芯动联科主营业务为高性能硅基 MEMS 惯性传感器的研发、测试与销售,是目 前少数可以实现高性能 MEMS 陀螺仪稳定量产的企业。产品方面,公司主要产品为 高性能 MEMS 惯性传感器,包括陀螺仪和加速度计;技术方面,公司形成了芯片设 计、工艺方案、封装与测试的技术闭环,并实现了高性能 MEMS 惯性传感器的稳定 量产,核心性能具备和海外龙头对标的能力;应用领域方面,涵盖高端工业、无人 系统、高可靠等场景。
公司专注中高端 MEMS 传感器研发数十年,积累了丰富的研发制造经验。公司 前身“芯动有限”成立于 2012 年 7 月,北方通用出资 45%,蚌投集团出资 10%; MEMSLink25%,北京芯动 20%。MEMSLink 以其拥有的三轴陀螺传感器、消除线性 加速度响应的陀螺传感器、消除线性加速度响应的陀螺传感器、消除线性加速度响 应的陀螺传感器四项发明专利及 MEMS 陀螺仪加工工艺技术一项专有技术出资。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。公司 2017 年在 研发方面取得阶段性成果,部分产品具备产业化的基本条件。2017 年以来,公司将 产品陆续送样给下游客户测试并进行导入,开始进入量产应用的阶段。2024 年公司 研发的 FM 加速计已形成量产能力并开始小批量出货,全球范围内尚未有 FM 加速 度计实现大规模量产。IMU 产品线上,可用于自动驾驶、低空航电系统以及人形机 器人的 6 轴车规级 IMU 持续在研发中。
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。公 司 MEMS 陀螺仪的主要特点为,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。公司 MEMS 加速度计基于 SOI 体硅工艺制 造,配以高性能 ASIC 电路,可以实现μg 级加速度测量精度。2020/2021/2022 年公 司第一大客户的销售收入占比分别为 43.27%/27.21%/25.97%。公司直接客户及最终 客户主要为高端工业、无人系统及高可靠领域的各大科研院所和央企集团。
公司股东北方电子研究院(中国兵器工业第二零六所)隶属中国兵器工业集团, 是国内主要为陆战场武器装备配套的战术雷达研制生产单位,是集雷达与综合电子 工程技术于一体的高科技、产业化电子研究所。该所武器系统系列产品主要分为: 精确制导雷达系列、防空火控雷达系列、防空情报雷达系列、通讯电子对抗系列、 炮兵侦校雷达系列、直升机载雷达系列。公司有三家子公司,分工清晰明确。芯动 致远主要从事 MEMS 传感器的设计研发工作;芯动科技面向汽车智能驾驶行业,为 各车企和智能驾驶解决方案供应商提供高精度、高质量、低成本的车载组合导航定 位系统及相关产品。

华东光电集成器件研究所与公司股东北方电子研究院受同一集团控制,多位公 司领导层具备华东光电集成器件研究所的工作履历。华东光电集成器件研究所又称 中国兵器工业第二一四研究所,1979 年始建于安徽蚌埠。214 所是兵器工业集团所 属唯一的微电子专业研究所,是国家军用微电子技术骨干研究所,国家重点保军单 位和统筹建设单位。214 所主要从事半导体集成电路与系统级芯片、硅基 MEMS 器 件与组件、光电器件与组件、混合集成电路与微小型电子信息系统、微波/毫米波器 件与组件、先进封装与 3D 集成微系统、军用电子元器件可靠性技术等领域的研究制 造和技术服务。建有国内先进的 6 英寸 0.5µm 军用半导体集成电路生产线、6 英寸 体硅 MEMS 器件生产线等六大工艺平台。专业技术人才占比 60%以上。
