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1、芯動聯科芯動聯科(688582)(688582)深度報告:高性能硅基深度報告:高性能硅基MEMSMEMS慣性傳感器領慣性傳感器領導者,看好高可靠領域滲透率持續導者,看好高可靠領域滲透率持續提升提升評級:買入(首次覆蓋)證券研究報告2024年10月12日半導體羅琨(證券分析師)傅麒丞(證券分析師)S0350522110003S請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明2相對滬深300表現表現1M3M12M芯動聯科18.0%37.1%3.4%滬深30022.0%12.1%6.0%最近一年走勢-45%-29%-14%2%18%33%2023/10/112024/10/11芯動聯科滬深300市場數據20
2、24/10/11當前價格(元)39.9152周價格區間(元)21.61-49.93總市值(百萬)15,964.40流通市值(百萬)9,701.39總股本(萬股)40,001.00流通股本(萬股)24,308.16日均成交額(百萬)306.31近一月換手(%)33.38請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明3核心提要核心提要u專注于專注于MEMS慣性傳感器技術,聚焦于高可靠領域。慣性傳感器技術,聚焦于高可靠領域。芯動聯科是國內領先的高性能硅基MEMS慣性傳感器研發、測試與銷售的芯片設計公司,成立于2012年,是國內擁有自主知識產權的高性能MEMS慣性傳感器產品體系并批量生產及應用的高新技術企業
3、。公司主要產品包括MEMS陀螺儀和MEMS加速度計,均包含一顆微機械(MEMS)芯片和一顆專用控制電路(ASIC)芯片,實現導航定位、狀態監測、姿態感知、平臺穩定等功能。公司產品已廣泛應用于高端工業、無人系統、高可靠等領域,并逐步向自動駕駛、機器人、民用航空、商業航天等領域拓展。2019-2023年公司實現營業收入分別為0.80/1.09/1.66/2.27/3.17億元,年均復合增速為41%,取得歸母凈利潤分別為0.38/0.52/0.83/1.17/1.65億元,年均復合增速45%。uMEMS慣導非標工藝技術壁壘高,向高精度慣導非標工藝技術壁壘高,向高精度/集成化集成化/低成本低成本/多領
4、域發展。多領域發展。MEMS產品包括傳感器和執行器,其中MEMS傳感器與傳統機電傳感器相比具備小型化、低功耗、集成化、智能化等特點,被廣泛應用于消費電子、汽車、工控、醫療等領域,用于感知運動、聲音、溫度、壓力等。據Yole Intelligence數據,2022-2027年全球MEMS市場規模有望從147.50億美元增長至222.53億美元,年均復合增速為8.57%;慣性類傳感器和MEMS壓力傳感器是MEMS及MEMS傳感器的主要產品類別。慣性傳感器是將物體運動的加速度、位置和姿態轉換為電信號的器件,包括加速度計、陀螺儀、磁力計和慣性測量單元(IMU),可有效實現導航定位、姿態感知、平臺穩定的
5、功能;零偏穩定性是衡量陀螺儀和加速度計產品性能高低的核心指標。2021年MEMS加速度計、MEMS陀螺儀、IMU和MEMS壓力傳感器合計占MEMS整體行業的39.92%、占MEMS傳感器行業的62.66%;下游應用領域消費電子、汽車電子、工業控制的占比較高,2022年分別為53%/19%/17%。u核心技術自主可控獨占性高,產業鏈上下游深度綁定可持續性強。核心技術自主可控獨占性高,產業鏈上下游深度綁定可持續性強。芯動聯科是國內較早從事高性能MEMS慣性傳感器研發的芯片設計公司,掌握高性能MEMS慣性傳感器核心技術,公司采用Fabless經營模式運作,專注于MEMS慣性傳感器芯片的研發、測試和銷
6、售。截至2023年12月31日,芯動聯科已取得發明專利23項、實用新型專利22項,集成電路布圖設計3個,主要涉及陀螺儀ASIC芯片閉環檢測、MEMS加速度計設計和工藝方案開發、陀螺儀MEMS芯片工藝技術、陀螺儀閉環多模態控制算法、調頻FM加速度計的耦合消除技術、調頻FM加速度計低閃爍噪聲技術等,在ASIC電路設計以及MEMS芯片敏感結構設計方面具備技術先進性。高性能MEMS陀螺儀核心性能指標已達到國際先進水平,亦可達到部分光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統陀螺儀精度水平。2020-2022年高可靠領域收入占比均在75%以上,公司綜合毛利率達80%以上,下游用戶以大型央企集團及科研院所為主,合作關系穩
