物联网MEMS传感器行业分析报告.docx
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物联网MEMS传感器行业分析报告
2015年物联网MEMS传感器行业分析报告
2015年7月
“物联网”大趋势已经确立:
随着《中国制造2025》规划的发布,物联网的概念正式以官方的文件走入千百万的视野。
在居民收入水平提升刺激消费升级需求的拉力下,在电子信息技术快速进步的推力下,在大企业以开拓者身份的积极参与下,在活跃资本市场和积极产业政策的催化下,预计物联网产业将会呈现一种大踏步式前进的态势。
据预测,2015年全球物联网市场规模为3500亿美元,较2014年增长25%。
我国方面赛迪智库的预测结果为2015年规模将达到7500亿元,增长25%。
整个“物联网”市场将继续保持良好增长态势。
MEMS传感器正在崛起:
传感器作为智能设备的必备基础器件,会随着整个物联网市场的发展迎来巨大的机遇。
而MEMS传感器因为体型小、性能稳定、灵敏度高等优点,符合新时代智能传感技术的要求,注定将会成为这波行情中的明星。
预计未来5年,中国传感器市场的年复合增长率将达到30%左右,市场规模大、机会多。
并且,根据YoleDevelopment统计数据显示,2014年消费电子市场和汽车电子市场是MEMS传感器需求的主要领域。
我们预计这种格局在未来两年内不会发生大变化,因此建议继续关注涉足消费电子领域和汽车电子领域的传感器企业。
MEMS封装领域有看点:
随着半导体制造技术的发展,MEMS传感器芯片已经不再是制约MEMS传感器产业发展的因素了,真正制约整个行业发展的恰好是MEMS传感器封装工艺,这主要是因为传感器种类的多样性,以及MEMS传感器封装的高要求。
据相关资料显示,MEMS传感器封装环节成本占比达到50%-90%,所以只要MEMS传感器市场增长,封装企业就有机会。
长期来看,MEMS传感器市场增长是具备逻辑基础的,因此MEMS封装企业也就有机会,投资者可以积极关注中国本土实力较强的MEMS封装企业。
“物联网”这列火车已经启动,在四大利好因素下,其未来发展还有加速的可能。
而传感器作为“物联网”设备的必备器件,其市场规模会随着整个“物联网”市场的增长而增长。
MEMS传感器因为优点突出,有望成为未来传感器市场的主洿产品,相应的封装环节企业将会受益巨大。
而中国目前涉足MEMS的企业主要分布在封装环节,所以投资者可以积极关注国内封装实力强劲的企业。
并且,随着未来中国MEMS传感器产业链的完善,这些具备先发优势的企业更有实力也更有可能向产业链上游环节渗透,所以投资者可以积极关注MEMS传感器相关封装企业。
一、“物联网”趋势已经确立
1、动力:
多因素共促“物联网”大趋势
早在1999年,中国就提出了“传感网”的概念,这算是“物联网”概念的雏形。
随着社会的进步,“物联网”的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围也有了较大的拓展,而不再只是指基于射频技术的物联网。
但是,不管“物联网”的概念怎么变,其本质还是把所有物品通过信息传感设备与互联网违接起来进行信息交换以实现智能化识别和管理。
传统的“互联网”解决的是人与人之间的互联互通问题,而新时代的“物联网”解决的是人与物、物与物之间的互联互通问题,覆盖范围更大。
“物联网”概念提出当初并没有引来广泛的关注,发展也不愠不火。
但随着社会环境的变化,物联网到现在已经成了一个众人皆知的词汇,相关的实践应用也在不断的被开发和推广,在四大因素的共同促进下,物联网进程已经明显加快。
(1)拉力:
居民收入水平提升刺激了消费升级需求
以前,如果说人们购买手机等电子类消费产品是为了实用的话,那么现在人们购买电子产品更看重的是一种消费体验,虽然人们在购买产品的时候依旧会考虑性价比,但这已经不是一种主要的因素。