随着前期研发投入逐渐取得相应成果,公司主要产品陆续被下游用户验证导入, 进入试产及量产阶段的项目增加,公司业绩增长显著。2020 年至 2023 年,公司营业 收入 CAGR 为 42.94%。2024H1 公司营收收入同比+42.04%。公司产品维持较高的毛 利率,总体水平与当年的产品销售结构有关。公司毛利率较高,主要源于产品平均 销售单价较高以及单位成本相对较低。MEMS 陀螺仪销售价格较高主要源于,公司 产品的核心性能指标达到国际先进水平,议价能力较高。此外,公司深度参与晶圆 代工厂的工艺开发,实现了批量化生产,使得单位生产成本较低。2020 年以来公司 毛利率在趋势上有所下降,主要源于 20L 系列陀螺仪占整体收入的比例提升,而 20L 系列的毛利率低于 MEMS 陀螺仪平均毛利率,因此拉低了产品的整体毛利率。
公司主要产品为 MEMS 陀螺仪和 MEMS 加速度计。其中陀螺仪占 2020/2021/ 2022/2023/2024H1 营收的比例为 77.69%/80.13%/80.63%/82.13%/89.37%。2020/2021/2022/2023/2024H1 陀螺仪收入同比分别+24.15%/57.76%/37.43%/42.37%/52.49%,是 公司收入增长的主要来源。
公司注重研发投入,研发费用同比保持高增速,研发费用率稳定在 25%左右。 截至 2024 年上半年,公司研发人员共 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%。2024H1 研发费用同比增长 61.84%,在研项目涵盖压力传感器、车规级适用于 L3+自动驾驶的高性能 MEMS IMU、 汽车级功能安全 6 轴 MEMS IMU、高精度 MEMS 水下组合导航系统等。公司销售 费用率较低,管理费用率随着规模效应扩大呈现下降趋势。公司销售费用率较低, 主要系公司所处行业专业度较高且主要产品性能优异,市场营销需求较少;且公司 客户数量相对集中,进行客户维护的销售人员较少。
2.1、 随精度提升 MEMS 正成为主流方向,高端领域国产化加速推进
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)是利用微细加工技术,将机械零零 件、电子电路、传感器、执行机构集成在一块电路板上的高附加值元件。MEMS 基 于成熟的微电子技术、集成电路技术以及加工工艺,能够显著降低大规模生产的成 本,工艺以成膜工序、光刻工序、蚀刻工序等常规半导体工艺流程为基础。MEMS 器件可以分为执行器和传感器,传感器凭借诸多优点正在逐步取代传统机械传感器。 传感器是将环境信号转换为电信号,执行器是将电信号转换为机械运动。MEMS 传 感器具有体积小、重量轻、功耗低、高可靠、灵敏度高、易于集成等优点。
MEMS 传感器通过微传感元件和传输单元,可将输入的信号转换,并导出另一 种可监测信号。MEMS 传感器相对传统传感器,具有体积小、重量轻、成本低、功 耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。MEMS 惯性传 感器属于 MEMS 传感器的重要分支,主要包括陀螺仪、加速度计等,并可通过组合 形成惯性组合传感器 IMU。2021 年加速度计、陀螺仪、磁力计和 IMU 四类产品市 场规模为 35.09 亿美元,占 MEMS 器件份额的 25.81%,Yole 预计到 2025 年将达到 43.39 亿美元。
MEMS 传感器的核心器件是陀螺仪,陀螺仪的发展经历了动力调谐、激光/光纤、 MEMS 以及核磁共振陀螺几代的发展。第一代陀螺仪(动力调谐)种类多、精度高, 但体积质量大,产品制造维护成本高昂;第二代陀螺仪(激光/光纤)反应时间短、 动态范围大、可靠性高、环境适应性强、易维护、寿命长,在高端场景所有应用, 但成本高昂且体积大。第三代陀螺仪(MEMS)逐步在空间、航空、航海等领域开 展应用,但受制于工艺制造,市场上可规模化量产的企业较少。第四代(核磁共振) 目前处于早期研究阶段。当前惯性技术处于第四代研发阶段,目标是实现高精度、 高可靠、低成本、小型化、数字化、应用领域更加广泛的导航系统。