7、定,用戶粘性較強。業務拓展布局高精度諧振式MEMS壓力傳感器,高性能諧振式壓力傳感器性能精度可達萬分之一至萬分之二水平,有望為公司打開新成長空間。u盈利預測與投資評級:盈利預測與投資評級:隨著傳感、5G通信連接、計算技術的快速進步和聯網節點的不斷增長,對智能傳感器數量和智能化程度的要求將進一步提升,傳感器的精度、可靠性要求將不斷提高。未來自動駕駛汽車、工業物聯網、車聯網、智能城市、智能家居等新產業領域有望為MEMS傳感器行業發展創造廣闊的應用空間,引領MEMS傳感器的應用浪潮。我們預計公司2024-2026年營業收入分別為4.51/6.52/9.43億元,同比分別為+42%/+44%/+45%
8、,預計歸母凈利潤分別為2.35/3.40/4.87億元,同比分別為+42%/+45%/+43%,對應PE分別為68/47/33倍。首次覆蓋,給予“買入”評級。u風險提示:風險提示:公司行業經驗及影響力、市場占有率、經營規模等方面和行業龍頭存在差距的風險;客戶集中風險;毛利率下降風險;經營季節性風險;關聯交易占比較高的風險;宏觀環境變化風險。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明4預測指標預測指標2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E營業收入(百萬元)317451652943增長率(%)40424445歸母凈利潤(百萬元)165235340487增長率
9、(%)42424543攤薄每股收益(元)0.410.590.851.22ROE(%)8101315P/E87.8967.9446.9032.75P/B7.326.805.945.03P/S48.7835.3824.4916.93EV/EBITDA88.4163.7343.3430.65資料來源:Wind資訊,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明51 1 芯動聯科:高性能硅基芯動聯科:高性能硅基MEMSMEMS慣性傳感器領導者慣性傳感器領導者請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明6圖表:芯動聯科股權結構圖表:芯動聯科股權結構(截至截至2024年年9月月30日日)1.1 專注于
10、專注于MEMS慣性傳感器技術,聚焦于高可靠慣性傳感器技術,聚焦于高可靠領域領域2021年年7月月引入寶鼎投資、航天科工、中芯聚源、金石投資、基石資本、方正和生投資、招商證券、國兵晟乾、蚌埠中城創業投資、高影投資等投資機構全資子公司北京芯動致遠成立第二代高性能MEMS陀螺儀規模量產第三代高性能MEMS陀螺儀量產2017年年11月月2017年年6月月2019年年3月月2018年年5月月高性能MEMS加速度計規模量產2020年年6月月2020年年11月月股份公司成立第一代高性能MEMS陀螺儀研制成功2012年年7月月2015年年6月月入選工信部第三批“專精特新小巨人”企業名單2022年年2月月芯動聯
11、科成立入選安徽省制造業單項冠軍培育企業名單并榮獲安徽省“專精特新企業50強”稱號2023年6月30日,在上海證券交易所科創板上市,證券代碼:688582,證券簡稱:芯動聯科2023年年6月月圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科發展歷程發展歷程芯動聯科是國內領先的高性能硅基芯動聯科是國內領先的高性能硅基MEMS慣性傳感器研發、測試與銷售的芯片設計慣性傳感器研發、測試與銷售的芯片設計公司。公司。芯動聯科成立于2012年,是國內擁有自主知識產權的高性能MEMS慣性傳感器產品體系并批量生產及應用的高新技術企業。公司主要產品為高性能MEMS慣性傳感器,包括MEMS陀螺儀和陀螺儀和MEMS加速度計加速度計,均包含
12、一顆微機械(一顆微機械(MEMS)芯片)芯片和一顆專用控制電路(一顆專用控制電路(ASIC)芯片)芯片,實現導航定位、狀態監測、姿態感導航定位、狀態監測、姿態感知知、平臺穩平臺穩定定等功能。公司產品已廣泛應用于高端工業、無人系統、高可靠高端工業、無人系統、高可靠等領域,并逐步向自動駕駛、機器人、民用航空、商業航天等領域拓展。公司客戶主要為各大科研院所和央企集團下屬單位,包括中科航星、航宇測通、星網宇達、重慶天箭等。公司公司無控股股東,無控股股東,實際控制人金曉冬、宣佩琦實際控制人金曉冬、宣佩琦、毛敏耀毛敏耀皆為皆為技術背景出身,中國兵技術背景出身,中國兵器集團持有公司器集團持有公司20%的股份
13、,管理層及的股份,管理層及核心核心技術人員與股東利益一致。技術人員與股東利益一致。2012年金曉冬、宣佩琦、毛敏耀三人通過MEMSLink和北京芯動以7項專利技術出資與兵器集團下屬的北方通用等公司共同成立芯動有限,后于2020年成立股份公司。截至2024年9月30日,芯動聯科三位實際控制人合計持有公司37.88%的股份(金曉冬/宣佩琦/毛敏耀分別持有22.2%/9.62%/6.06%),兵器集團通過北方電子研究院持有公司股20%的股份。管理層方面,公司董事會自上市以來已到期更換一屆,其中董事長均由兵器集團旗下北方電子研究院(214所)指派人員擔任。公司骨干人員于2019年通過自籌資金設立員工持