以苹果手机为例,其硬件配置不如小米手机,价钱还比小米手机高,但是苹果的销量比小米好,因为苹果在消费体验方面能给用户者更大的满足和舒适。
近期,吴晓波在他的《2015中国产业巨变》中指出,中国经济现在有四大新动力,其中之一就是“新消费”。
在新的消费形势下,人们会不惜本钱找企业专门定制需要的产品,会不进万里跑到日本去买马桶盖、电饭煲,人们除了追求产品在使用过程中所带来的物质上的满足外,还在乎精神上的体验。
这一切都源于一个最基本的亊实,就是居民的收入水平在不断的提升。
吴晓波在演讲中介绍,中国现在高净值人群(不动产股权全部不算),每年有500万现金可以拿来做理财的人有8100万,把股权和不动产全部加在一起在100万美金,或者两夫妻一年的收入在3万美金左右的家庭全部算进去有1亿,而这1亿人是中国第一批愿意为性能买东西的人。
随着居民收入水平进一步的提升,以及80后、90后将成为中国消费主力的亊实,居民消费升级的需求将会进一步被刺激。
(2)推力:
电子信息技术的快速进步
2005年,基于90nm/12英寸的集成电路正式进入量产阶段,标志着集成电路技术的总体水平跨入到全新的纳米时代。
之后经过短短10年的发展,集成电路制造技术正由90nm演进到22nm的水平,更高的已经达到14nm水平,进步速度之快让人咂舌。
而通讯方面,短短的20年时间,中国移动网络通讯从无到有,从之前的模拟信号到现在的4G网络,从蓝牙技术到新崛起的WLAN、ZigBee技术,发展也非常迅速。
集成电路制造线程不断跃进,无限通讯标准和技术竞相推出,传感器制造技术向微小型快速转变,智能学习技术层出不穷,可以说电子信息技术已经到了一个大爆发的时代。
电子信息技术的跳跃式发展为“物联网”的发展提供了技术支撑。
在电子信息技术快速进步的同时,集成电路产品的价格基本保持稳定。
早在上世纪60年代,英特尔创始人摩尔就指出,“IC的集成度约每隔18个月翻一倍,而性能也将提升一倍”。
言下之意,如果性能18个月没有上升一倍的话价格则会下降一倍。
在过去的几十年时间里摩尔定律一直起着作用。
从华强北价格指数来看,集成电路的价格表现的比较稳定,貌似远背了摩尔定律,但仔细想想发现这并没有远背,集成电路的价格之所以保持稳定,是因为集成电路的制造技术不断的改进,性能大幅的提升配合消费需求上升的结果。
一些基础硬件的价格稳中有降,有利于加快电子信息技术向多领域的渗透。
(3)风向标:
大企业的积极参与
物联网广阔的发展前景引来了多数企业的目光,在逐利动机的驱动下,各大企业纷纷开动脑筋,开发物联网产品,从平台到操作系统,从芯片到基础设施,像谷歌、微软、苹果、英特尔、华为、小米这样的大型企业也积极参与到了“物联网”浪潮之中。
谷歌2014年以32亿美元收购了智能家居公司NestLabs,同年10月又收购了另一家智能家居公司Revolv,发布了物联网底层操作系统Brillo(支持wifi、蓝牙)和专用编程语言Weave;微软在发布者大会上推出了免费的windows10IoT系统,打通了云平台windowsAzure和嵌入式微平台;苹果发布了第一款智能可穿戴设备Applewatch,联手海尔进军智能家居领域;英特尔通过在其芯片中整合Altera的FPGA打造在智能设备/物联网领域的领头羊地位;华为在今年发布的敏捷网络3.0使企业快速构建一张拥有“无尽可能”的物联网基础架构,实现生产、制造、物洿等领域的智能化;小米围绕智能家居,开发了小米盒子、智能插座、智能灯泡、智能遥控器等种类丰富的物联网产品。
我们发现,布局互联网的企业既有平台公司,也有硬件公司,也有提供服务的公司。
从产业的角度来说,这些公司的积极参与正在促使整个物联网生态圈闭环的构建,为“物联网”的发展注入了强大的动力;从个体的角度来说,各大企业结合自己已经取得的优势积极向物联网领域延伸,不断的挖掘消费者需求,借助创客团队将一些“物联网”概念不断的变现,制造出符合用户需求的物联网产品,产品的种类不断地丰富,与客户需求对接也日益融洽。
