中国MEMS快速发展助力国产力量崛起

2.2.1、MEMS 市场发展增速较高,国产替代空间广阔

MEMS 市场增长势头强劲。根据 Yole 数据,2021 年全球MEMS市场空间约136亿美元,同比增长 13.33%,预计 2021-2027 年期间,年复合增速为8.59%,总市场规模将于 2027 年达 223 亿美元。随着技术的进步和市场需求的增加,MEMS市场将继续呈现出强劲的增长态势。

惯性、压力和声学传感器构成 MEMS 传感器较大的细分市场,消费电子为最大的应用领域,但汽车和航空航天行业未来增长较快。根据产品口径来看,MEMS主要分为惯性、射频、压力、声学、流量控制、光学等类型,根据Yole数据,2020 年惯性占比最高达 28%,压力和声学分别占比15%和12%。而从应用领域来看,MEMS 主要应用于汽车电子、消费电子、工业、医疗、航空航天、通信等领域。其中消费电子是最大的应用领域,2021 年占比达55.23%;预计2021-2027 年,航空航天、汽车电子发展相对领先,年复合增速均为10%。

外资龙头企业占据 MEMS 市场主导地位,技术实力和客户资源促进竞争优势。根据华径产业研究院的数据,2020 年全球 MEMS 行业市场前五大企业及其市场份额分别为:博世占 14.2%、博通占 9.8%、威讯联合占5.6%、意法半导体占5.1%、德州仪器占 4.1%。这些企业均为国外的国际企业。行业CR5为38.8%,相对较为集中,大部分市场份额被海外龙头企业占据。我们认为海外龙头多为半导体芯片设计企业,有较强技术基础,较早进入MEMS 市场后,能通过研发投资保持其 MEMS 产品的竞争力,且与 MEMS 生态系统的关键参与者,如晶圆厂和终端用户等形成战略合作关系,竞争优势显著。

2.2.2、MEMS 声学传感器:TWS 耳机展现高成长性,国产MEMS声传感器大放异彩

TWS 耳机或将代替手机成为 MEMS 声学传感器最大终端市场。声学传感器是一种用于检测声波信号的传感器,它能够将声波信号转变为电信号输出。常见的声学传感器包括麦克风、扬声器和声纳等。声学传感器广泛应用于手机、智能音响、汽车、TWS 耳机、电脑、助听器等领域。根据Yole 数据,全球2020年声学传感器市场空间为 13.49 亿美元,其中手机是全球MEMS 声学传感器最大的终端市场,占比达到 45%,但预计 2026 年,TWS 耳机将成为全球MEMS声学传感器占比最高的市场,预计市场规模有望达到 7.5 亿美元,占比达31%,年复合增长率高达 28%。此外,虽然汽车市场基数较小,但预计复合增长率也将高达42%。

内资企业在声学传感器领域占据较高份额,竞争力较强。据中商情报网数据,2020 年全球 MEMS 声学传感器市场的前五大参与者及其占比分别为:歌尔微占32%、楼氏占 31%、瑞声科技占 12%、钰太科技占4%、敏芯股份占3%。行业CR5 为 82%,呈现出寡头垄断格局,前五家企业中有4 家内资企业,合计占比51%,国产化率较高。内资企业在 MEMS 声学传感器领域中已拥有较强的市场竞争力和技术实力,实现较高程度的国产替代。

2.2.3、MEMS 压力传感器:汽车市场助力MEMS压力传感器发展,外资企业占据龙头地位

汽车为 MEMS 压力传感器最大市场,汽车市场助力MEMS压力传感器发展。MEMS 压力传感器是一种利用微机电系统(MEMS)技术制造的压力传感器。其工作原理为,当被测压力作用于微型机械结构上时,结构会发生微小的形变,这个形变将会被转化成电信号输出。MEMS 压力传感器具有体积小、重量轻、响应速度快、精度高、功耗低等优点,被广泛应用于汽车、医疗、工业控制等领域中的压力测量和控制应用中。根据 Yole 数据,2020 年,全球MEMS压力传感器的最大下游应用市场为汽车,规模为 6.83 亿美元,占比达到42%。预计到2026 年,其市场规模将增长至 9.38 亿美元,年复合增长率为5.43%。

