意法半导体和博世瓜分 我国手机加速度传感器自给率仅有10%

大家熟知的微信“摇一摇”，背后实现这一功能的是加速度计或者陀螺仪传感器芯片。但去年我国出货的5亿部手机中这两种传感器的国产化率仅为10%和0。

 

“花了多年的时间，我们完成了研发，也实现了小批量生产。”陀螺仪设计企业水木智芯科技(北京)有限公司总经理刘雪松说，“尽管我国有六七条相关的中试生产线，但是目前没有一家能够帮助我们实现大规模量产。”

 

手机加速度传感器自给率仅有10%

 

与水木智芯相比，苏州明皜传感科技有限公司的境况要好得多。加速度计和陀螺仪同属于应用在手机中的惯性传感器，该公司从事加速度计的研发和销售，2015年出货量达到5000万颗。按照2015年国产手机出货量5亿部计算，该公司国内市场占有率达到10%。

 

但是，由于仅有这一家国内加速度计供应商，所以我国手机加速度传感器的自给率也仅有10%。

 

    “其实我们的制造环节也面临很大的问题，只能靠海外企业代工生产。”该公司董事、副总经理吴炆皜坦言，“即便依托全球最先进级的晶圆代工厂，一片晶圆的 良率从10%提高到90%花了两年时间，每片晶圆的良率提高到95%以上又花了两年时间，而这样的良率仅能保证不亏本。”

 

    实际上，得益于母公司固锝收购美国明锐公司，苏州明皜对制造工艺的积累可以上溯到2005年。

 

    没有在制造工艺方面的多年积累，水木智芯难以承受海外代工的高额费用。“摆在我们面前的路有两条，一是把器件做得更小来降低成本。目前三轴陀螺仪可做到 和世界先进水平的意法半导体同类产品性能相当，且尺寸还小1/3。”刘雪松说，“但即便这样也只是勉强具备了出货能力，完全不挣钱。”水木智芯的另一条 路，就是苦等国内产线工艺成熟。

 

    全球惯性传感器市场主要被几个巨头瓜分

 

    以上所说的制造工艺即MEMS工艺。该工艺以半导体微细加工技术和超精密机械加工技术为基础，集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、接口等于一体。

 

    2010年时陀螺仪在智能手机中的采用率仅为9%，如今几乎每部手机都会用到一到两个陀螺仪。一部中高端智能手机采用的MEMS传感器已多达十几颗，包 括组合惯性导航传感器(陀螺仪、加速度计、磁力计)、压力计、振荡器、CMOS图像传感器、RF元件、硅麦克风、指纹传感器等。

 

    当下的全球消费类惯性传感器市场主要被国际巨头所瓜分。意法半导体和博世抓住了组合惯性传感器这一巨大市场迅速成为MEMS厂商的龙头。目前意法半导体处于消费类惯性传感器的领导地位，占据四成市场份额，博世占据一成份额。

 

    应美盛作为全球前20大MEMS企业中完全以MEMS器件为主的企业，专注于消费电子用MEMS产品，凭借先进的设计及运动感测应用平台占据一成以上的市场份额，而且目前仍然还处于上升势头。旭化成的市场份额和应美盛相当，其余的诸多企业只剩下20%多的市场空间。

 

    赛迪智库集成电路研究所副所长林雨说，MEMS产业链和集成电路相似，也分为设计、制造、封测、设备等环节。但由于其具有微机械的结构特征，需要有别于 IC的独特加工技术，目前我国虽然已经建成了一些MEMS生产线，但是在工艺制程研发上相对落后，主要瞄准能够大批量生产的低端MEMS产品，难以承担特 殊工艺生产。

 

    他说，国内MEMS产业虽然正在快速崛起中，但是与国外先进水平相比仍有不小差距，产业链整体上比较落后。受MEMS工艺、制造 技术的制约，整个芯片产业基础薄弱，MEMS产业链上缺乏规模企业，初创型设计企业居多。相比起国际主流企业，国内MEMS企业出货量都比较小，没有积累 起大规模市场验证反馈的经验，在可靠性、稳定性等规模生产工艺技术方面差距巨大。

 

    同时，MEMS和IC芯片一样，具有很强的规模效应，国内企业的出货量不大，导致整个产业链特别是前端流片等环节加工能力比较薄弱，一致性、生产重复性都不能满足设计的加工要求。因此，整个MEMS产业链均处于投入阶段，盈利比较困难。

 

    我国应注重人才培养和工艺研发

 

    国内的六七条MEMS中试线，水木智芯大部分都有过接触。“在理念上和国外企业有差距。”刘雪松表示，“硬件方面很舍得花钱，都是进口的高端设备，动辄几亿元。但在技术、人才方面的投入相对来说就很不够。”

 

    但是传感器的制造，看的不光是设备，更取决于代工企业的加工水平。“一条生产线的投资需要十几亿元，一个晶圆代工厂里要配套几十个设计师，这不是我们设 计企业能够负担的。”吴炆皜建议，“对于国内各地在建的生产线来说，要把眼光从设备转移到人才培养和工艺研发上，特别是要培养具备晶圆厂管理经验的人 才。”

 

    消费电子市场用传感器的最大特点就是总量大、单价低，2016年苏州明皜出货量有望翻倍，有望突破1亿颗。“我们立足国内市场，目标也 是在国内上市，迫切需求在我国大陆整合从设计到制造的各个环节，来进一步降低成本。”吴炆皜说，“我们希望和国内代工企业通力合作，尽快让我国大陆具备高 端传感器的制造能力。”

 

    “如果够快的话，我国大陆产线应该会在一到两年内有所突破。”刘雪松说，“我们会坚持到那个时候。”