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士兰微王敏昌博士：高起点的IDM传感器厂商，新增长曲线从何而来？ MEMS行业，作为基于集成电路技术演化而来的新兴子行业，这几年发展迅速。应用领域也在不断拓展，成为消费电子、智能汽车、航空航天、智慧生活、环境监测等领域的标配。 用MEMS工艺制造的 传感器 可以实现尺寸小型化，随之带来的是高集成度、低功耗、低成本、批量生产等优势，目前约占60%-70%的市场规模，已成为传感器领域的璀璨明星。 近几年从市场增速来看，MEMS传感器在国内市场几乎每年超过20%，即便是疫情爆发的2020年，其市场增速也达到了23%，是当年国家GDP增速的10倍，权威行业机构预计，到2023年中国MEMS市场规模将达千亿规模。 在我国，中高端MEMS传感器的受重视程度不亚于芯片和5G。近十年来，国家和多地政府出台了多项扶持政策，为国内MEMS行业的发展提供了良好的发展环境，行业研发和生产体系不断完善。 目前已有不少企业在探索前行中崭露头角，实现从0到1的突破，打破国外技术垄断。作为国内少有的IDM模式企业， 士兰微 电子（简称“士兰微”）便是其中之一，在产品技术创新和目标市场获得双赢。 日前，感知芯视界对士兰微MEMS总设计师王敏昌博士进行专访，话题围绕产品线实力、产业护城河建设、人才创新以及产业未来发展前景等展开，探析这个千亿蓝海市场的风向和机遇。 走IDM路线 竞逐千亿赛道 MEMS是利用 集成电路 制造技术和微机械加工技术，把微传感器、微执行器制造在一块芯片上的微型集成系统，呈现多学科交叉、产品高度定制化以及工艺技术门槛高等特点。 目前，MEMS传感器行业公认的商业模式主要有外购芯片封测模式、垂直分工制造(Fabless)模式和垂直整合制造(IDM)模式三种。 其中，IDM模式除自主设计传感器外，需配套大量传感器制造和封装测试所需设备，资金投入大，属于重资产企业。 随着制造技术和封装测试技术的提高，Fabless商业模式备受青睐。原因在于，Fabless 公司将晶圆制造环节外包，可以将有限的资源投入到IP、架构、验证等设计环节，从而实现整体的降本和增效。 但由于MEMS制程特殊、产品种类繁多及IP等因素考量，诸如 德州仪器 、意法半导体和 博世 等企业仍旧采用IDM模式，并占据MEMS市场的龙头地位。 士兰微成立于1997年，起步于芯片设计业务，但公司并不认同单纯的Fabless模式能构成可持续的竞争力。 “垂直分工是全球半导体产业发展的重要模式，但很多产品仍需要IDM的模式来实现更好的发展效果。因为IDM企业可以有更多、更宽泛的产品覆盖面积，包括在成本和研发效率上，有机会做得更好。”士兰微电子董事长陈向东曾经在媒体采访中，看好IDM。 图：杭州5、6、8吋制造基地 2001年起，士兰微开始进入硅芯片制造业务，不断将产线从最初的5/6吋升级到8吋和12吋，实现了芯片设计、制造、封测等环节的一体化布局，为后来发展成为MEMS IDM 供应商奠定了坚实的基础。 2010年，士兰微看准MEMS赛道潜力，开始投入大量资金，靠完整的MEMS团队，对加速度计、地磁传感器、 压力传感器 等一系列传感器产品进行开发，在6吋、8吋芯片生产线上实现了批量制造能力，并建立了封测产线，以百余项发明专利护航，走通了MEMS传感器的IDM发展之路。 王敏昌博士认为，“产品底层技术依赖自有产线进行工艺、材料等一些底层技术的研究，以及与器件设计的深度磨合，并将这些技术固化在产线上，这是IDM模式的一大特点。士兰微始终围绕这一特点，将其转化为产品优势。” 据了解，士兰微在超20年的产业深耕中，成功开发了三十多个传感器产品，其中加速度计等已大规模导入量产。