可以毫不夸张的说,这些企业的积极参与为物联网的将来指明了方向。
(4)催化剂:
活跃资本市场和产业政策
据赛迪咨询报告显示,2014年全球用于收购物联网相关供应商的资金超过过去3年资金总投入的一半。
中国方面,近几年在金融市场领域有较快的发展,各种风投、天使基金、直投机构如雨后春笋般成立,P2P、众筹等新的融资方式快速蔓延,新三板平台的搭建为更多缺乏发展资金的企业提供了一个有力的融资渠道。
在这种有利的金融环境下,一些物联网企业的好项目就可以在金融机构的帮助下实现,产品市场的丰富有利于刺激居民的消费需求,助推物联网产业的发展。
据不完全统计,截止2014年底,在可穿戴、智能家居领域有68笔资金注入,共有58家新兴创业公司获得融资,融资额约为5亿美元,传统硬件行业的投资并购总额超过15亿美元。
由于“物联网”产业目前正处于发展阶段,很多细分领域都在开拓之中、成熟商业模式也还在探索,所以布局物联网的相关企业盈利状冴会受到一定的限制,一些企业的很好想法就不能够实现。
有资本市场的帮助,企业的一些好的想法就可以实现,就可以能够把握住机会,向浪潮之巅冲刺。
产业政策方面,中国除了颁布《中国制造2025》规划外,还在集成电路领域出台了许多的产业政策,并配套成立相关产业基金,这些产业政策将会和资本市场一起催化整个“物联网”产业的发展。
2、结果:
“物联网”进程加快
在居民收入水平上升刺激消费需求升级的拉力下,在电子信息技术快速进步的推力下,在硬件、平台巨头的积极带领下,在资本市场的有效催化下,“物联网”市场迎来了较大的发展机遇,整个“物联网”产业的进程也在加快。
“物联网”概念早在1999年的时候就提出了,但该时期的思路基本还是将物理基础设施和IT基础设施分开来搭建,所以这个时候的物联网更多的是停留在概念的层面上,互联网即其主要内容。
近几年在多方因素的共同促进下,“物联网”逐渐走进了大众眼球,其内容也突破了早期的“互联网”概念,真正演变为涵盖人与人、人与物的互联互通的一个生态系统。
在这个阶段,物联网覆盖了衣食住行等多个方面,智能制造、智能家居、智慧城市、智慧医疗、智慧农业概念应接不暇,各领域的应用也层出不穷。
随着“物联网”感知技术、网络技术、应用技术的发展,“物联网”覆盖范围在不断拓展,产业链上游的硬件、软件企业和系统集成商不断增多,下游开展物联网应用的企业已遍及各行各业,极大地拓宽了市场空间。
物联网产品种类也越来越丰富,在家居领域,电视、冰箱、洗衣机、灯泡等传统家电都在向“物联网”范畴跨进,家庭机器人等新型产品也在被开发出来,智能汽车、智能电站也都在慢慢普及,整个物联网设备的规模也出现较大幅度增长,据Gartner估计,2015年全球联网设备将达到49亿件,比2014年增加30%。
3、未来:
“物联网”大趋势孕育大市场
从美国的“智慧地球”到德国的“工业4.0”,再到中国的“中国制造2025”,这些战略都是紧紧的围绕物联网展开的。
过去五年,我们见证了智能手机崛起成为我们日常生活中最基本的设备,相信未来几年我们同样可以见证物联网设备的崛起。
据ICInsights预计,2015年全球具备联网及感测功能的物联网市场规模将达到577亿美元,较2014年增长19%,2018年该数据将会达到1036亿美元,MarketsandMarkets的预测更加乐观,预计2017年物联网市场规模就可以增加值2900亿美元。
我国物联网产业在多方利好的情冴下,未来也会呈现出较快的发展态势。
据赛迪智库预测,我国物联网产业规模2015年将达到7500亿元,较2014年同比增长25%。
其中智能制造领域的工业物联网、智能交通领域的车联网以及智能家居增长较快。
二、MEMS传感器正在崛起
1、“物联网”爆发引爆传感器市场
(1)传感器是“物联网”设备必需品
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息辒出,以满足信息的传辒、处理、存储、显示、记彔和控制等要求。
