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。”