外资企业占据 MEMS 压力传感器市场龙头地位,国产替代机遇较强。据中商情报网数据,2020 年,全球 MEMS 压力传感器市场的前五大参与者分别是博世、泰科电子、英飞凌、森萨塔和 NXP。其中,德国博世占据21%的市场份额,为领头羊;紧随其后的是泰科电子,其市场份额为16%。此外,英飞凌、森萨塔和 NXP 分别占据了市场份额的 11%、9%和 7%。压力传感器前五家企业合计占据 64%的市场份额,具有主导地位,综上,压力传感器竞争格局相对集中,国产替代机遇较强。

3、纵横布局迈向平台化发展,新产品新领域助力业绩提升

3.1、汽车及可穿戴催生新需求,顺势打造压力传感器为增长第二极

3.1.1、汽车传感器应用不断扩大,压力传感器市场深度受益

随着汽车电气化和智能化的发展,越来越多的传感器和控制系统被用于提高汽车的安全性、舒适性和可靠性。汽车传感器是信息的采集源,主要应用于动力总成系统、车身控制系统以及底盘系统中,对汽车的安全性、燃油效率和排放友好性具有重要意义,对汽车的速度、排放、动力总成、悬架、气候控制和环境控制等方面起着至关重要的作用。

汽车传感器主要包括 8 类不同功能的传感器:压力传感器、位置传感器、温度传感器、加速度传感器、角速度传感器、流量传感器、气体浓度传感器和轮速传感器。随着汽车技术的不断发展和进步,传感器技术也将不断更新和升级,以满足未来汽车系统对更高性能、更准确和更可靠传感器的需求。压力传感器在汽车行业的应用主要用于测量进气歧管、油箱、共轨、燃油喷射、制动液、空调压缩机、底盘、自适应悬架液压、轮胎的压力,其应用的压力范围为0~3000Bar。

汽车市场增长带动 MEMS 传感器应用,自主可控需求加速国产化进程。2022年,我国汽车销量达到 2686.40 万辆,同比增长2.24%。新能源汽车渗透率达到 25.64%,同比增长 12.24 个百分点。据中国科学院上海微系统与信息技术研究所战略研究室数据,全球平均每辆汽车包含10+个MEMS传感器,中高档汽车中,大约采用 25 至 40 只 MEMS 传感器,豪华车上将近100 只,其中51%的汽车 MEMS 传感器为压力传感器。未来,车用传感器和自动驾驶行业发展有望拉动 MEMS 传感器需求增长,据 Semiconductoer Engineering数据,L3级自动驾驶可能需要 30+个传感器。我国汽车芯片市场容量大,但国产化率较低,我们认为随着自主可控需求的增加,我国 MEMS 企业有望实现国产替代,占据更多汽车相关传感器市场份额。

3.1.2、汽车及可穿戴领域发力,压力传感器有望成为业绩增长点

截至 2022 年末,公司压力传感器下游主要以消费电子、医疗为主,受终端需求影响,销量有所下滑。2022 年,公司的压力传感器收入为4074.51万元,同比下降 8.33%。同时,毛利率为 38.96%,同比下降5.51 个百分点。销量方面,公司 2022 年压力传感器销量为 2683.82 万颗,同比下降10.25%。销售均价为1.52 元/颗,同比上升 2.15%。这主要是由于下游消费电子市场需求疲软,导致销售量下降。公司的防水气压计和防水差压计产品在智能手表市场已为国内大客户批量出货,新产品也为销售均价的提升做出贡献。但是,由于行业竞争加剧,成本端价格上升,整体毛利率水平有所下降。

