I elektronisk og elektrisk udstyr bruges sensorer til at opfange de originale fysiske signaler fra omverdenen, herunder lyd-, billede-, temperatur-, luftfugtigheds-, tryk- og lyssignaler mv., og konvertere disse fysiske signaler til elektriske signaler, typisk i form af af spænding/strøm. Traditionelle fysiske og kemiske sensorer opfanger kun eksterne signaler og har ikke computer- og behandlingsmuligheder. MEMS-sensorer baseret på processer af mikroelektromekaniske systemer (MEMS) bliver mere og mere populære i takt med, at produktionsprocesteknologi, størrelse og omkostningskrav stiger.

Blandt de omfattende anvendelser af sensorer fortjener smartphones særlig opmærksomhed. Både producenter af CMOS-billedsensor (CIS) og berørings-/fingeraftryksgenkendelseschip har fået enorme muligheder for udvikling. Blandt dem omfatter indenlandske repræsentative producenter OmniVision, Grid Kewei, Huiding Technology. Derudover er nogle smarte sensor-startups baseret på videnskabelig forskning og akademiske resultater også værdige opmærksomhed. Deres teknologiske gennembrud inden for lidar, optoelektronik og menneskelig sansning har også vundet venturekapitalens gunst.

MEMS sensor

MEMS er forkortelsen af ​​Micro-Electro-Mechanical System, som er et system, der integrerer mikrokredsløb og mikromaskiner på en chip efter funktionelle krav. MEMS er baseret på traditionelle halvlederteknologier såsom litografi og korrosion, integreret med ultra-præcisionsbearbejdning, kombineret med viden og tekniske grundlag inden for mekanik, kemi, optik og andre discipliner, således at en millimeter- eller mikronskala MEMS har præcis og komplet mekanisk, kemisk, optisk osv. funktionsstruktur. MEMS-enheder kan hovedsageligt opdeles i MEMS-sensorer og MEMS-aktuatorer, hvor sensorer er enheder, der bruges til at detektere og detektere fysiske, kemiske, biologiske og andre fænomener og signaler, mens aktuatorer bruges til at realisere mekanisk bevægelse, kraft og drejningsmoment og anden adfærd.

Figur 1: Funktionsprincippet for MEMS-sensor

MEMS sensor er en miniature sensor fremstillet af mikroelektronik og mikromekanisk teknologi. Den konverterer inputsignalet og udleder et andet overvågbart signal gennem mikrosensorelementet og transmissionsenheden. Sammenlignet med sensoren fremstillet ved den traditionelle proces, har den egenskaberne lille størrelse, let vægt, lav pris, lavt strømforbrug, høj pålidelighed, velegnet til masseproduktion, nem integration og realisering af intelligens. Generelt måles størrelsen af ​​en enkelt MEMS-sensor i millimeter eller endda mikrometer. Samtidig har de miniaturiserede mekaniske komponenter fordelene ved lille inerti, høj resonansfrekvens og kort responstid.

Figur 2: Kinas MEMS-markedsstruktur i 2019 efter applikation

Ifølge Yoles statistikker og prognoser vil den globale MEMS-markedsstørrelse i 2019 være 11.5 milliarder amerikanske dollars. I 2020 vil markedsvæksten aftage på grund af den globale nye kroneepidemi. Fra 2021 vil markedet genoptage væksten. Det forventes, at markedet vil nå op på næsten 17.7 milliarder i 2025. USD, med en CAGR på 7.4 % fra 2019 til 2025.

Med hensyn til produktstruktur er de fem bedste MEMS-sensorsegmenter radiofrekvens, tryk, mikrofon, accelerometer og gyroskop, der tegner sig for næsten 65%. Ifølge Yoles prognose inkluderer MEMS-sensorsegmenterne med en markedsstørrelse på mere end 1 milliard dollars i 2024 radiofrekvens, inertikombination, ultralydsfingeraftryk, tryk, mikrofon og inkjetprint.

Fra applikationsterminalernes perspektiv, drevet af tingenes internet og mobiltelefon 5G-erstatning, forventes det globale MEMS-forbrugermarked at vokse fra 6.87 milliarder USD i 2019 til 11.14 milliarder USD i 2025; drevet af stigningen i indtrængningsraten for smarte biler forventes automotive MEMS-markedsstørrelsen at vokse fra $2.18 milliarder i 2019 til $2.6 milliarder i 2025, med en CAGR på 3% i perioden. Derudover er markedsefterspørgslen inden for industri, medicin, kommunikation, forsvar og rumfart også stigende.