工业领域主要使用 MEMS 陀螺仪,战术级、战略级、导航级等应用领域以两光 陀螺仪为主。根据 Yole 统计,2021 年高性能 MEMS 陀螺仪占据工业领域 86%的市 场份额。具体场景包括资源勘探、光电吊舱等;战术级和导航级应用领域,两光分 别占据了该领域 78%/92%的市场份额。具体包括无人系统、卫星、动中通等;战略 级领域,激光陀螺仪的适用性较强,占据了 72%的市场份额。MEMS 陀螺仪正逐渐 在部分高端场景取代两光陀螺仪,市场空间不断打开。一方面,高性能 MEMS 陀螺 仪的精度不断提升,不断匹配中低精度两光陀螺的应用场景;一方面,MEMS 陀螺 仪相对两光陀螺具备成本优势;一方面高性能 MEMS 陀螺具有小体积、高集成、抗 高过载的优势,能够解决两光陀螺体积大、抗冲击能力弱的问题,匹配高可靠、无 人系统等要求。
MEMS 传感器的核心器件还包括加速度计,分为电容式、压电式、热感式以及 谐振式等。加速度计通常由质量快、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部 分组成。公司从事电容式加速度计的研发制造。MEMS 加速度计的核心是一颗 MEMS 芯片、一颗 ASIC 芯片及应力隔离封装。MEMS 加速度计利用敏感结构将线 加速度的变化转换为电容的变化量,最终通过专用集成电路读出电容值的变化,得 到物体运动的加速度值。
芯动联科所处的 MEMS 惯性传感器市场是细分的高性能领域,面向的场景是高 端工业、无人系统、高可靠等,不包括消费电子。参考 Yole Inteligence 发布的数据, 2023 年全球高性能惯性传感器市场规模约 37 亿美元,其中大部分(48%)来自国防 和航空航天应用,MEMS 惯性传感器约占 24%,主要份额集中在海外龙头 Honeywell、 ADI、Grumman 等手中。预计 2024-2028 年,高端惯性传感器市场 CAGR 约 15%。 2023 年国内高性能 MEMS 陀螺仪(包括 IMU 中的陀螺仪)市场规模约 12.68 亿元, 其中军用市场占绝大部分。2025 年后民用市场逐渐放量。高性能 MEMS 传感器的 高性能体现在陀螺仪的技术水平,而陀螺仪的技术水平体现在 MEMS 结构设计、 MEMS 工艺、ASIC 设计三方面。高可靠领域 MEMS 产品的核心壁垒是需要根据产 品最终应用领域设计、生产出相应性能的产品。此外,需要保证 MEMS 传感器高性 能的同时,从系统级角度保证产品工程化、可测性和环境适应性。
中低端陀螺仪已基本实现了国产化能力,高端 MEMS 惯性传感器仍依赖于进口。 国外 MMES 惯性技术经历 20-30 年的理论和实践,包括 Honeywell、ADI、Sensonor、 Silicon Sensing、Colibrys 等公司已经实现商业化,占据了全球主要的市场份额。国 内从事高性能 MEMS 惯性传感器研发的主要是央企和科研院所,已经实现产业化的 公司主要为芯动联科和美泰科技。我国 MEMS 产业起步相对海外龙头较晚,推动中 高端应用场景国产化是重要发展趋势。我国直到 2010 年前后产业才形成雏形,超过 90%的芯片与高档传感器芯片需要从国外进口。尤其是中高端应用场景下,在人才储 备、技术积累、产业规模、工艺配套等方面有所滞后,与 Honeywell、ADI 等国际 巨头相比仍存在较大差距。
MEMS 传感器的下游应用场景包括惯性导肮、惯性测量以及惯性稳控。进一步 细分,可分为工业、通信、高可靠、汽车电子、医疗等。
(1)惯性导航