开拓汽车压力传感器市场,全面升级产线迎接国产化需求。子公司灵科传感为公司汽车、工业、医疗类 MEMS 压力传感器的主要运营主体。灵科传感于2020年起开始进行汽车前装压力传感器的探索,并于2022 年完成基于MEMS、充油介质隔离、陶瓷电容和玻璃微熔技术路线的产品开发与验证,并在刹车系统,智能座椅等项目中拿到前装客户订单。玻璃微熔压力传感器项目主要目标市场为汽车液压刹车系统中使用的刹车油压力传感器,同时公司积极开发用于未来电子机械刹车系统中的卡钳力压力传感器,目前皆在验证阶段,未来有望实现出货。据灵科总经理肖滨表示,预计 2023 年 8 月份,灵科将搬迁至拥有一万米的车间和2000 平米的超净间的全新厂房,MEMS、充油、玻璃微熔汽车压力传感器自动化产线投入应用,可满足日益增长的传感器国产化需求。

防水气压计打入客户供应链且批量出货。公司开发的防水气压计和防水差压计类产品,在智能手表市场已获得国内头部客户认可并建立良好的合作关系,实现批量出货,如华为旗舰可穿戴手表搭载了敏芯股份MSPC15M-ADS1防水绝对气压计,由 MEMS 压阻式压力传感器和专用信号调节ASIC组成,最大量程可以测到 120 米水深,精度在 0.1 米以内,为手表的专业潜水模式提供支持,未来有望往其他客户及 ODM 市场推广。在手机市场,开发了符合尺寸为2x2mm的小型封装气压计产品,已经处于客户导入认证过程之中。

3.2、持续迭代声学传感器,开拓TWS新兴市场

3.2.1、麦克风应用场景不断扩大,TWS 耳机成增长亮点

除了智能手机以外,麦克风在其他消费电子领域也有着广泛的应用。智能音箱、高端外放、智能家居、智能电视、AR/VR 和 TWS 耳机等下游产品都需要大量使用麦克风,以实现语音识别、人机交互、视频通话等功能。随着人们对智能语音交互、虚拟现实等技术的需求增加,麦克风的应用场景也在不断扩大和深化。其中 TWS 耳机由于其便携性、品质提升、时尚设计以及智能化等多方面优势,市场增速较高。

骨震动传感器接受耳廓振动信号,可提供更好的上行通话效果。声音通过声带产生振动信号后,可以通过两种方式进行传播:一种是通过空气介质向外传播,另一种是通过人的颅脑骨骼、肌肉向外传播,引起耳廓的振动。骨振动传感器检测耳廓的振动信号,从而获取佩戴者说话的信息,骨振动传感器对空气介质传播的声音信号具有天然的抑制作用,因此通话算法更加简单、自然,噪声抑制效果更好,可以提供更佳的上行通话效果。

目前双麦降噪方案为主流,麦克风与骨震动相结合因其性价比优势,使用越来越多。根据敏芯股份公众号,目前主流的 TWS 降噪方法有单麦克风、双麦降噪、三麦降噪、麦克风与骨震动相结合等 4 种方式。单纯使用麦克风时,使用束波成行算法时,麦克风数量越多则识别能力越强,但价格更贵,目前主流为双麦降噪,兼顾降噪体验及性价比。此外,麦克风与骨振动相结合为越来越多的耳机厂家所采用,主要因其对空气波动不敏感,在风速较高的情况下依然能准确捕捉到语音信号,且其采用单颗麦克风,无需波束成形算法,方案的整体性价比高。

3.2.2、瞄准新兴消费市场,骨传导麦克风有望助力抢占市场份额

智能消费电子市场竞争加剧,公司 MEMS 声学传感器业绩暂时承压。公司的MEMS 声学传感器产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居、可穿戴设备等消费电子产品,终端具体品牌包括华为、传音、小米、三星、OPPO、联想、索尼等。2022 年,公司声学传感器实现销售收入2.32亿元,同比下降 19.25%,销售量为 3.5 亿颗,销售单价为0.66 元/颗。2022年下游手机相对不景气,MEMS 声学传感器的行业竞争加剧,销售价格承压,部分产品销售单价下降,导致 MEMS 声学传感器营收规模有所下降。