Kina har været det hurtigst voksende marked for MEMS i de seneste fem år. Ifølge statistikker fra CCID Think Tank er den kinesiske markedsstørrelse i 2019 omkring 60 milliarder yuan, hvilket tegner sig for omkring 54% af det globale marked; hjemmemarkedet fortsætter med at vokse hurtigere end verden, og det forventes, at Kinas MEMS-marked vil overstige 100 milliarder yuan i 2022.

Figur 3: Kina er det hurtigst voksende MEMS-marked i de seneste fem år

I 2019 var de ti største producenter på Kinas MEMS-marked Broadcom, Bosch, STMicroelectronics, Texas Instruments, QORVO, Hewlett-Packard, Knowles, NXP, Goertek og TDK, hvoraf amerikanske virksomheder tegnede sig for 54 %. Det kinesiske firma Goertek pressede sig ind i top ti, og AAC Technology blev nummer 22. På nuværende tidspunkt er den samlede skala af indenlandske MEMS-sensorproducenter ikke stor. Bortset fra Goertek og AAC, hvis årlige omsætning er mere end 100 millioner US-dollars, er den årlige omsætning for lokale MEMS-sensorproducenter som MEMSIC, Mattel Technology og Xinao Microelectronics alle under 60 millioner US-dollars, og den samlede skala er lille.

mit lands indenlandske forsyningskapacitet er utilstrækkelig, især avancerede produkter er næsten udelukkende leveret af import, og 80 % af chips er afhængige af udlandet; den resterende andel er kun koncentreret i hænderne på nogle få børsnoterede virksomheder, såsom Goertek, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Silan Five-virksomheder, herunder Micro og Jinlong Electromechanical, optager mere end 40% af det indenlandske MEMS-marked; 70% af de indenlandske MEMS-virksomheder er små og mellemstore virksomheder, og deres produkter er hovedsageligt koncentreret i low-end og middle-end produkter. Generelt er den nuværende status for mit lands MEMS-sensorvirksomheder, at konkurrencen inden for low-end produkter er hård, men der er ingen konkurrenceevne i konkurrencen af ​​high-end produkter.

Da MEMS-industrien er grundlaget for udviklingen af ​​videnskab og teknologi i den nye æra, og den politiske støtte er stærk, stiger Kinas MEMS-industris investerings- og finansieringssager år for år, både med hensyn til mængde og beløb. Beløbsmæssigt er investeringsbeløbet i 2019 omkring det dobbelte af 2018. Selvom den samlede investering på det primære marked er kold, er investeringen i MEMS-industrien fortsat med at vokse.

Fra underafdelingernes perspektiv har de fire felter MEMS+AI, RF MEMS, optoelektroniske MEMS og biologiske MEMS det største antal og mængden af ​​investeringssager. Den betydelige stigning i antallet og mængden af ​​investeringer indikerer, at kapitalmarkedet er mere opmærksom på MEMS-industrien. Med hensyn til geografisk fordeling toppede Beijing, Guangdong, Shanghai, Zhejiang og Jiangsu listen med hensyn til antallet af investeringssager.

Grundlæggende statistik for indenlandske sensorchipproducenter

Aspencores "Electronic Engineering Album" analytikerteam gennemførte en førstehåndsundersøgelse og netværkskompilering af lokale sensorchipproducenter i Kina og udvalgte 40 virksomheder fra mange virksomheder, herunder kerneteknologier, repræsentative produkter, applikationsløsninger og målmarkeder. dimension blev analyseret.