惯性导航的核心器件是陀螺仪和加速度计。每套惯性系统包含三轴陀螺仪和三 轴加速度计,分别测量三个自由度的角速率和线加速度。惯性导航不借助外源信息, 也不向外发送任何信号,可免受外界干扰影响。
(2)惯性测量
惯性测量系统是利用陀螺仪、加速度计等惯性敏感元件和电子计算机测量载体 相对于地面运动的角速率和加速度,以确定载体的位置和地球重力场参数的组合系 统。目前已被应用于石油测斜、城市测绘、地质监测、寻北仪表等领域。
(3)惯性稳控
惯性稳控是通过连续监测系统姿态与位置变化,利用伺服机构动态调整系统姿 态,使被稳定对象与设定目标保持相对稳定的装置。
消费电子领域,可穿戴设备、TWS 耳机是 IMU 的主要增长点。智能手机通过 使用 MEMS 器件实现多模通信、智能识别以及导航定位等功能;可穿戴设备需要使 用 MEMS 传感器对人体某些指标进行测量,从而实现健康监测以及护理等功能;智 能网联汽车领域,IMU+GNSS 车载应用不断加速,MEMS 传感器成为车载的主流 路线。激光雷达使用 MEMS 技术能够快速、准确地获取周围环境的三维信息,测量 车辆与周围物体的距离和速度,为自动驾驶系统提供关键的环境感知数据。车载摄 像头结合 MEMS 图像稳定技术,可以在车辆行驶过程中减少图像抖动,提供更稳定 的视觉输入。结合 GPS 和基于 MEMS 的惯性导航系统,可以在 GPS 信号不可用时 提供连续的导航和定位信息。航天航天和国防领域,MEMS IMU 在部分场景下取代 光纤和基于环形激光的设备。
消费、汽车、工业、医疗四大领域均有一定市场前景,但增速有所区别,物联 网、智慧医疗、智慧城市是 MEMS 主要驱动力。2021 年全球 MEMS 行业的市场规 模为 136 亿美元,根据 Yole 的预测,到 2027 年市场规模将达到 223 亿美元。其中, 消费领域是 MEMS 的最大应用市场,约占整体收入的 60%,其次分别为汽车、工业、 医疗、航空航天和通信。国内人工智能、物联网、智能制造、自动驾驶发展蓬勃向 上,为 MEMS 市场创造的较大的发展机遇。据赛迪顾问预测,从 2020 年至 2030 年, 国内 MEMS 市场规模将由 736.7 亿元人民币提升至超过 1200 亿元人民币。

MEMS 产业链分为四个环节,分别是芯片制造、晶圆制造、封装测试以及系统 应用。MEMS 工艺流程包括研发设计、晶圆制造、封装测试。企业的经营模式包括 Fabless 和 IDM。前者模式企业主要负责 MEMS 产品的设计与销售,将生产、封装、 测试等环节外包;后者经营范围覆盖了芯片设计、晶圆制造和封装测试等各环节。 MEMS 具有高度的定制化特征,前期研发投入高昂,研发周期长,中高端场景下行 业壁垒高。MEMS 每种器件的设计、制造、封装、测试方法均存在较大差异,市场 很难形成标准化,成熟的产品才能表现出一定的集中度。极端情况下一款传感器的 研发需 6-8 年,加上测试、导入产业链的时间,成品甚至能花费近 20 年。
2.2、 自动驾驶、低空经济等产业发展推动景气度进入上行周期
MEMS 器件的驱动力主要源于应用端,只有当新产品要用到某些器件,才会引 发大规模研究和生产。MEMS 会伴随电子、机械、材料、信息、物理、化学、光学 等学科的技术成长,同时当 MEMS 与不同技术结合会再产生新的器件。1990 年-2000 年 MEMS 跟随汽车安全掀起第一次热潮;2000 年-2010 年智能手机的发展引发第二 次热潮;2010 年-2020 年智能手表、TWS 耳机、可穿戴设备主导第三次热潮;2020 年至今,自动驾驶、商业航天、低空经济、机器人等产业逐步进入高速成长阶段, 推动 MEMS 行业景气度进入上行周期。
(1)低空经济
