专注于MEMS惯性传感器技术，聚焦于高可靠领域
芯动联科是国内领先的高性能硅基MEMS惯性传感器研发、测试与销售的芯片设计 公司。芯动联科成立于2012年，是国内拥有自主知识产权的高性能MEMS惯性传感 器产品体系并批量生产及应用的高新技术企业。公司主要产品为高性能MEMS惯性 传感器，包括MEMS陀螺仪和MEMS加速度计，均包含一颗微机械（MEMS）芯片 和一颗专用控制电路（ASIC）芯片，实现导航定位、状态监测、姿态感知、平台稳 定等功能。公司产品已广泛应用于高端工业、无人系统、高可靠等领域，并逐步向 自动驾驶、机器人、民用航空、商业航天等领域拓展。公司客户主要为各大科研院 所和央企集团下属单位，包括中科航星、航宇测通、星网宇达、重庆天箭等。 公司无控股股东，实际控制人金晓冬、宣佩琦、毛敏耀皆为技术背景出身，中国兵 器集团持有公司20%的股份，管理层及核心技术人员与股东利益一致。2012年金晓 冬、宣佩琦、毛敏耀三人通过MEMSLink和北京芯动以7项专利技术出资与兵器集团 下属的北方通用等公司共同成立芯动有限，后于2020年成立股份公司。截至2024年9 月30日，芯动联科三位实际控制人合计持有公司37.88%的股份（金晓冬/宣佩琦/毛敏 耀分别持有22.2%/9.62%/6.06%），兵器集团通过北方电子研究院持有公司股20%的 股份。管理层方面，公司董事会自上市以来已到期更换一届，其中董事长均由兵器 集团旗下北方电子研究院（214所）指派人员担任。公司骨干人员于2019年通过自筹 资金设立员工持股平台，核心技术人员华亚平、张晰泊、顾浩琦及其他核心管理层 林明、胡智勇、白若雪均持有公司股份。管理层及核心技术人员持股与股东利益一 致，股权激励计划有助于公司长久发展。
业绩增长稳步、盈利能力较强，持续加大研发投入
公司产品销量提升，营收业绩稳步增长。2019-2023年公司实现营业收入分别为0.80/1.09/1.66/2.27/3.17亿元，年均复合增速为41%，取得归母净利润分别为0.38/0.52/0.83/1.17/1.65亿元，年均复合增速45%。2017年以来公司产品陆续导入客户，历经产品测试、试产等环节后逐渐进入量产应用阶段，2020-2023年公司产量分别为31929/51819/78052/122441只、销量分别为30447/53873/80728/121949只，收入伴随产品放量同步增长。公司主营业务成本中直接材料2020-2023年占比超过50%，主要包括晶圆和其他材料；2022年公司销量最大的陀螺仪20L系列的主要供应商的晶圆价格远低于其他晶圆价格。总体上，2019-2023年公司MEMS产品产销两旺，营收利润逐年增加。 综 合 毛 利 率 维 持 在 8 0 % 以 上 ， 盈 利 能 力 较 强 ， 毛 利 率 总 体 维 持 高 位 。 2 0 1 9 - 2 0 2 3 年 芯 动联科销售毛利率水平分别为90.24%/87.96%/85.39%/85.92%/83.01%，销售净利率水平分别为47.47%/47.80%/49.73%/51.40%/52.16%。毛利率方面，公司MEMS惯性传感器核心技术指标已达到国际先进水平，销售议价能力强，同时公司产品实现了批量化生产，生产成本相对较低，毛利率相对较高；近年来，公司毛利率有所下降（截至 2024H1 仍维持在 80%以上），主要是毛利率较低的产品销售收入占比持续提升所致，另外公司采用阶梯定价策略，随着客户采购数量增长会给予一定价格优惠。净利率方面，2019-2023年公司净利率水平逐年稳步上升，2022/2023年净利率水平超50%。