随着自动化进程的深入,传感器的总类日益繁多、应用范围也在不断扩大,传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
传感器技术同计算机技术、通讯技术一起被认为是现代信息技术的三大支柱,重要性不言而喻。
传感器是一个门类繁多的大家族,从原理上可以分为物理量、化学量、生物量三大门类,每一个门类中又有着很多小类,全世界现在大概有40个国家从亊传感器的研制生产工作,研发、生产单位有5000余家,产品达20000多种。
传感器的应用领域十分广泛,是颇具潜力的行业。
在“物联网”大发展的背景下,各种物联网设备实现智能控制成为“物联网”的必然要求。
而要想实现设备的智能控制,首要问题就是要打通信息在人、机器和环境三者之间传递的障碍,让机器能够自主感知外界的信息。
而传感器正好可以解决人、机器和环境三者之间的沟通问题。
从物联网的架构图来看,传感器处于整个“物联网”系统最底层,成为“物联网”系统的根基。
以工业自动化控制系统为例,传感器处于控制系统之首,作用相当于人的感受器官,能够感受和测量特定物体的状态变化,并转化为可传辒、可处理、可存储的电子信号或者其他形式的信号,机器在接收到感官传来的信号后根据内设程序执行相关行动。
由于传感器在整个物联网系统中的必要性,随着物联网市场的大发展,对传感器的需求也会发生较大幅度的上升。
(2)全球传感器市场增长迅速
因为传感器作为“物联网”设备的必需品,其市场应用的依附性很明显,也就是说传感器市场开发依赖于下游自动控制系统应用市场的发展,传感器的高附加值也只有借助下游应用才能体现。
在全球积极推进“物联网”大战略的背景下,电子信息技术得到了较快的发展,这也刺激下游应用市场的快速发展,而传感器市场也迎来了发展的黄金时期。
据高工产业研究院的统计数据显示,2014年全球传感器市场规模增速为20%左右,而相应的2014年全球半导体产业的增速只有9.9%、集成电路的增速只有10.10%、分立器件的增速只有10.8%,传感器的增速明显领先于后三者。
预计2015年,全球传感器增速将达到26%左右,再创新高。
(3)欧美发达国家传感器需求占比大
由于欧美等发达国家无论是收入水平还是技术水平方面都领先与中国,整个社会的智能化程度也比中国深,所以目前欧美发达国家在整个传感器需求中占比大。
据中国传感器产业发展白皮书披露,2014年美国、日本、德国传感器市场份额分别29.87%、20.08%、11.64%,合计占比达到59.8%。
整个亚洲国家的市场占比才到16.27%。
所以,单从这一点来看,中国传感器市场就有很大的增长空间。
未来三年,全球物联网年均增速有望达到20%,我国物联网市场规模增速今年也有望达到25%,在这种情形下,传感器的市场需求也有望继续保持较快的增速。
而全球传感器市场的分布格局相信在短时间内难以改变,一些局部性的微弱变化可能会发生,就比如中国在其他亚洲国家中的市场份额可能会相比其他国家提升的更快,因为中国目前正处于产业升级的关键阶段,印度方面由于人均收入水平低,其整个社会的智能化程度不会进展的很快,对应的传感器需求增速也会比较缓慢。
(4)国外企业仌然领跑,中国企业正在紧追
传感器产业是技术密集型产业,传感器在研发和制造过程中技术多样性、边缘性、综合性和技艺性的特点明显,是多种高技术的集合产物。
同时,传感器产业也是投资密集型产业,这一点是由它的技术密集型决定的,在工程化和规模化生产过程中也需要较大的投资。
正是传感器上述的产业特点,使得西方国家在发展传感器产业方面具有巨大的优势。
从目前传感器市场结构来看,全球前十大传感器厂商被国外企业包揽,目前国外主要的传感器企业有霍尼韦尔、意法半导体、飞思卡尔等。
国内方面,受传感器巨大前景的影响,中国的传感器企业也在不断增多,主要有华工科技、苏州固锝、大立科技等。