低空经济的产品主要为无人机、eVTOL 等,下游领域广泛,涵盖物流、交通、 文旅等。无人机方面,根据用途可以划分为军用和民用无人机,民用无人机已成为 低空经济发展的主力机型,2023 年产业规模达到 1174 亿元,同比+32%。eVTOL 方 面,受政策驱动及头部公司适航取证进程提速影响,eVTOL 迎来商业化提速周期, 预计 2026 年规模将增长至 95 亿元,2024-2026 年 CAGR 约为 72.3%。
低空经济产业链包括上游基础设施/保障服务、中游飞行器制造以及下游的运营 应用。中游飞行器制造包括三大关键系统,其中机载系统由感知系统、通信系统、 导航系统以及智能座舱组成。导航系统需要为飞行器提供姿态、方位、速度和位置 等信息,从而实现正确的操纵和控制。导航系统的关键的指标是精度和可靠性,解 决方案有两种,分别是提升传感器自身的精度和可靠性,即采用更高级别的传感器; 以及使用组合导航,组合更多的不同工作原理的传感器。前者算法简单,但是成本 高昂,因此 eVTOL 规模化应用更需要依赖于组合导航的使用。IMU 是组合导航的 核心,结合 GNSS、磁罗盘后有望提升系统的容错能力,提升算法精度,提高稳定 性。IMU 由加速度计和陀螺仪组成,战术级别的 MEMS 已经具备较好的性能,可以 满足 eVTOL 的基本需求。其特点是受环境干扰少、动态性能好、导航信息全面且输 出频率高,但是误差随时间不断累积。融合算法从 IMU、GNSS、磁罗盘、大气数 据的组合中调整导航系统至最佳性能并保持高可靠性,输出完整的飞行器姿态、航 向、三维速度、三维位置信息和对应的精度指标。
多数企业进入 eVTOL 适航取证阶段,商业化运营提速。亿航智能 EH216 是全 球首个三证齐全的 eVTOL,已在广州、合肥完成商业首飞演示,在手订单充沛,逐 步进入规模化生产和商业化交付阶段。工信部等四部门印发《通用航空装备创新应 用方案(2024-2030 年)》,提出低空经济的阶段目标:2027 年基本建立现代化通用 航空基础支撑体系,以无人化、电动化、智能化为基础特征的新型通用航空装备在 城市空运、物流配送、应急救援等领域实现商业应用。IMU 模块约占 eVTOL 成本 的 8%,打开高性能 MEMS 市场空间。
(2)军用无人系统/导弹远火
现代战争的模式向“信息化、无人化、智能化”发展,军用无人机装备成为武 器装备重点采购的方向。MEMS 惯导系统在军品中,用于导弹、飞机、舰船、战车 等导航制导测量速度和位置信息。军需推动惯性导航需求大幅增长,大批量、低成 本、高精度需求加速 MEMS 导航技术应用和升级。 惯性传感器在各类无人系统中均起到关键作用,是无人机最为重要的传感器之 一。无人系统中关键技术之一是 GNC 技术,包括无人车、无人机、无人艇、无人潜 航器。其中 N 指 Navigation 导航,作用是提供载体位置、姿态、航向和速度等信息, 解决载体精确定位问题,惯导系统是 N 的核心。典型的无人机由飞行器平台分系统、 信息传输分系统、地面测控分系统、任务载荷分系统以及地面保障设备五部分组成。 其中飞行器平台分系统由机体、动力装置和飞行控制/导航组成。包括 INS/GPS 装置 的组合导航系统是中大型或中小型的无人机里必不可少的关键设备。
无人机的导航系统解决方案目前形成比较固定的范式,MEMS 惯导在不同等级 无人机上都有应用。高价值无人机主要面向复杂战场环境,有高冗余、安全性的要 求,通常会配置光纤或激光惯导,叠加 MEMS 惯导和光纤航姿载。中等价值的无人 机典型配置是光纤航姿系统加上 MEMS 惯导。面向低成本的无人机,以及现在越来 越多的巡飞器类产品,它面向小型、蜂群等批量装备场景,有可消耗、可以适当的 放宽冗余的要求,会更倾向于以 MEMS 去作配套,包括 MEMS 惯导加 MEMS 航姿。