公司收入主要为MEMS陀螺仪和MEMS加速度计，各项业务毛利率水平较高，收入多在下半年确认。营业收入结构方面，2019-2023年公司MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、惯性测量单元收入占比分别为85.05%/77.69%/80.13%/80.63%/82.13%、6.85%/16.68%/13.09%/6.03%/5.21%、1.11%/0.62%/0.61%/4.35%/7.12%。公司产品下游应用领域主要为高可靠、高端工业、无人系统等领域，其中2020-2022年高可靠领域收入占比均在75%以上。公司客户以大型央企集团及科研院所为主，2020-2023年公司前五大客户销售收入占比超过70%，受客户采购需求影响主营业务收入与净利润存在明显的季节性特征，多集中在第三和第四季度确认，2024H1各项业务收入水平相对较低，净利润为负。持续加大研发投入，管理费用和销售费用费用率相对稳定，2024H1期间费用率上行较多因公司收入多在下半年确认。2019-2023年销售费率/管理费率/研发费率分别为2.26%/2.13%/1.95%/1.75%/2.24%、14.40%/12.20%/9.77%/10.48%/9.32%、19.20%/23.96%/24.39%/24.57%/25.29%，期间费用率基本保持稳定。随着公司业务扩张，销售费用方面销售人员总薪酬持续增加；2023年管理费用方面职工薪酬、折旧与摊销等费用同步增长。2023年公司利息收入1261.91万元主要因首发上市募集资金14.76亿元所致。公司研发费用方面，2023年/2024H1同比分别为43.85%/61.84%。2024H1销售费率/管理费率/研发费率分别为4.06%/11.35%/39.12%，2024H1期间费用率较2023年上行较多主要因公司收入多在下半年确认。
MEMS行业：惯性类传感器&压力传感器的应用占比居多
全球MEMS产品市场年均复合增速有望达8%以上，目前主要应用领域为消费电子/汽车电子 图表：2022年全球MEMS应用领域结构/工业控制，惯性类传感器（加速度计、陀螺仪、IMU）和压力传感器应用最为广泛。 MEMS全称Micro Electromechanical System，即微机电系统，是微型机械加工工艺和半导体 工艺相结合的产品。MEMS产品是将微传感器、微执行器、微结构、信号处理与控制电路、 通讯/接口单元集成在硅晶圆上，形成以机械和电子技术结合的微小装置。MEMS产品包括传 感器和执行器，其中MEMS传感器与传统机电传感器相比具备小型化、低功耗、集成化、智 能化等特点，被广泛应用于消费电子、汽车、工控、医疗等领域，用于感知运动、声音、温 度、压力等。据Yole Intelligence数据，2022-2027年全球MEMS市场规模有望从147.50亿美元 增长至222.53亿美元，年均复合增速为8.57%；惯性类传感器和MEMS压力传感器是MEMS及 MEMS传感器的主要产品类别，2021年MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、IMU和MEMS压力 传感器合计占MEMS整体行业的39.92%、占MEMS传感器行业的62.66%；下游应用领域消费 电子、汽车电子、工业控制的占比较高，2022年分别为53%/19%/17%。
惯性传感器：可实现导航定位、姿态感知、平台稳定
惯性传感器是将物体运动的加速度、位置和姿态转换为电信号的器件，包括加速度计、陀螺仪、磁力计和 惯性测量单元（IMU），可有效实现导航定位、姿态感知、平台稳定的功能；零偏稳定性是衡量陀螺仪和 加速度计产品性能高低的核心指标。磁力计可通过感知地球磁场的存在来计算磁北极的方向实现对物体运 动朝向的确认，陀螺仪测量载体相对空间角速率，加速度计测量载体线加速度，一个IMU通常包含三个轴向 的陀螺和三个轴向的加速度计。惯性导航系统是以测量角速度的陀螺仪和测量线加速度的加速度计为敏感元 件，根据陀螺仪的输出建立导航坐标系，根据加速度计的输出并结合初始运动状态，推算出运载体的实时速 度、位置和航向、姿态等导航参数的解算系统。