14、股平臺,核心技術人員華亞平、張晰泊、顧浩琦及其他核心管理層林明、胡智勇、白若雪均持有公司股份。管理層及核心技術人員持股與股東利益一致,股權激勵計劃有助于公司長久發展。資料來源:芯動聯科官網資料來源:芯動聯科官網/招股書招股書/公司公告,公司公告,iFinD,國海證券研究所,國海證券研究所金曉冬宣佩琦安徽芯動聯科微系統股安徽芯動聯科微系統股份有限公司份有限公司北京芯動聯科微電子技術有限公司中國兵器集團(電子院6%、微電子院14%)宣佩琦50.00%50.00%70.00%MEMSLink Corporation北京芯動致遠微電子技術有限公司Moving Star Limited(中國香港)芯動聯
15、科科技河北有限公司100.00%100.00%100.00%毛敏耀金曉冬30.00%其他1.32%13.48%2.88%42.12%20.00%20.20%請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明71.1 專注于專注于MEMS慣性傳感器技術,聚焦于高可靠領域慣性傳感器技術,聚焦于高可靠領域圖表:芯動聯科子公司及分公司概況圖表:芯動聯科子公司及分公司概況關系關系公司公司簡簡稱稱設立時間設立時間設立地點設立地點主營業務主營業務設立原因設立原因分公司無錫分公司2020.03.09 江蘇無錫MEMS慣性傳感器產品的研發及測試參與產品研發測試子公司芯動致遠2017.11.29北京主要從事MEMS傳感器產
16、品相關的研發設計工作北京地區集成電路及MEMS傳感器行業相關人力資源較為豐富,人才易得Moving Star2019.03.08中國香港主要從事MEMS傳感器產品的國際市場銷售及服務拓展海外業務芯動科技2022.08.08河北石家莊車載組合導航定位系統及相關產品的研發及生產為車企和智能駕駛解決方案供應商提供車載組合導航定位系統及相關產品產品名稱產品名稱產品簡介產品簡介應用領域應用領域產品型號(部分)產品型號(部分)起始導入時間起始導入時間下游客戶(部分)下游客戶(部分)圖例圖例慣性測量單元(IMU)MEMS陀螺儀MEMS陀螺儀是測量角速率的器件陀螺儀是測量角速率的器件,核心是一顆微機械(MEM
17、S)芯片,一顆專用控制電路(ASIC)芯片及應力隔離封裝。慣性測量單慣性測量單元(元(IMU)是測量物體是測量物體三軸姿態角三軸姿態角(或角速率)(或角速率)及加速度的及加速度的裝置裝置。一個IMU通常由三個軸向的陀螺和三個軸向的加速度計構成,以測量物體在三維空間中的角速率和加速度。慣性導航:飛行體、車、船、測繪平臺穩定:吊艙、車、船、飛機、動中通、雷達姿態感知:航姿儀、微納衛星、石油勘探、尋北儀、動中通狀態監測:5G基站、高速鐵路、機器人陀螺儀20L系列2017年起客戶A、客戶C、經銷商阿爾福的終端客戶、西安北斗XDR330:高性能Z軸MEMS陀螺儀陀螺儀32系列,后續逐漸被陀螺儀33系列和
18、陀螺儀21H系列取代2017年起客戶A、客戶C、通過阿爾福導入其終端客戶和終端客戶陀螺儀21L系列2018年起西安比特聯創科技有限公司MEMS加速度計MEMS加速度計是測量物體線加速度的器件加速度計是測量物體線加速度的器件,其產品構造與陀螺儀基本相同。產品主要包含加速度計敏感結構和ASIC芯片,ASIC芯片由電容/電壓變換電路和數字部分組成。利用敏感結構將線加速度的變化轉換為電容的變化量,最終通過專用集成電路讀出電容值的變化,得到物體運動的加速度值。飛行體、車、船、機器人、衛星等慣性導航、平臺穩定、姿態感知,工業設備、橋梁、高鐵軌道、5G基站等設備的狀態監測加速度計35系列2018年左右阿爾福
19、和客戶AXDA1201V-高性能X軸MEMS加速度傳感器XDA1202-高性能X軸MEMS加速度傳感器MEMS壓力傳感器MEMS壓力傳感器工作原理以及基礎技術與慣性傳感器一致,均是基于諧振式MEMS器件與相匹配的ASIC控制芯片共同作用的結果。航空電子、儀器儀表、工業制造、氣象探測、高鐵車輛控制等領域XDP8100-高精度硅諧振壓力傳感器-圖表:芯動聯科主要產品矩陣圖表:芯動聯科主要產品矩陣資料來源:芯動聯科官網資料來源:芯動聯科官網/招股書招股書/公司公告,國海證券研究所公司公告,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明81.2 業績增長穩步、盈利能力較強,持續加大研發投入業績