Dette er en del af China Fabless-serien af ​​forsknings- og analyserapporter. Interesserede venner kan tjekke andre typer forskningsrapporter eller kontakte os direkte. Udgivne forskningsrapporter omfatter:

1. Rangordning af 30 børsnoterede virksomheder i Kinas IC-designindustri efter omfattende styrke Statistik 6. Forskningsrapport om 20 indenlandske analoge/blandede signalchipproducenter 7. Forskningsrapport om 30 indenlandske producenter af digitale chip (CPU/FPGA/lagring)

På det kommende China IC Leaders Summit vil vi vælge Top 10 fra hver kategori for at danne China Fabless 100-listen. Blandt disse 40 sensorchipproducenter er 13 nystartede virksomheder blevet inkluderet i "50 Chinese IC Design Start-up Companies Survey and Statistical Compilation", herunder: Qipuwei Semiconductor, Ruisizhixin, Hainawei, Baiweishen Technology, Titanium Technology, Zhongke Fusion, Luowei Technology, Yijian Technology, Sidian Micro, Juxin Microelectronics, General Micro Technology (GMEMS), Titanium Technology, Zhongke Galaxy Core. Derfor er det kun de resterende 27 virksomheder, der tælles og analyseres i denne rapport.

Tabel 1: Liste over grundlæggende oplysninger om 40 indenlandske producenter af sensorchips

Blandt de 40 sensorchipproducenter er der 3 billedsensorvirksomheder (CIS); 7 berørings-/fingeraftryksgenkendelse/berøringssensorvirksomheder; 2 RF MEMS virksomheder; 19 MEMS-sensorvirksomheder; 4 optiske/LiDAR virksomheder ; og andre smarte sensorvirksomheder.

Med hensyn til geografisk fordeling er der udover Beijing, Shenzhen og Shanghai også mange MEMS-sensorproducenter i Suzhou og Wuxi. Suzhou Industrial Park er blevet den region med den højeste koncentration af nanoindustri og talenter i Kina og er blandt de otte største nanoindustriklynger i verden. MEMS-afdelingen af ​​China Semiconductor Industry Association afholdt også "China MEMS Manufacturing Conference" i Suzhou for at samle globale MEMS-fremstillingsindustriressourcer, styrke forbindelsen mellem hele industrikæden såsom MEMS-design, R&D, forarbejdning og fremstilling, pakning og testning , og fremme industrielle ressourcer med MEMS-fremstilling som hovedlinjen. Vertikal integration accelererer gennembrud i udviklingsflaskehalsen for mit lands MEMS-produktionsfelt.

Derudover er de fleste sensorproducenter, der indgår i denne rapport, små og mellemstore virksomheder, hvoraf 7 er opført på listen eller er i gang med at søge ind i Science and Technology Innovation Board. Blandt MEMS-producenter inkluderer vi ikke virksomheder, der fokuserer på forarbejdning og fremstilling, såsom Goertek, AAC, Crystal Optoelectronics, Hanwei Electronics, Silan Microelectronics og Jinlong Electromechanical.

Oplysninger om 27 indenlandske sensorchipproducenter

Nedenfor vil vi vise disse 27 virksomheder én efter én med hensyn til kerneteknologier, hovedprodukter, målmarkeder og konkurrencefordele.

Howe Group

Kerneteknologier: CMOS billedsensorteknologi, Pure Cel og Pure Cel Plus teknologi, High Dynamic Range (HDR) teknologi, Camera Cube Chip teknologi

Hovedprodukter: CMOS-billedsensor, mikrobilledmodulpakke (CameraCubeChip), flydende krystal på siliciumprojektionsskærm (LCOS), dynamisk synssensor og ASIC-chips til specifikke applikationer.

Applikationer: Smartphones, tablets, bærbare computere, webcams, sikkerhedsovervågningsudstyr, digitale kameraer, bilindustrien og medicinske billedbehandlingsapplikationer.

Målmarked: mobiltelefon, bil, sikkerhed, medicinsk og andre områder.

Goodix teknologi

Kerneteknologi: optisk fingeraftryksgenkendelsesteknologi under skærmen (IN-DISPLAY FINGERPRINT SENSOR), skærmberøringsteknologi, smart touch, teknologi for menneskelig pulssensor

Vigtigste produkter: produkter til genkendelse af fingeraftryk, produkter til interaktion mellem mennesker og computere, pulssensorer, lydafkodning og forstærkere, BLE Bluetooth-chips, smarte haptiske drivere

Ansøgningsskema: levende fingeraftryksidentifikationsskema, IFS fingeraftryksidentifikation og berøringsintegrationsskema, dækkende fingeraftryksidentifikationsskema, belægningsfingeraftryksidentifikationsskema, in-ear-detektionsskema, stemme- og lydskema

Målmarkeder: Smartphones, tablets, bærbare computere, Home Touch, biler osv.