包括远火在内的精确制导武器依赖于 MEMS 惯导的发展。精确制导弹药的发展 已呈现出“基本化+系列化”“通用化+模块化”“普通装备+精确制导套件”的趋势, 能有效降低研发和使用成本。采用 MEMS IMU 导航系统的弹药能够避免受到 GNSS 的信号干扰。海外 MEMS 龙头霍尼韦尔为美国军方提供大批量的炮弹导引模块。截 至 2022 年底,霍尼韦尔已交付超过一百万台战术级惯性测量装置,2015-2022 年其 一款 MEMS IMU 产品的订单采购量近 70 亿美元。我国精确制导武器的制导系统目 前主要采用光纤陀螺仪,未来 MEMS 陀螺仪替代空间广阔。
(3)人形机器人
IMU 是实现人形机器人姿态控制的核心,未来 1 个人形机器人预计需要 4 个 IMU 用以控制姿态和稳定机体。IMU 是人形机器人保持平衡及运动控制的关键传感 器。惯性传感器采集的角速度与加速度等惯性信息可以用于推算人形机器人的实时 位置与运动轨迹,同时可以与机器人搭载的多传感器融合,在数据类型和数据频率 间实现互补。人形机器人达到特斯拉 Optimus 的精度,需要通过增加高精度 MEMS IMU 数量来达到身体稳定、姿态控制以及头不稳定补偿的效果。IMU 在机器人上可 以与摄像头、力传感器等多传感器数据融合,以达到维持身体平衡,预测速度和轨 迹并进行定位导航等功能,在四足机器人、人形机器人上均有望标配。

(4)自动驾驶
自动驾驶由感知、决策、执行三大系统组成,传感器作为汽车的“五官”,是“感 知”的主要承担者。传统燃油车大多具备针对转速、压力、振动等参数的状态传感 器,智能网联汽车则增加了两大类传感器:一类是环境感知传感器,包括超声波、 毫米波、激光雷达等距离传感器和摄像头等视觉传感器;另一类是导航定位传感器, 主要包括卫星定位传感器和惯性导航传感器。自动驾驶系统需要 IMU 来弥补 GNSS 信号不稳定的缺陷。在 GNSS 信号较弱的路段,IMU 依然能够为自动驾驶系统提供 车辆的方向、速度、里程、时间等维度的行驶数据。 国家层面推动车路云和自动驾驶发展为 MEMS 注入增长动力。国家对“车路云” 的布局以及自动驾驶相关条例的意见征求表明智能驾驶、无人驾驶的商用智能化要 求不断提高、商用化落地加快,带动上游 MEMS IMU 的规模化机会。根据微纳制造 产业促进会测算,2023 年我国自动驾驶车载 IMU 市场规模为 31.51 亿元,到 2030 年将提升到 154.94 亿元,CAGR 为 25.55%。
(5)商业航天
MEMS 惯导系统以其小型化、高集成、低成本的优势,逐步适用于体积和重量 受限的微小卫星等系统。鸿鹄-3 计划发布,是继星网 GW 计划和 G60 星座后,中国 第三个超万颗卫星的巨型星座计划,低轨卫星的发射计划或表明国家对太空经济的 进一步推进。由于每颗卫星需要搭载 2-3 套惯性模组,而且公司的 MEMS 惯性器件 在高性能的同时兼具小型化的优势,更符合下游发展需求,具备较大的发展机会。 根据 Yole Intelligence,2023 年高性能 MEMS 惯性传感器在全球高可靠领域(商业航 天+商业航海)市场规模为 30.73 亿美元,预计到 2029 年该市场规模可达 40.73 亿美 元,CAGR 可达 4.81%。
3.1、 技术研发实力卓著,不断增厚护城河
深耕 MEMS 技术十余载,高性能陀螺仪核心性能指标达到国际先进水平。公司 2012 年成立之初,股东 MEMSLink 和北京芯动用专有技术进行出资,明确了产品技 术路线,确定了研发方向。公司逐步形成了 MEMS 惯性传感器芯片设计、MEMS 工 艺方案开发、封装与测试等主要环节。公司自主研发的高性能 MEMS 芯片具有独特 的驱动和检测结构,能有效地抑制质量块和电容检测结构对加速度的影响。公司设 计的 MEMS 芯片在保证惯性器件高性能的前提下充分考虑了易量产性和环境适应性, 能够满足客户不同惯性平台在不同应用场景下的差异化需求。为了充分发挥 MEMS 芯片的性能,公司自主研发了拥有完整、成熟算法的配套 ASIC 芯片,可以根据不同 客户的需求和产品应用场合,灵活、快速地调整 ASIC 模块的各项参数以获得最优 的整体性能。公司在封装和测试层面具有深厚的工艺积淀。封装方面,公司利用CLCC 封装技术,对封装结构、材料和工艺条件持续改进,可以显著降低封装应力对传感 器性能的影响,同时提高抗冲击能力。