骨震动传感器基在硅衬底上加工形成微米级尺寸的弹性梁结构以及一定重量的质量块,构成振动敏感的力学结构。质量块上的电容极板与衬底上的电容极板构成梳齿形可动电容,当有振动施加到器件上时,质量块产生振动,带动电容梳齿产生振动,电容两极板之间间距变化,因此电容产生变化。公司根据 TWS 耳机发展的趋势,进行基于自有技术基础的骨传导麦克风研发,公司将对现有产品进行进一步升级,将现有模拟类的产品升级到数字化多轴功能,以满足 AR/VR 及小型化的穿戴应用的进一步需求。该产品支持超低功耗,在低功耗模式下耗电流不超过 80μA;具有超低噪声:低噪声模式下≤ 25μg/√Hz;具备语音唤醒等智能功能。

3.3、纵横发展,打造MEMS 平台型企业

3.3.1、纵向布局封测、晶圆制造产能,打造供应链优势

从芯片设计延伸到封测环节,以 MEMS 芯片为核心打造平台型企业。MEMS芯片设计和工艺同时构成 MEMS 企业的核心竞争壁垒。相较于IC封测,MEMS封测技术必须得依靠微加工,进行精细的加工,能达到想要的结构和功能,且每一款 MEMS 有独特的设计和对应的封装形式,工艺开发周期长,量产率较更低。为了成为“行业领先的 MEMS 芯片平台型企业”,公司首先选择具有市场容量或潜力较大的 MEMS 芯片种类进行研发,以芯片为核心,根据下游应用场景的需求,有针对性地在封装和测试端进行后段研发。全资子公司德斯倍成立于2019年,负责敏芯 MEMS 麦克风的封测。2021 年,德斯倍公司实现了收入0.84亿元,净利率为 5.33%,成功实现盈利。2022 年公司收入下降至0.73亿元,亏损0.12 亿元。随着公司销售规模的扩大,德斯倍的产能利用率有望提高,从而重新回到盈利空间。

持续投入研发,深耕 MEMS 封测领域。自德斯倍封测产线建成以来,公司产品的良率、产能及交付能力得到了大幅提升,使得公司得以更好地服务品牌客户。同时,公司在 MEMS 封测领域持续开展研发工作,以提高产品的性能和质量。在供应链方面,由于 MEMS 产品具有强大的工艺特性,公司一直秉承全产业链研发战略,从芯片设计、芯片制造工艺、封装结构设计、封装工艺研发、晶圆及成品检测等方面进行全面的研发工作,使得公司的主要产品在代际迭代上始终处于领先地位。

通过参股园芯微布局晶圆制造环节,满足新工艺、新产品研发及中试需求。2021年第一季度,公司与苏州工业园区产业投资基金等机构共同投资设立产业投资基金苏州园芯产业投资中心(有限合伙),对外投资苏州园芯微电子技术有限公司,公司通过苏州园芯产业投资(有限合伙)间接持有苏州园芯微30%股权。园芯微于 2021 年 4 月落户苏州工业园区,是一家拥有MEMS 传感器核心制造产线,以 fablite 模式运营的公司,2022 年 12 月首批晶圆下线。园芯微有利于加快公司新工艺、新产品的研发和中试需求,为公司参与MEMS 芯片的国际竞争奠定坚实基础。