惯性传感器：精度需求较高的战术/导航/战略级趋向低成本化
伴随MEMS技术的发展，精度需求较高的战术/导 航/战略级惯性传感器趋向低成本化。以陀螺仪为例， 惯性技术经历了四个发展阶段，逐渐从机械陀螺、 激光/光纤陀螺、到HRG/MEMS陀螺、再到量子/光 子集成陀螺演变，每代技术从起步到快速发展再到 成熟历时约30年。根据零偏稳定性精度级别划分陀 螺仪/加速度计产品可分为消费级/战术级/导航级/战 略级，战术级/导航级/战略级的惯导产品主要应用 于高端工业、航空航天、军工领域，对惯导产品的 精度要求较高。伴随MEMS技术的发展并逐步从消 费/汽车领域扩展到工业/航空航天等高端应用领域， 战术级/导航级/战略级的惯导产品应用逐渐趋向于 小型化、集成化、低成本化。
加速度计：MEMS加速度计可达导航级水平
相对于陀螺仪，加速度计技术较为成熟，MEMS加速度计 图表：不同类别加速度计性能级别 图表：不同类别加速度计优缺点比较（根据被测物理量划分）可达导航级水平。按被测物理量的不同，加速度计可以分 为电容式、压电式、热敏式、谐振式等；根据工作原理及 应用材料不同，按照精度从高到低加速度计主要包括积分 陀螺加速度计、石英振梁加速度计、挠性摆式加速度计、 MEMS加速度计等，覆盖战略级/导航级/战术级应用场景。 谐振式和电容式MEMS硅微加速度计正在步入技术成熟阶段， 已经有多家公司的MEMS加速度计产品达到导航级性能。 2015年美国DARPA提出“弹药精确鲁棒惯性制导”计划中包 含了导航级惯性测量单元、先进惯性微传感器、弹药热稳 定惯性制导的项目，旨在运用高性能的MEMS传感器发展高 精度“导航级”IMU技术；2021年霍尼韦尔推出导航级MEMS IMU HG7930，加速度计的量程为±60g、TOTO零偏重复性 为2.9µg、TOTO标度因数重复性优于2.2ppm。MEMS技术 的加速度计已达导航级水平，与石英振梁加速度计和石英 挠性摆式加速度计形成竞争替代关系，并将进一步向战略 级精度发展。
下游应用：高性能惯导技术主要面向高可靠领域
惯性技术应用的终端市场分为军用和民用市场，高性能惯导技术多应用于高可靠领域。 惯性技术应用领域包括国防装备、航空航天、工业应用、消费电子、仪器设备等，技术正 向高性能、小型化、低成本方向发展，以满足高精度需求、各种常规运载体导航及稳定平 台的高动态与高可靠性需求。高性能MEMS陀螺仪具有小体积、高集成、抗高过载的优势 ，可逐步应用于中低精度两光陀螺仪的应用领域，且成本更低。据Yole Intelligence， 2018-2027年全球MEMS惯性传感器市场（加速度计+陀螺仪+IMU）规模有望从27.78亿美 元增长至47.74亿美元，CAGR达6%，其中以IMU的形式出货居多。
智能驾驶：高精度惯导优势凸显，GNSS+IMU成为主流方案
自动驾驶要求高精度定位，惯导+卫导+环境感知多维 互补。SAE将车辆分为Level 0~Level 5共6个级别，当 前自动驾驶行业处于由L2向L3过渡的阶段。汽车系统 实现自动驾驶，需要感知两个层面的信息：(1)车辆自 身的状态信息（如前进方向/位置坐标/速度/加速度/转 向角度等）、(2)车辆所处环境的信息（如道路信息/交 通标志/其他车辆/行人等），系统根据当前状态和环境 信息进行分析决策，通过执行结构控制车辆。因此， 自动驾驶传感器可分为感知车辆自身状态的传感器 （以车辆定位传感器为主）和感知环境信息传感器 （以视觉感知和雷达感知为主）。