20、增長穩步、盈利能力較強,持續加大研發投入圖表:圖表:2019-2024H1公司營業收入公司營業收入圖表:圖表:2019-2024H1公司歸母凈利潤公司歸母凈利潤圖表:圖表:2019-2024H1公司毛利率公司毛利率&凈利率凈利率資料來源:芯動聯科招股書資料來源:芯動聯科招股書/公告,公告,iFinD,國海證券研究所,國海證券研究所公司產品銷量提升,營收業績穩步增長。公司產品銷量提升,營收業績穩步增長。2019-2023年公司實現營業收入分別為0.80/1.09/1.66/2.27/3.17億元,年均復合增速為41%,取得歸母凈利潤分別為0.38/0.52/0.83/1.17/1.65億元,年均
21、復合增速45%。2017年以來公司產品陸續導入客戶,歷經產品測試、試產等環節后逐漸進入量產應用階段,2020-2023年公司產量分別為31929/51819/78052/122441只、銷量分別為30447/53873/80728/121949只,收入伴隨產品放量同步增長。公司主營業務成本中直接材料2020-2023年占比超過50%,主要包括晶圓和其他材料;2022年公司銷量最大的陀螺儀20L系列的主要供應商的晶圓價格遠低于其他晶圓價格??傮w上,2019-2023年公司MEMS產品產銷兩旺,營收利潤逐年增加。綜 合 毛 利 率 維 持 在綜 合 毛 利 率 維 持 在 8 0%以 上,盈 利
22、能 力 較 強,毛 利 率 總 體 維 持 高 位。以 上,盈 利 能 力 較 強,毛 利 率 總 體 維 持 高 位。2 0 1 9-2 0 2 3 年 芯 動 聯 科 銷 售 毛 利 率 水 平 分 別 為90.24%/87.96%/85.39%/85.92%/83.01%,銷售凈利率水平分別為47.47%/47.80%/49.73%/51.40%/52.16%。毛利率方面,公司MEMS慣性傳感器核心技術指標已達到國際先進水平,銷售議價能力強,同時公司產品實現了批量化生產,生產成本相對較低,毛利率相對較高;近年來,公司毛利率有所下降(截至 2024H1 仍維持在 80%以上),主要是毛利率
23、較低的產品銷售收入占比持續提升所致,另外公司采用階梯定價策略,隨著客戶采購數量增長會給予一定價格優惠。凈利率方面,2019-2023年公司凈利率水平逐年穩步上升,2022/2023年凈利率水平超50%。90.24%87.96%85.39%85.92%83.01%81.17%47.47%47.80%49.73%51.40%52.16%41.11%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201920202021202220232024H1銷售毛利率銷售凈利率0.80 1.09 1.66 2.27 3.17 1.37 35.92%52.96%36.58%39.77%42.0
24、4%0%10%20%30%40%50%60%0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 201920202021202220232024H1營業收入同比增速億元0.38 0.52 0.83 1.17 1.65 0.56 36.84%59.16%41.16%41.84%38.07%0%10%20%30%40%50%60%70%00.20.40.60.811.21.41.61.8201920202021202220232024H1歸母凈利潤同比增速億元請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明90.150.260.410.560.800.542.26%2.13%1.95%1.75
25、%2.24%4.06%14.40%12.20%9.77%10.48%9.32%11.35%19.20%23.96%24.39%24.57%25.29%39.12%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 201920202021202220232024H1研發費用銷售費用率管理費用率研發費用率億元1.2 業績增長穩步、盈利能力較強,持續加大研發投入業績增長穩步、盈利能力較強,持續加大研發投入圖表:圖表:2019-2023年公司營業收入結構年公司營業收入結構圖表:圖表:2019-2023年公司各項業務毛
26、利率年公司各項業務毛利率圖表:圖表:2019-2024H1研發費用研發費用&期間費用率期間費用率90.57%89.18%86.48%86.50%85.55%95.99%95.17%79.73%76.68%65.59%90.64%92.76%91.53%90.65%86.98%90.98%82.38%76.75%78.71%62.53%13.17%3.38%34.99%16.39%66.61%0%20%40%60%80%100%120%20192020202120222023MEMS陀螺儀慣性測量單元技術服務MEMS加速度計其他業務85.05%77.69%80.13%80.63%82.13%1.