Zhaoyi Innovation

Kerneteknologi: multi-touch chip-teknologi, tryk-type fingeraftryksgenkendelsessensor, optisk fingeraftryksgenkendelsesteknologi under skærmen, ultralydsgenkendelsesteknologi

Vigtigste produkter: biometrisk sensor SoC chip; kapacitiv, ultralyd, optisk tilstand fingeraftryksgenkendelseschip; indlejret biometrisk sensor; selv- og gensidig kapacitet touch screen kontrol chip

Ansøgningsskema: optisk fingeraftryksgenkendelsesskema under skærmen, ultralydsskema

Målmarked: Smartphones, tablets, bærbare computere, smarte hjem osv.

vestlige kentaurer

Kerneteknologi: MEMS smart sensorchip produktionslinje og MEMS enhedsbehandlingsplatform

Hovedprodukter: MEMS, ASIC og mikrofluidiske medicinske chips; trykchipserier, infrarøde termopælchips, ladningsforstærkerchips, laserdiodechips; accelerationssensorer, tryksensorer, smøreoliesensorer

Anvendelsesskema: mekanisk fejldiagnosesystem, intelligent vindkraftsystem, intelligent strømsystem osv.

Målmarkeder: Kontrol og overvågning af civil luftfart, energi, medicin, transport og industrielt udstyr.

Minxinwei

Kerneteknologi: MEMS / ASIC chip, MEMS trykføling

Hovedprodukter: MEMS siliciummikrofoner, tryksensorer og accelerometre

Målmarked: bærbare enheder, mobiltelefoner/tablets, bilelektronik, Bluetooth-headset osv.

Nano Core Micro

Kerneteknologier: MEMS, højspændingsisolering, blandet signalkædebehandling og sensorkalibrering

Vigtigste produkter: temperatursensor, intelligent tryksensor, sensorsignalkonditioneringschip, powerdriver og interfacechip

Applikationsløsninger: Sensorsignalbehandlingsløsninger til automobilapplikationer; Sensorsignalbehandlingsløsninger til industrielle applikationer; Sensorsignalbehandlingsløsninger til hårde hvidevarer; MEMS sensorløsninger til forbrugerelektronik

Målmarked: forbrugerelektronik, smart home, industriel kontrol, bilelektronik osv.

Gekewei

Kerneteknologi: Højtydende tredjegenerations CIS-emballageteknologi baseret på lodde COB

Vigtigste produkter: CMOS billedsensor, DDI display chip

Ansøgningsskema: hovedkamera, frontkamera og multikamera-underkamera til smartphone; mobil skærmdriver, skærmdriver til bærbar enhed, skærmdriver til industriel kontrol; køreoptager, in-car kamera, 360-graders surround view, baglæns visning og førertræthed Automotive applikationsløsninger såsom registrering; kameraløsninger til notebook/USC/smart screen TV.

Målmarked: mobiltelefon, smart wear, mobilbetaling, tablet, notebook, kamera og bilelektronik og andre produktområder.

SmartWay

Kerneteknologier: fuldfarve-natsynsteknologi, SFCPixel-patenteret teknologi, global eksponeringsteknologi af Stack BSI, fokuseret videobilleddannelse HDR-teknologi, QCell TM + LFS-teknologi, AI-sensorteknologi, Smart AECTM-teknologi, nær-infrarød forbedring

Hovedprodukter: AI-serien, AT-serien, GS-serien, IoT-serien, CS-seriens billedsensorer

Anvendelsesskema: sikkerhedsovervågning applikationsfelt visuel billeddannelse, maskinsyn applikationsskema, intelligent transportsystem applikation, driver status overvågning DMS applikation skema, høj billedhastighed CMOS billedsensor + 3D genkendelse

Målmarked: sikkerhedsovervågning, bilbilleder, maskinsyn og forbrugerelektronik; nye anvendelsesområder såsom kunstig intelligens, mobil billedbehandling, køretøjselektronik osv.

