MEMS传感器产业链分析:芯片、工艺为两大核心能力,市场格局相对集中
与数字IC 不同,MEMS 芯片对电特性和机械特性要求都很高,对于传感器供应商来说,芯片能力和封装工艺都是核心技术。我们估计MEMS 芯片与ASIC 的成本合计占比超过60%。同时,封装需要考虑温度、化学、应力等因素,对传感器性能也有比较大的影响。
MEMS 传感器产业链
资料来源:Yole
以MEMS 压力传感器的制造过程为例,需要在硅片上通过氮化硅薄膜热沉积、光刻、金属离子注入等工艺制备出压力敏感电阻与金属的互连引线后,在硅片背面进行各向异性湿法腐蚀,通过调整腐蚀速率和时间来控制压力敏感膜的厚度,最后用玻璃进行键合作为芯片的支撑架构。我们估计需要7-8 层衬底,需要一层一层去做沉积、光刻、注入、腐蚀等过程,对温度控制精度、应力的要求非常高。而且衬底不仅是硅,还有金属、塑料、陶瓷、聚合物等。
纵观整条产业链,发现MEMS 以及ASIC 芯片的竞争格局相对集中,主要供应商有Bosch、Sensata、NXP(Freescale)、Denso、Infineon、ADI 等;传感器产品供应商更为分散,主流企业包括Bosch、Sensata、Denso、Conti、Delphi、TE、Amphenol等。其中Bosch 具备全产业链能力,采用IDM 模式,从晶圆厂到最终的汽车电子系统均自行生产;Sensata 具备芯片设计能力以及传感器产品的开发制造能力,但采用Fabless 模式,芯片全部由晶圆厂代工;其余的NXP、Infineon、ADI、ST 等芯片厂商则结合IDM 及Fabless 两种模式,根据产品线的不同灵活布局。
国产压力MEMS 成本结构
资料来源:Yole
MEMS 工艺基本流程图
资料来源:公开资料
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