公司打造了完备的研发团队,重视研发投入。截至 2023 年 12 月 31 日,公司研 发人员共有 78 人、占公司总人数的 50%,拥有硕士或博士学位的研发人员为 40 人, 占研发人员的 51.28%。公司已经建立了梯度相对完善的研发团队,在 MEMS 陀螺 仪、MEMS 加速度计以及压力传感器等领域建立了专门的研发队伍。截至 2023 年 12 月 31 日,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,在 MEMS 惯性传感器领域已形成自主的专利体系和技术闭环。
公司产品的核心技术指标达到国际先进水平,但是从经营规模、产品和技术体系、发展历史等方面比较,公司与上述国际企业还存在一定差距。Honeywell、ADI 等 国外巨头整合了芯片设计、晶圆制造、封装和测试整个产业链,采用 IDM 模式,其 MEMS 产品体系相对丰富。Sensonor、Silicon Sensing 除开发 MEMS 惯性器件外, 还进行相关模组、系统产品的生产。而公司专注于 MEMS 惯性传感器芯片的研发和 设计,将晶圆制造和芯片封装委托给晶圆制造商和外部的封装厂商完成。
公司陀螺仪 33 系列在核心性能指标上接近海外龙头的王牌产品。HG4930 为 Honeywell 已量产性能最优的硅基 MEMS 陀螺仪组成的惯性测量单元。CRH03 为 Silicon Sensing 已量产性能最优的硅基 MEMS 陀螺仪。STIM210 为 Sensornor 已量产 性能最优的三轴硅基 MEMS 陀螺仪组件。陀螺仪 33 系列产品为公司目前性能较高 的一款产品。主要核心指标零偏稳定性优于 Honeywell 的 HG4930 系列陀螺仪、 Silicon Sensing 的 CRH03 系列陀螺仪及 Sensonor 的 STIM210 陀螺仪;在角度随机游 走指标方面,陀螺仪 33 系列产品指标优于 Sensonor 的 STIM210 系列陀螺仪,与 Honeywell 的 HG4930 系列陀螺仪和 Silicon Sensing 的 CRH03 系列陀螺仪接近;在 标度因数精度指标方面,陀螺仪 33 系列产品指标优于 Silicon Sensing 的 CRH03 系 列陀螺仪和 Sensonor 的 STIM210 系列陀螺仪。
3.2、 处微笑曲线核心环节,高议价带来高盈利
公司处于产业链的高附加值环节,议价能力强。公司不直接从事芯片的生产和 价格,而是向上游几家晶圆厂采购 MEMS 晶圆、ASIC 晶圆以及封装服务,公司专 注于附加值、技术壁垒高的芯片设计等中间环节。随着公司生产规模的扩大,采购 晶圆数量的提升带来采购单价有下降的趋势。公司晶圆供应商有北方电子院、上海 花壳电子、ERA Spread Limited 等。

公司高性能硅基 MEMS 惯导产品应用于高壁垒的中高端领域,国内缺乏同等级 的竞争对手,具有议价能力。公司高性能 MEMS 陀螺仪的核心性能指标可达到导航 级陀螺仪精度水平,以陀螺仪 33 系列 HC 型号为例,其零偏稳定性、标度因数精度、角度随机游走等核心性能指标满足导航级陀螺仪的要求。公司直接客户及最终客户 主要为高端工业、无人系统及高可靠领域的各大科研院所和央企集团。公司主要客 户为客户 A、阿尔福微电子(深圳)有限公司、客户 C、西安北斗测控等。