多项产品和技术居于国内领先，其中，“单芯片六轴惯性传感器”具有国际领先水平，拥有41项发明/实用新型专利，获评2019年国家技术发明奖二等奖以及2018年陕西省科学技术奖一等奖奖项。 凭借持续的研发投入和坚持IDM模式所积累的技术优势，士兰微的MEMS传感器业务营收获得多年持续增长。 感知芯视界梳理士兰微近3年发布的财报数据获悉，2022年，士兰微MEMS传感器方面营收3.05亿元，虽受消费电子市场下行影响，仍同比增长15%。2021 年，MEMS 传感器产品营业收入突破 2.6 亿元，较上年增加 80%以 上。2020 年 MEMS 传感器营业收入突破 1.2 亿元，同比增加90%以上。 全系列产品多点开花 打开新增长曲线 查询资料获悉，MEMS的历史沿革可追溯至20世纪50年代，硅的压阻效应被发现后，学者们开始了对硅传感器的研究，直到20世纪80年代才开始真正实现产业化应用，迄今为止共经历了3次产业化浪潮。 第一次是20世纪80年代-90年代，安全气囊、轮胎压力检测系统等汽车应用促使MEMS传感器需求激增；第二次是20世纪90年代末-21世纪初，手机、小家电等消费电子的普及带动了产业发展；2010年至今，智能产品应用场景的日益丰富，推动了MEMS行业发展的第三次浪潮。 随之带动的是MEMS传感器的产品种类越来越多，运动、压力、 麦克风 、环境、光传感器等不断推向市场。yole报告分析，在整个市场中，消费电子、汽车和医疗成为了MEMS传感器的三大增长引擎。 而在上述领域，士兰微以IDM模式优势，布局了多系列MEMS传感器产品，赢得了目标市场的认可。 据王敏昌博士介绍，士兰微的MEMS产品包括压 力传感器 、加速度计、陀螺仪、麦克风、 温湿度传感器 、光感类传感器等，其中陀螺仪等产品已在 8 吋线上实现了批量产出。 据介绍，士兰微MEMS 传感器广泛应用于智能手机、智能手环和手表、平板电脑、行车记录仪、真无线立体声耳机等智能设备中。其中， 加速度传感器 进入国内主要的几家头部手机厂商。 未来，士兰微也志在更广袤的应用市场，加快向白电、工业、汽车等增量市场拓展，预计其产品出货量有望获得进一步增长。 抢占市场高地，企业的产品性能得要“出圈”。王敏昌博士着重提到，士兰微在产品功耗降低、性能提升、成本降低这三大性能上下足了功夫。 一方面，士兰微通过在MEMS/ASIC设计方面的努力，进一步缩小器件尺寸，实现功耗、性能、成本方面的综合提升，比如在ASIC芯片中增加温补功能等，显著提高了产品的性能。 另一方面，士兰微持续深挖底层技术能力，比如工艺质量、材料特性等，通过夯实这些底层核心技术能力，提升产品性能和品质，比如通过优化工艺降低材料的应力，已经将加速度计的零偏降低了三倍，而且这个指标还在持续提升。 “除此之外，士兰微还在制造产线的建设和优化方面下功夫，以此来提升产品品质，降低生产成本。”王敏昌博士补充道。 紧跟市场需求及时推出一系列新产品、新技术是创新实力的体现。 谈及企业如何保持持续的创新能力时，王敏昌博士说了这样一句话：“很多大的技术创新，往往不是发生在一个领域内，而是发生在多个技术领域的交界处，这是MEMS的一大特点。” 由此，我们得以了解到，士兰微除了通过相关制度保障外，内部也在不断打造人才创新的良好环境，鼓励设计、工艺、封装等产业链的技术人员自由探讨与磨合，让企业的内部创新成果水到渠来。 “给国内产品更多试用、试错的机会” 在需求牵引和创新技术的双轮驱动下，MEMS应用领域也愈加广泛，产业规模日渐扩大，本土MEMS传感器产业发展已成燎原之势。 据梳理获悉，深圳、苏州、北京、上海、武汉、郑州、无锡、蚌埠、成都、厦门等城市正在大力发展MEMS传感器产业，长三角、珠三角、京津、中部等区域已呈产业集聚之态。 