自动驾驶定位技术 主要有三种：①基于信号的定位：以通过GNSS卫星信 号进行定位为代表；②环境特征匹配：基于视觉或激 光雷达，用观测到的特征和数据库里的语义地图或特 征地图进行匹配，得到车辆的位置和姿态；③惯性导 航定位：依靠惯性传感器获得加速度和角速度信息， 推算出汽车的位置和姿态信息。智能辅助驾驶和自动 驾驶对定位系统的要求包括高精度、高可靠性、高可 用性，同时需满足功能和安全的要求。惯性导航定位 可保证系统不受外界信息影响，在任何时刻以高频次 输出车辆运动参数，为决策中心提供连续的车辆位置、 姿态信息，是高精定位中必不可少的关键部件。目前 GNSS-RTK（利用载波相位差分的实时动态定位） +IMU构成的组合导航系统是主流的定位系统方案。
机器人：人形机器人发展方兴未艾， “前庭系统” IMU前景广阔功能
人形机器人发展方兴未艾，“前庭系统”IMU前景广阔。2024年7月在上海召开的世界人工智 能大会上，现场展出25款人形机器人，同时发布了全球首个全尺寸开源公版人形机器人青龙， 以及国内首个全尺寸人形机器人开源社区；此外，特斯拉的Optimus人形机器人、宇树科技的国 内首款实现奔跑功能的全尺寸通用人形机器人H1等也悉数亮相。据国际机器人联合会(IFR)的数 据显示，全球人形机器人的市场规模正以每年超过20%的速度增长，2025年市场规模有望达数 百亿美元。人形机器人站立运动发展依托各类传感器，其中IMU能够测量机器人躯干的倾斜及 旋转，输出加速度、角速率和姿态的精确信息，帮助机器人在动态的环境中实现平衡维持、执 行精确的运动控制，是实现人形机器人姿态控制的核心。据UCLA，Artermis机器人在骨盆位置 放置了一颗3DM的战术级IMU，并在头部摄像头、足部亦有集成平价的替代品；目前导远IMU 模组已成功交付国内多家企业的机器人项目，原极科技AHRS400 IMU产品也已经多家人形机器 人验证。
竞争格局：国际大厂垄断形势下本土企业市占率有待提升
MEMS惯性传感器领域以博世为首的国外厂商垄断地位 图表：2022年惯性传感器中国前五大厂商 依存，国内企业奋力追赶。目前MEMS惯性传感器市场 仍由Bosch/TDK/ST/ADI/Honeywell等国际大厂主导，据芯 谋研究统计，Bosch、ST和TDK合计占有国内MEMS IMU 近80%的市场份额。高性能惯性传感器行业中，国际上 Honeywell/ADI/Sensonor/Silicon Sensing/Colibrys等公司产 品已有成熟的商业化应用；国内从事高性能MEMS惯性传 感器研发及应用的单位主要为央企集团和科研院所，目前 已实现产业化应用的单位主要包括美泰科技等。随着国内 消费电子/自动驾驶汽车/机器人/工业设备等下游市场的蓬 勃发展以及惯性技术的进步，越来越多的本土企业在 MEMS惯性传感器领域崭露头角。
核心优势：形成MEMS惯性传感器领域自主专利体系&技术闭环
芯动联科是国内较早从事高性能MEMS惯性传感器研发的芯片设计公司，掌握高性能MEMS惯性传感 器核心技术。芯动联科设立时，MEMSLink以四项专利技术及一项MEMS陀螺仪加工工艺技术出资，北 京芯动以其拥有的两项专有技术MEMS陀螺仪ASIC芯片技术出资，创始团队在股东出资无形资产的基 础上进行了架构设计和技术开发，并构建了以此为基础的技术平台，研发团队在该技术平台上完成了第 一代、第二代、第三代高性能MEMS产品研发。据公司2023年年报数据，公司已取得发明专利23项、实 用新型专利22项，集成电路布图设计3个，主要涉及陀螺仪ASIC芯片闭环检测、MEMS加速度计设计和 工艺方案开发、陀螺仪MEMS芯片工艺技术、陀螺仪闭环多模态控制算法、调频FM加速度计的耦合消 除技术、调频FM加速度计低闪烁噪声技术等，在ASIC电路设计以及MEMS芯片敏感结构设计方面具备 技术先进性。