North Microsystems

Kerneteknologier: Tyndfilm Bulk Acoustic Resonator (FBAR) teknologi, Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) produktionsteknologi ved hjælp af silicium substrater

Vigtigste produkter: FBAR RF filter, RF front-end MEMS filter chip

Anvendelsesløsninger: Trådløse RF-filtre, duplekser- og multiplekserløsninger, BAW RF-løsninger

Målmarked: trådløs kommunikation, mobilterminal og basestation.

Ximewei Nano

Kerneteknologi: Hierarkisk og integreret designteknologi af RF MEMS-switche og RF MEMS-baserede filtre, smarte antenner og faseskiftere

Vigtigste produkter: RF MEMS switche, faseskiftere, dæmpere

Målmarked: trådløs kommunikation.

Shendi Semiconductor

Kerneteknologi: seksakset inertimåleenhed (IMU), MEMS-gyroskop

Vigtigste produkter: seks-akse inerti måling enhed (IMU) serie produkter

Målmarked: IOT-applikationer som smartphones og smarte hjem.

Mizuki Zhixin

Kerneteknologi: MEMS gyroskop og accelerometer

Vigtigste produkter: MEMS gyroskop, MEMS accelerometer

Målmarked: Marked for forbrugerelektronik.

Minghao Sensing

Kerneteknologi: 3D CMOS-MEMS procesteknologi,

Hovedprodukter: accelerationssensor, smart skridttællerchip, siliciummikrofon, gyroskop, tryksensor og magnetisk sensor

Applikationsløsninger: håndholdte enhedsapplikationsløsninger, bevægelsesregistrering, smart hjem, bilelektronik, industriel automation, smart medicinsk

Målmarked: forbrugerelektronik, automobilelektronik, industriel automation og luftfart og andre områder.

Elsker Core Micro

Kerneteknologi: smart fingeraftrykssensor, ansigtsgenkendelse og venegenkendelse

Vigtigste produkter: fingeraftrykssensor chip, driver chip

Ansøgningsordning: ordninger som ansigtsgenkendelse og venegenkendelse

Målmarked: IoT-markeder såsom smarte dørlåse.

Mindray

Kerneteknologi: Fjerde generations fingeraftrykssensorteknologi

Vigtigste produkter: fingeraftrykssensor chip og informationssikkerhed chip

Anvendelsesskema: smart dørlås

Målmarked: Sikkerhedsmarked

Gnawell

Kerneteknologi: mikro-inertial navigation indendørs positioneringsteknologi, mikro-inertial navigationssystem og multi-sensor fusion

Vigtigste produkter: højpræcision MEMS-IMU, mikro-inertial navigationspersonalepositioneringsmodul

Ansøgningsskema: brand/nødsøgnings- og redningspositioneringssystem, "micro inertial navigation + UWB" robot/AGV positioneringssystem, værksted/anlægspersonale og udstyr præcist positioneringssystem, byggeplads/havn/power personel positioneringssystem, laser SLAM robot positionering og navigations system

Målmarked: brandslukning, droner, autonom kørsel, indendørs positionering mv.

Kernemikroelektronik

Kerneteknologi: MEMS emballageteknologi

Vigtigste produkter: siliciumbaserede mikrofoner, MEMS tryksensorer, MEMS accelerometre, MEMS optiske kontakter, MEMS luftventiler, MEMS mikrofluidchips, MEMS mikrofoner og MEMS enheder såsom MEMS gyroskoper.

Ansøgningsordning: mobiltelefon, computer, e-bog, medieafspiller

Målmarked: forbrugerelektronik, medicinsk, industriel kontrol og bilelektronik og andre områder.

MEMSIC

Kerneteknologi: enkelt-chip kapacitiv accelerometerteknologi, AMR-sensorteknologi

Vigtigste produkter: termisk accelerometer, AMR geomagnetisk sensor, kapacitiv accelerometer, mikro-power Hall switch og andre produkter.

Applikationer: Smartphones, bærbare computere/tablets, smarture/remme, biler, motorcykler, droner, TWS-headset, elværktøj/legetøj, smarte dørlåse.

Målmarkeder: Automotive, Industrial, Wearables, Smart Home og Consumer Electronics.

Mattel teknologi

Kerneteknologi: 6-tommer MEMS-proceslinje

Vigtigste produkter: MEMS-inertialenheder og -systemer, MEMS-sensorer, bilsensorer, tryksensorer, radiofrekvens (RF) MEMS-enheder osv.