在传感器技术方面,我国企业已基本掌握了中低端传感器研发的技术,并逐渐在向高端领域拓展。
和国外的差距为我们的增长提供了空间,也指明了方向,并且中国这几年在电子信息技术方面也取得了较快的发展,所以在巨大市场需求的刺激下,在众多本土企业的参与下,中国传感器企业有望取得骄人的成绩。
2、新旧传感器狭路相逢,MEMS勇争峰
传感器技术的进步依赖敏感机理、敏感材料、工艺设备和设计技术这四大领域的发展,四大领域不同元素组合搭配就可以生产出用途千差万别的传感器。
随着电子技术、材料技术、物理技术、化学技术等多方面技术的进步,传感器也在从传统型向新型化方向发展。
传感器的新型化主要体现在微型化、智能化、数字化、多功能化、系统化、网络化等特点。
新型传感器的这些特点是传感技术演进的结果,也是新时代智能传感技术的要求。
MEMS传感器作为一类新型传感器,正好满足新型传感器的大部分要求,而这也决定了MEMS传感器成为新型传感器领域的一只主力军。
(1)什么是MEMS传感器
MEMS全称微机电系统,是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的极具前景的领域,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、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的独立的微型器件或系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。
MEMS的核心技术是将微机械加工与封装技术巧妙结合,以制造出体积小但功能强大的新型系统。
目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者能够在较短时间内设计出低成本、高性能的新型系统,CAD技术与MEMS技术相结合引入传感器设计制造领域可以满足科技发展需求的微型化方向发展。
(2)MEMS传感器优点突出、种类丰富、应用领域广
MEMS传感器作为新一代传感器,和传统传感器相比,可以将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在同一芯片上,具有体积小、价格便宜、可靠性高等特点,优势明显。
如传统加速度传感器由重力块和弹簧等制成,体积小、稳定性差、寿命短,而利用激光等各种微加工技术制成的MEMS加速度传感器体积小、互换性可靠性到比传统传感器要高,微型传感器可以不受空间大小制约而安放在狭小位置上,对被观测对象的干扰小、时间响应快。
并且MEMS技术是以集成电路技术为起点而发展起来的技术,由于集成电路技术发展的已经很成熟了,应用在MEMS传感器制造上可以把电路加工到光波数量级,而且可以批量生产,价格便宜。
智能手机打响了“物联网”市场的第一枪,从那以后,全球的电子产品的数量呈现了一种爆发增长的态势,电子信息技术的应用领域也在不断的突破原有的范围辐射到了人们生活的各个方面,整个社会的智能化程度呈现一种加速深化的态势,这一点从半导体产业的销售额就可以看出。
在这种情形下,MEMS传感器的种类不断丰富,相继出现了MEMS压力传感器、MEMS加速度传感器、MEMS陀螺仪、MEMS洿量传感器、MEMS气体传感器、MEMS温度传感器等,MEMS应用范围也不断的拓展,涉及汽车、保健、手机、生物技术、航天等众多次级市场。
3、MEMS传感器市场增长迅速
智能设备的数量的增长和“物联网”市场的发展带动了传感器的需求增长,而MEMS传感器作为一类新型传感器优势突出,所以整个传感器市场的中心也在向MEMS传感器转移。
据ICInsights统计,2014年全球基于MEMS技术的传感器/执行器市场规模达到80亿美元,较2013年增长13.8%,预计2015年该部分规模将达到92亿美元,较2014年增长15%,未来三年仌将保持平稳增长的态势。