高性能MEMS惯性传感器具有一种产品一种加工工艺的特点，其种类多样且各产品的功能 和应用领域不尽相同，各种高性能MEMS传感器的生产工艺和封装工艺均需要根据产品具体情况进行设 计、调试，技术水平要求高、技术壁垒高。 芯动联科注重科技研发、技术自主可控，已形成核心研发团队专业背景深厚稳固。公司在MEMS陀螺仪、 MEMS加速度计以及MEMS压力传感器等领域建立了梯度较完善的研发队伍，研发团队主要为张晰泊带 领的ASIC芯片研发团队以及华亚平带领的MEMS芯片设计、工艺开发与封装研发团队。截至2024年6月 30日，芯动联科研发人员共有82人，占公司总人数的47.40%，拥有硕士或博士学位的研发人员为48人， 占研发人员的58.54%。
产品优势：高性能、高集成、小型化、低成本彰显市场竞争力
芯动联科MEMS陀螺仪采用静电驱动、电容检测的开环闭环兼容的工作模式，主要特点为：基于SOI体硅工艺采用独特的多质量块全对称 解耦合结构设计及自校准自补偿电极，在保持高性能的前提下易生产，对温度不敏感，同时能够起到对冲击和振动的抑制作用。MEMS陀 螺仪的核心是一颗微机械（MEMS）芯片，一颗专用控制电路（ASIC）芯片及应力隔离封装。工作原理为：采用半导体加工技术在硅晶圆 上制造出的MEMS芯片，在ASIC芯片的驱动控制下感应外部待测信号并将其转化为电容、电阻、电荷等信号变化，ASIC芯片再将上述信号 变化转化成电学信号，最终通过封装将芯片保护起来并将信号输出，从而实现外部信息获取与交互的功能。芯动联科MEMS芯片采用多质 量块差分解耦结构，具有优良的正交误差抑制能力、抗振动特性以及温度特性，有利于保持陀螺仪运行中的稳定性和测量精准性；ASIC芯 片可以实现微小电容检测，使陀螺仪具有较高的灵敏度，同时兼容开环和闭环检测的ASIC芯片可以根据应用要求配置成合适的模式，应用 适应性强。MEMS陀螺仪的数模混合ASIC具备自校准、自诊断、自标定、自适应等算法，相比传统惯性器件具有易使用、低成本、更智能 等特点，同时实现了批量化生产。 高性能MEMS陀螺仪核心性能指标已达到国际先进水平，亦可达到部分光纤陀螺仪和激光陀螺仪等传统陀螺仪精度水平。芯动联科陀螺仪 33系列的零偏稳定性≤0.1°/h，角度随机游走≤0.05°/√h，标度因数精度≤100ppm。与代表性两光陀螺仪相比，33系列性能优于 Honeywell激光陀螺仪HG1700型号和Emcore光纤陀螺仪EG200型号，性能接近Honeywell激光陀螺仪HG5700型号和Emcore光纤陀螺仪 EG1300型号，但产品体积、重量和价格明显低于上述激光陀螺和光纤陀螺产品；和世界范围内高性能硅基MEMS的代表性量产产品相比， 33系列零偏稳定性指标优于HG4930中的陀螺仪，比肩CRH03-400陀螺仪，在高性能硅基MEMS陀螺仪领域处于国际先进地位。
业务上游：晶圆制造等供应商多元化供应保质求稳
晶圆制造等供应商多元化供应保质求稳。芯动联科不直接从事芯片的生产和加工，主要采购MEMS晶圆、 ASIC晶圆、封装服务、技术服务等，其中采购的MEMS晶圆尺寸主要是6英寸晶圆和8英寸晶圆，采购的ASIC 晶圆主要是8英寸晶圆。芯动联科主要的晶圆供应商为ERA Spread Limited、北方电子院安徽公司、上海花壳 电子科技有限公司、供应商X、供应商V，其中公司通过ERA Spread Limited采购供应商Y的晶圆，通过上海 花壳电子科技有限公司采购供应商X的晶圆，公司的晶圆代工厂主要为供应商Y、供应商X、北方电子院安徽 公司和供应商V。供应商Y、供应商X、北方电子院安徽公司和供应商V均为国际或者国内知名的晶圆代工厂， 拥有1条以上的晶圆生产线，年产能较为充足，供应较为稳定。
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