不过，我国的MEMS传感器高端产品几乎全靠进口，80%的芯片依赖国外。此外，据赛迪顾问数据显示，国内市场依然为国外厂商主导，国内市场前 10 厂商占据的份额中属于国内厂商不到10%，这是不争的事实。买电子元器件现货上唯样商城。那么，在国产替代进程的趋势下，自主可控的国产供应链之路该怎么走呢？ 王敏昌博士指出，产业链建设和自主可控是大家一直讨论的问题，本土企业存在感弱的原因在于，产业链长、技术领域多、底层技术多都是大挑战。其次，以往国内对国外核心供应的依赖性强，国内产品没有足够多的应用机会。 “这些年国内MEMS产业变化挺大，主要原因是国外产品的供应问题。”王敏昌博士认为，本土传感器产业链国产化建设要获得长足发展，一方面国内的厂家要立足自身领域，不急不躁，持续投入，做好做精自身产品。另一方面，产业链上下游之间要互相扶持，给国内产品更多的试用、试错的机会。 来源：感知芯视界

8月16日消息，士兰微发布其2021年上半年业绩报告。 2021 年上半年，公司营业总收入为 330,849 万元，较 2020 年上半年增长 94.05%；公司营业利润为 47,023 万元，比 2020 年上半年增加 50,099 万元；公司利润总额为 46,936 万元，比 2020年上半年增加 49,981 万元；公司归属于母公司股东的净利润为 43,082 万元，比 2020 年上半年增加 1306.52%。 2021 年上半年，公司营业利润和利润总额均扭亏为盈，主要是因为：（1）2021 年上半年公司子公司士兰集昕公司 8 英寸芯片生产线保持较高水平的产出，芯片产量较去年同期有较大幅度的增长，产品综合毛利率提高至 18.35%，亏损大幅度减少。（2）2021 年上半年公司子公司士兰明芯公司 LED 芯片生产线基本处于满负荷生产状态，LED 芯片产量较去年同期有较大幅度的增长，产品综合毛利率提高至 6.87%，亏损大幅度减少。（3）士兰微（母公司）集成电路和分立器件产品销量较去年同期大幅度增长，产品毛利率提高至 23.94%，营业利润大幅度增长。 产量及销量分布情况 2021 年上半年，公司集成电路的营业收入为 11.20 亿元，较上年同期增长 108.19%，公司集成电路营业收入增加的主要原因是：公司各类电路新产品的出货量明显加快。 2021 年上半年，公司 IPM 模块的营业收入突破 4.1 亿元人民币，较上年同期增长 150%以上。国内多家主流的白电整机厂商在变频空调等白电整机上使用了超过1,800万颗士兰IPM模块，较上年同期增加 200%。 2021 年上半年，公司电控类 MCU 产品持续在众多领域得到了广泛的应用。基于公司自主研发的 V 代 IGBT 和 FRD 芯片的电动汽车主电机驱动模块，已在国内多家客户通过测试，并在部分客户开始批量供货。公司语音识别芯片和应用方案持续在国内主流的白电厂家的智能家电系统中推广，并得到较为广泛的应用。公司 MEMS 传感器产品营业收入突破 1.4 亿元，较上年同期增加 290%以上，加速度传感器等产品已在 8 吋线上实现了批量产出，单月出货量已接近3,000 万只。公司开发的针对智能手机的快充芯片组，以及针对旅充、移动电源和车充的多协议快充解决方案的系列产品，已在国内手机品牌厂商得到应用，出货量有显著提高。 2021 年，公司分立器件产品的营业收入为 17.09 亿元，较上年同期增长 85.64%。分立器件产品中，MOSFET、IGBT、IGBT 大功率模块（PIM）、肖特基管、稳压管、TVS 管、快恢复管等产品的增长较快，其中 IGBT 产品（包括器件和 PIM 模块）的营业收入突破 1.9 亿元，较上年同期增长 110%以上。