Målmarkeder: rumfart, højhastighedstog, biler, autonom kørsel, kommunikation, jordskælvsovervågning, Internet of Things, smarte byer, smarte husholdningsapparater osv.

Huajing Sensing

Kerneteknologi: højeffektiv piezoelektrisk tyndfilm og avanceret siliciumhalvleder mikroelektromekanisk system (MEMS) mikrobearbejdningsteknologi

Vigtigste produkter: siliciummikrofon, ultralydssensor, accelerationssensor

Målmarked: IoT, industriel sensing, forbrugerelektronik mv.

Dragon Micro Technology

Kerneteknologi: MEMS-specifikt simuleringsdesign

Vigtigste produkter: MEMS tryk-, temperatur-, fugtighedssensorer

Målmarked: bilelektronik, medicinsk elektronik, high-end udstyrsfremstilling og andre områder.

Fein mikroelektronik

Kerneteknologi: pakketeknologi til processtressmodel, effektiv batchkalibreringstestalgoritme,

Vigtigste produkter: forskellige automotive tryk- og differenstryksensorer, industriel kontrololiefyldte kerner, gasmålertemperatur- og tryksensorer, vandtrykssensorer og andre MEMS-sensorer og systemprodukter.

Målmarked: bilindustrien, IoT, smart home og industriel kontrolindustri.

mikro yuan æra

Kerneteknologi: SOG MEMS følsom strukturbehandlingsteknologi

Vigtigste produkter: silicium-baseret MEMS accelerometer MUA100, MUG-serien gyroskop, silicium-baseret MEMS inertial måleenhed MUS600

Målmarked: ubemandet, ubemandet luftfartøj, elektronisk kompas, geologisk udforskning mv.

Kernemikrosystem

Kerneteknologi: sensorchips såsom diffuserede siliciumtryksensorer og deres emballeringsteknologi

Vigtigste produkter: automotive tryksensorer og medicinske tryksensorer

Målmarked: industrier som bilindustrien og medicinalindustrien.

Dual Bridge Sensing

Kerneteknologi: MEMS piezoresistiv trykfølende teknologi

Hovedprodukt: MEMS tryksensor

Målmarked: sprængningsfelt, bilapplikation, motortest, avanceret udstyr osv.

At kende Micro Sensing

Kerneteknologi: MEMS mikro-galvanometer teknologi

Vigtigste produkter: MEMS mikro-galvanometer chip, MEMS solid-state lidar

Anvendelsesskema: Dkam-seriens 3D-kameraløsning

Målmarked: 3D-scanning, industriel inspektion, logistiksortering, størrelsesmåling, 3D-ansigtsgenkendelse, maskinsyn og andre områder.

Fushi teknologi

Kerneteknologier: 3D-struktureret lysansigtssensorteknologi, fingeraftrykssensorteknologi under LCD-skærm, AI og maskinsyn

Vigtigste produkter: visuel sensor chip, fingeraftryk chip under LCD-skærm

Ansøgningsskema: optisk fingeraftryk under mobiltelefonens skærm, ansigtsgenkendelse smart lås, smart adgangskontrol, ansigtsbetaling, rummodellering osv.

Målmarked: mobiltelefon, smart dørlås, økonomisk betaling, industriel kontrol, smart hjem, smart city.

Epilog

Selvom der er mange indenlandske sensor- og MEMS-chipproducenter, konkurrerer de fleste af dem på det laveste marked. Ud over de relativt koncentrerede sensorproducenter af billedsensorer og fingeraftryksgenkendelse til smartphone-markedet er andre sensorproducenter til industriel kontrol og overvågning, køretøjstransport og energi relativt spredte, og deres omfattende styrke og markedspositionering er ikke særlig fremtrædende. Inden for bilelektronik og det spirende Internet of Things-marked vil startups centreret om smarte sensorer og lidar-teknologi indlede større udviklingsrum med støtte fra venturekapital og lokale regeringer.

Bemærk: Denne artikel er gengivet fra Gu Zhengshus "Electronic Engineering Album", som understøtter beskyttelsen af ​​intellektuelle ejendomsrettigheder. Angiv venligst originalkilden og forfatteren til genoptrykket. Hvis der er nogen overtrædelse, bedes du kontakte os for at slette den.