公司的同行可比竞争对手主要为国外从事高性能 MEMS 的企业,国内上市公司 缺乏在细分领域跟公司完全可比的竞争对手。目前国外从事高性能 MEMS 惯性传感 器业务的代表企业主要为 Honeywell、ADI、Sensonor、Silicon Sensing、Colibrys 等。 国内上市公司中从事 MEMS 传感器领域的公司主要包括敏芯股份(消费级 MEMS 传感器)、睿创微纳(红外热成像 MEMS 芯片)、星网宇达(惯性导航)以及理工导 航(光纤陀螺仪),但从事的业务与芯动联科有本质的区别。
3.3、 轻资产营运模式,募集资金加码高端领域布局
公司区别于海外龙头,采用轻资产 Fabless 的运营模式。公司专注于芯片研发测 试和销售,将晶圆制造、芯片封装环节交由专业的晶圆制造厂商和封装厂商完成, 在取得芯片成品并完成测试后对外销售。公司 ASIC 芯片采用标准 CMOS 制造工艺, 而 MEMS 芯片采用体硅加工工艺,相较于 CMOS 制造工艺标准化程度较低。公司 传感器芯片中的 MEMS 芯片内部包含了复杂的极微小型机械结构,具有较高定制化 的特性,不同类型传感器往往拥有不同的微机械结构,一款 MEMS 芯片通常对应一 套加工工艺方案。公司和晶圆厂、封装厂合作开发 MEMS 工艺方案,以保证产品的 质量和良率,从而提高传感器芯片产品的性价比和市场竞争力。公司深度参与晶圆 代工厂的工艺方案开发,通过 DRIE 技术在体硅上刻蚀出高深宽比的微机械结构,解 决了真空度不稳定、寄生电阻离散、圆片翘曲、结构脱落等一系列工艺问题。
研发方面,公司将产品研发划分为概念、计划、开发、验证、试生产和量产等 六个阶段。概念阶段通过对目标客户进行调研,分析开发产品的特性、目标成本、 量产时间、市场竞争格局等,从而确定可行性;开发阶段,根据客户要求协调资源, 先设计再审核产品成本,最终决定是否进行产品投片;试生产阶段对产品的良率和 质量进行评估,待产品经过客户试用和考核后,决定是否投入量产。先进以及快速 响应的研发能力是衡量竞争优势的关键。 采购方面,公司将完成的芯片设计交付晶圆代工厂进行加工,之后由封装厂进 行封装。公司与晶圆代工厂签订框架合同,并根据市场需求下达订单,晶圆代工厂 接到订单后排期生产。MEMS 晶圆的生产周期通常为 9-12 个月,ASIC 晶圆的生产 周期通常为 3-6 个月左右。 公司采用轻资产的运营模式,提高了资产周转率,降低了资本投入和财务风险。 无需自建晶圆加工厂,大幅降低了资本投入和时间成本,也降低了大规模固定资产 投资带来的财务风险。轻资产的运营模式使公司更专注于 MEMS 惯性传感器芯片的 研发设计及市场推广,建立技术优势。
公司募集资金投入高性能及工业级 MEMS 惯性导航项目建设,赋能产能及研发 实力。(1)高性能及工业级 MEMS 陀螺开发及产业化项目。开发的产品具体包括工 业级 Z 轴陀螺仪、工业级 3 轴陀螺仪、高性能 Z 轴陀螺仪,产品具有高性能、微型 化、低成本、低功耗的特点。本项目建设期三年,计划总投资 22,979.75 万元。(2) 高性能及工业级 MEMS 加速度计开发及产业化项目。本项目建设内容包括新一代高 性能 MEMS 加速度计和工业级三轴加速度计的开发和产业化。本项目建设期三年, 计划总投资 14,661.33 万元。(3)高精度 MEMS 压力传感器开发及产业化项目。压 力传感器的应用领域与惯性传感器存在差异,但工作原理以及基础技术与惯性传感 器一致,预期在航空电子、仪器仪表、工业制造、气象探测、高铁车辆控制等领域 实现广泛应用。本项目建设期三年,计划总投资 15,669.52 万元。(4)MEMS 器件 封装测试基地建设项目。拟投资建设一条 MEMS 器件封装测试生产线,使公司具备 圆片级测试能力,并且测试产能能够与封装生产线产能匹配,整体提高公司的生产 效率,进一步完善公司产业链布局。本项目建设期三年,计划总投资 22,166.12 万元。
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