公司的超结 MOSFET、IGBT、FRD、高性能低压分离栅 MOSFET 等分立器件的技术平台研发持续获得较快进展，产品性能达到业内领先的水平。 子公司营收状况 2021 年上半年，公司子公司士兰集成公司基本处于满负荷生产状态，总计产出 5、6 吋芯片122.25 万片，比上年同期增加 5.68%；士兰集成通过加强成本控制，加快产品结构调整，经营利润较上年同期有较大幅度的上升。根据美国市场调查公司 IC Insights 在 2021 年 2 月发布的不同圆片尺寸集成电路芯片制造企业的产能排名，公司“≦150mm Wafers”(6 英寸及以下)的芯片制造企业中，生产规模居全球第 2 位。 2021 年上半年，公司子公司士兰集昕公司总计产出 8 吋芯片 31.65 万片，比上年同期增加33.43%，实现营业收入 53,190 万元，较上年同期增加 59.90%。2021 年上半年,附加值较高的高压超结 MOS 管、高密度低压沟槽栅 MOS 管、大功率 IGBT、MEMS 传感器等多个产品实现大批量生产，产品毛利率提高至18.35%，并在二季度连续实现盈利。 2021 年上半年，公司子公司成都士兰公司硅外延芯片生产线保持了稳定的产出，其营业收入保持增长。截至目前，成都士兰公司已形成年产 70 万片硅外延芯片 (涵盖 5、6、8、12 吋全尺寸)的生产能力；2021 年下半年，成都士兰将加大 12 吋外延芯片生产线的投入，提升硅外延芯片生产能力。2021 年，成都士兰公司被工信部评选为第三批专精特新“小巨人”企业。 2021 年上半年，公司子公司成都集佳公司营业收入较上年增长 103.64%。截至目前，成都集佳公司已形成年产功率模块 7,000 万只、年产工业级和汽车级功能模块（PIM）80 万只、年产功率器件 9 亿只、年产 MEMS 传感器 2 亿只、年产光电器件 3,000 万只的封装能力。2021 年，成都集佳公司荣获“四川省新经济示范企业”称号、被工信部评选为第三批专精特新“小巨人”企业。 2021 年上半年，公司发光二极管产品（包括士兰明芯公司的 LED 芯片和美卡乐光电公司的LED 彩屏像素管）的营业收入为 2.94 亿元，较上年同期增加 110.84%。 2021 年上半年，士兰明芯公司 LED 芯片生产线基本处于满负荷生产状态，LED 芯片产量较去年同期有较大幅度的增长，产品综合毛利率提高至 6.87%，亏损大幅度减少。士兰明芯在巩固传统 LED 彩屏芯片市场份额的同时，加快了应用于高密度（COB）彩屏的倒装 Mini-LED 芯片和液晶屏智能区域背光的 Mini-LED 芯片研发和客户拓展；加快了高亮度 LED 照明芯片产品的开发，加快进入汽车照明、手机背光、景观照明等中高端芯片市场。 2021 年上半年，美卡乐光电公司 LED 封装生产线保持稳定运行，其“4 合 1”新产品在国内大客户端逐步上量，对小间距彩屏市场拓展也取得明显成效，营业收入较去年同期增长 74.38%，预计下半年其营业收入将继续保持增长。 2021 年上半年，厦门士兰明镓公司加快新产品开发，mini RGB 芯片和银镜芯片导入量产，已基本实现月产4 吋芯片 5 万片的产能。2021 年下半年，厦门士兰明镓公司争取尽快形成月产 4 吋化合物芯片 7 万片的生产能力。 2021 年上半年，厦门士兰集科公司总计产出 12 吋芯片 5.72 万片，6 月份芯片产出已达到 1.4万片，预计到年底可以实现月产芯片 3.5 万片的目标。上半年，厦门士兰集科公司进一步加大对 12吋芯片生产线的投入，争取在 2022 年四季度形成月产 12 吋圆片 6 万片的生产能力。 2021 年上半年，公司硅基 GaN 化合物功率半导体器件的研发在持续推进中，公司 SiC 功率器件的中试线已在二季度实现通线。