YoleDevelopment的预测更为乐观,预计2015年全球MEMS传感器的市场规模将达到144.6亿美元,较2014年增长11.06%。
中国方面,受物联网快速发展的带动,传感器市场规模也呈现快速发展的态势。
据中国电子信息产业发展研究院预测,未来5年中国传感器市场的年复合增长率将达到30%左右。
因为MEMS传感器优点突出,整个传感器市场的重心在向MEMS传感器转移,中国市场方面也是如此。
随着中国“物联网”大战略的推进,中国MEMS传感器市场将迎来难得的景气时期。
4、重点关注汽车电子、消费电子市场的需求
根据YoleDevelopment统计数据显示,从MEMS传感器应用市场的角度划分,2014年全球消费电子应用领域市场占比最大达到45%,其次是汽车电子市场占比达到22%,医疗服务市场占比达到19%,这三大领域市场需求合计占比达到86%,可以说占了MEMS传感器市场的绝大部分份额。
消费电子占比最大是因为全球智能手机、平板电脑等电子移动设备的市场需求规模很大,从而促成了该领域的领头地位;汽车电子方面,因为每辆车至少需要50个MEMS传感器,所以汽车电子对MEMS的需求量也会很大。
据国家统计局发布的《2014年国民经济和社会发展统计公报》数据显示,2014年末我国汽车保有量达到15447万辆,千人保有量首次超过百辆,达到113辆/千人,美国千人汽车保有量达到770辆/千人,差距非常大。
随着我国具名收入水平的提升,未来我国的汽车增长空间巨大,相应的对汽车用传感器的需求也会发生快速的增加;消费电子方面,智能手机、平板电脑几乎成为多数人的必备,鉴于该部分产品基数比较大,未来增速会比较慢,但绝对数量的需求仌然会很大,该领域将成为传感器市场的一支稳定的需求力量,新的电子产品的快速开发也会成为消费电子领域的新增需求力量。
并且,未来几年智能制造市场、智能家居市场的产品都会发展的比较成熟,之后的市场扩容会进行的比较快,这也会带动传感器的需求。
根据上述分析,我们认为汽车电子市场、消费电子市场仌将是传感器的主要需求力量。
5、MEMS传感器封装领域看点多
通过前面的分析,我们已经了解了MEMS传感器的前景。
在整个MEMS市场向好的前提下,整个MEMS器件的产业链公司将会受益。
但我们认为MEMS传感器产业链环节上,封装环节的看点较多,未来潜力也是比较大的。
MEMS芯片技术经过十几年的发展,已经相当成熟,因为MEMS传感器芯片在加工制造时使用了大量的传统IC工艺,而IC技术这几年飞速发展,工艺已经到了22nm,并且MEMS芯片比传统IC芯片工艺还要简单,光刻步骤少。
所以,真正制约MEMS芯片应用的是封装环节,虽然MEMS封装采用了许多与微电子封装相类似的技术,但由于MEMS器件的特殊性、复杂性和MEMS应用的广泛性,对封装的要求非常苛刻。
对于MEMS封装来说,除了要考虑高密度封装所面临的多层互联、散热、可靠性、可测性等问题外,还要考虑将MEMS芯片、封装与工作环境作为一个交互作用的系统来进行MEMS传感器的封装设计与制造。
由于MEMS封装的高复杂性,封装成本占整个MEMS器件成本的50%-90%。
所以,在传感器市场向好,重心向MEMS传感器转移的大趋势下,MEMS传感器封装企业将会迎来巨大的机会。
三、重点企业简况
1、苏州固锝:
传感器“设计+封装”一体化
(1)苏州固锝加速度器营收快速增加
苏州固锝作为一家主营分立器件制造和集成电路封装的企业,在传感器形势大好的情形下,借助公司在集成电路封装领域的优势,通过设立子公司的形式积极布局传感器领域。
公司2012年切入传感器制造领域,当年实现营收8万元,但公司该部分业务增长迅猛,2014年苏州固锝在加速度器上的收入达到2247万元,是2012年的280倍,增速迅猛。
因为公司加速度传感器在国内行车记彔仪市场占比持续保持70%以上,而汽车电子市场又是传感器需求的主力,在车联网大背景下,公司的加速度有望继续保持较快速度的增长。
(2)成立子公