國內產線不成熟 國產慣性傳感器靠海外企業代工
http://www.moduwu.com 2016-03-21 11:40 來源：中國電子報
大家熟知的微信“搖一搖”，背后實現這一功能的是加速度計或者陀螺儀傳感器芯片。但去年我國出貨的5億部手機中這兩種傳感器的國產化率僅為10%和0。
“花了多年的時間，我們完成了研發，也實現了小批量生產。”陀螺儀設計企業水木智芯科技（北京）有限公司總經理劉雪松說，“盡管我國有六七條相關的中試生產線，但是目前沒有一家能夠幫助我們實現大規模量產。”
手機加速度傳感器
自給率僅有10%
與水木智芯相比，蘇州明皜傳感科技有限公司的境況要好得多。加速度計和陀螺儀同屬于應用在手機中的慣性傳感器，該公司從事加速度計的研發和銷售，2015年出貨量達到5000萬顆。按照2015年國產手機出貨量5億部計算，該公司國內市場占有率達到10%。
但是，由于僅有這一家國內加速度計供應商，所以我國手機加速度傳感器的自給率也僅有10%。
“其實我們的制造環節也面臨很大的問題，只能靠海外企業代工生產。”該公司董事、副總經理吳炆皜坦言，“即便依托全球最先進級的晶圓代工廠，一片晶圓的良率從10%提高到90%花了兩年時間，每片晶圓的良率提高到95%以上又花了兩年時間，而這樣的良率僅能保證不虧本。”
實際上，得益于母公司固锝收購美國明銳公司，蘇州明皜對制造工藝的積累可以上溯到2005年。
沒有在制造工藝方面的多年積累，水木智芯難以承受海外代工的高額費用。“擺在我們面前的路有兩條，一是把器件做得更小來降低成本。目前三軸陀螺儀可做到和世界先進水平的意法半導體同類產品性能相當，且尺寸還小1/3。”劉雪松說，“但即便這樣也只是勉強具備了出貨能力，完全不掙錢。”水木智芯的另一條路，就是苦等國內產線工藝成熟。
全球慣性傳感器市場
主要被幾個巨頭瓜分
以上所說的制造工藝即MEMS工藝。該工藝以半導體微細加工技術和超精密機械加工技術為基礎，集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、接口等于一體。
2010年時陀螺儀在智能手機中的采用率僅為9%，如今幾乎每部手機都會用到一到兩個陀螺儀。一部中高端智能手機采用的MEMS傳感器已多達十幾顆，包括組合慣性導航傳感器（陀螺儀、加速度計、磁力計）、壓力計、振蕩器、CMOS圖像傳感器、RF元件、硅麥克風、指紋傳感器等。
當下的全球消費類慣性傳感器市場主要被國際巨頭所瓜分。意法半導體和博世抓住了組合慣性傳感器這一巨大市場迅速成為MEMS廠商的龍頭。目前意法半導體處于消費類慣性傳感器的領導地位，占據四成市場份額，博世占據一成份額。
應美盛作為全球前20大MEMS企業中完全以MEMS器件為主的企業，專注于消費電子用MEMS產品，憑借先進的設計及運動感測應用平臺占據一成以上的市場份額，而且目前仍然還處于上升勢頭。旭化成的市場份額和應美盛相當，其余的諸多企業只剩下20%多的市場空間。
賽迪智庫集成電路研究所副所長林雨說，MEMS產業鏈和集成電路相似，也分為設計、制造、封測、設備等環節。但由于其具有微機械的結構特征，需要有別于IC的獨特加工技術，目前我國雖然已經建成了一些MEMS生產線，但是在工藝制程研發上相對落后，主要瞄準能夠大批量生產的低端MEMS產品，難以承擔特殊工藝生產。
他說，國內MEMS產業雖然正在快速崛起中，但是與國外先進水平相比仍有不小差距，產業鏈整體上比較落后。受MEMS工藝、制造技術的制約，整個芯片產業基礎薄弱，MEMS產業鏈上缺乏規模企業，初創型設計企業居多。相比起國際主流企業，國內MEMS企業出貨量都比較小，沒有積累起大規模市場驗證反饋的經驗，在可靠性、穩定性等規模生產工藝技術方面差距巨大。
同時，MEMS和IC芯片一樣，具有很強的規模效應，國內企業的出貨量不大，導致整個產業鏈特別是前端流片等環節加工能力比較薄弱，一致性、生產重復性都不能滿足設計的加工要求。因此，整個MEMS產業鏈均處于投入階段，盈利比較困難。
我國應注重
人才培養和工藝研發
國內的六七條MEMS中試線，水木智芯大部分都有過接觸。“在理念上和國外企業有差距。”劉雪松表示，“硬件方面很舍得花錢，都是進口的高端設備，動輒幾億元。但在技術、人才方面的投入相對來說就很不夠。”
但是傳感器的制造，看的不光是設備，更取決于代工企業的加工水平。“一條生產線的投資需要十幾億元，一個晶圓代工廠里要配套幾十個設計師，這不是我們設計企業能夠負擔的。”吳炆皜建議，“對于國內各地在建的生產線來說，要把眼光從設備轉移到人才培養和工藝研發上，特別是要培養具備晶圓廠管理經驗的人才。”
消費電子市場用傳感器的最大特點就是總量大、單價低，2016年蘇州明皜出貨量有望翻倍，有望突破1億顆。“我們立足國內市場，目標也是在國內上市，迫切需求在我國大陸整合從設計到制造的各個環節，來進一步降低成本。”吳炆皜說，“我們希望和國內代工企業通力合作，盡快讓我國大陸具備高端傳感器的制造能力。”
“如果夠快的話，我國大陸產線應該會在一到兩年內有所突破。”劉雪松說，“我們會堅持到那個時候。”
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