3.3.2、横向拓展产品及应用领域,电子烟有望带来业绩增量

电子烟压力传感器市场需求增速较高。根根据Yole 的数据,2019年压力传感器在消费领域的市场规模约为 3.92 亿美元。其中,智能手机市场占据了主要份额,达到了 2.83 亿美元,电子烟市场约为 0.32 亿美元。预计到2026年,智能手机市场的相关需求将达到 3.27 亿美元,电子烟市场相关需求将达到0.61亿美元。根据 Yole 的预测,2020 年至 2026 年期间,智能手机市场的消费基数较高,将以 3.2%的年复合增长率稳步增长,而电子烟市场则预计以16.7%的年复合增长率增长。

中国电子烟行业市场增长迅速,出口市场表现尤其突出。据艾煤咨询数据显示,预计 2022 年中国电子烟行业市场规模将持续扩大,预计同比增速高达76.0%,市场规模将达到 255.2 亿元。同时,出口市场也将保持同样的增长趋势,预计2022 年将为 63.4%,市场规模则预计达到 1658.8 亿元。中国电子烟行业具有明显的发展前景和较大的市场潜力。

单颗 MEMS 差压传感器具有小巧,防水防油等性能,适配电子烟需求。公司单颗 MEMS 差压传感器可为电子烟提供吸力检测,器件膜片一侧接触气流通道,另一侧接触大气压力,可实现防水防油。相对于传统咪头,单芯片的使用可使整机设计更加紧凑,一致性:MEMS 微米级加工工艺,器件差异性小,并且出厂前校准测试,保证触发压力一致。

开发高中低端电子烟压力传感器产品,实现市场全覆盖。公司围绕电子烟领域,开发了包括流量计和流量开关在内的芯片及模组,应用于高、中、低端电子烟产品,可以实现对电子烟的全市场覆盖。针对国内客户,开发内容包括适合新国标、恒功率、低吸阻、新型电池、高安全性和支持蓝牙通讯功能的多种应用场景的产品。经过公司近三年的开发完善,公司特有的数字化产品在客户端应用中获得了传统产品难以实现 的优势,针对二次性电子烟的流量开关已经量产,并实现向品牌客户稳定地出货;针对一次性可充电电子烟市场,公司产品也实现逐步出货。

MEMS 惯性传感器市场持续增长,公司优化工艺提高出货量应对市场需求。从2017 年到 2022 年,公司的惯性传感器收入从 520.51 万元增长到1684.88万元,年复合增长率为 26.48%。根据敏芯股份招股说明书,其主要惯性传感器为三轴加速度传感器,用于智能手机翻转屏幕及电子游戏时进行姿势识别,在行车记录仪、可穿戴设备上也有着广泛应用。 2022 年,惯性传感器销量由于下游需求略有下降,但销售均价却有所上升,为0.74 元/颗,同比增长 3.91%。为了满足市场需求,公司2020 年导入了新的惯性传感器芯片工艺平台并继续优化工艺,提高了加速度传感器芯片的良率和产能,随着汽车和工业智能化的发展,MEMS 惯性传感器的应用场景将不断扩大,并因自动驾驶技术带来新的增长机遇。公司也在持续开展对新结构加速度传感器和陀螺仪的预研工作,并对车用惯性导航模组 IMU 进行研究和开发。

根据官网信息,公司在力传感器、流量传感器、红外热电堆传感器已推出产品:1)力传感器:公司力传感器主要用于称重,未来在消费电子、领域、建筑、工业和制造、机器人、医疗保健等应用也持续被开发,公司针对力传感器已推出产品 MST701; 2)流量传感器:公司已建立流量传感器芯片工艺平台,2021 年大流量传感器芯片获得客户认可开始批量出货,2022 年公司开发成功小流量传感器芯片并开始出货; 3)红外热电堆传感器:未来热电堆传感器芯片或在消费电子领域将产生新的应用场景,公司投入研发,2022 年完成了热电堆芯片工艺平台的搭建并实现出货。此外,公司在 MEMS 光学传感器核心元器件微振镜、微流控生物检测芯片、压感传感器芯片进行布局,公司从芯片上游溯源,选择下游市场容量或潜力较大的MEMS 芯片种类进行研发,触达更为广阔的市场空间。


(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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