27、11%0.62%0.61%4.35%7.12%6.44%4.67%6.02%8.90%5.55%6.85%16.68%13.09%6.03%5.21%0%20%40%60%80%100%120%20192020202120222023MEMS陀螺儀慣性測量單元技術服務MEMS加速度計其他業務資料來源:芯動聯科招股書資料來源:芯動聯科招股書/公告,公告,iFinD,國海證券研究所,國海證券研究所公司收入主要為公司收入主要為MEMS陀螺儀和陀螺儀和MEMS加速度計,各項業務毛利率水平較高,收入多在下半年確認。加速度計,各項業務毛利率水平較高,收入多在下半年確認。營業收入結構方面,2019-2023
28、年公司MEMS陀螺儀、MEMS加速度計、慣性測量單元收入占比分別為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%。公司產品下游應用領域主要為高可靠、高端工業、無人系統等領域,其中2020-2022年高可靠領域收入占比均在75%以上。公司客戶以大型央企集團及科研院所為主,2020-2023年公司前五大客戶銷售收入占比超過70%,受客戶采購需求影響主營業務收入與凈利潤存在明顯的季節性特征,多集中在第三和第四季度確認,2024H1各項業務收入水平相對較低,
29、凈利潤為負。持續加大研發投入,管理費用和銷售費用費用率相對穩定,持續加大研發投入,管理費用和銷售費用費用率相對穩定,2024H1期間費用率上行較多因公司收入多在下半年確認。期間費用率上行較多因公司收入多在下半年確認。2019-2023年銷售費率/管理費率/研發費率分別為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%,期間費用率基本保持穩定。隨著公司業務擴張,銷售費用方面銷售人員總薪酬持續增加;2023年管理費用方面職工薪酬、折舊與攤銷等費用同步增長
30、。2023年公司利息收入1261.91萬元主要因首發上市募集資金14.76億元所致。公司研發費用方面,2023年/2024H1同比分別為43.85%/61.84%。2024H1銷售費率/管理費率/研發費率分別為4.06%/11.35%/39.12%,2024H1期間費用率較2023年上行較多主要因公司收入多在下半年確認。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明102 2 MEMSMEMS慣導非標工藝技術壁壘高,向高精度慣導非標工藝技術壁壘高,向高精度/集成化集成化/低成本低成本/多領域發展多領域發展請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明112.1 傳感器:趨于傳感器:趨于MEMS化,研發周期
31、長、高附加值化,研發周期長、高附加值傳感器類型傳感器類型研發設計研發設計產品改進產品改進降低成本降低成本全面商業化全面商業化歷時歷時(年年)壓力傳感器1954-19601960-19751975-1990199036年加速度計1974-19851985-19901990-1998199824年氣體傳感器1986-19941994-19981998-2005200519年閥門1980-19881988-19961996-2002200222年噴嘴1972-19841984-19901990-2002200230年光學/顯示1980-19861986-19981998-2005200525年生物/
32、化學傳感器1980-19941994-20002000-2012201232年速率傳感器1982-19901990-19961996-2006200624年射頻器件1994-19981998-20012001-2008200814年微繼電器1977-19931993-19981998-2012201235年振蕩器1965-19801980-19951995-2011201146年平均耗時平均耗時10年年8年年10年年-28年年項目對比項目對比傳統機電傳感器傳統機電傳感器MEMS傳感器(傳感器(Micro Electromechanical System)尺寸器件尺寸和質量較大,能耗較高器件尺寸
33、和質量小,能耗較低加工通過傳統機械手段進行加工制造,加工成本高,無法在短時間內大批量生產利用從IC制造工藝發展而來的微加工技術進行加工,能大批量加工,單件成本隨產量增多、尺寸減少而降低材料使用傳統材料,例如各類金屬、高分子聚合物等MEMS加工中最為常見的是硅為代表的半導體材料,石墨烯、壓電陶瓷等新材料逐漸扮演重要角色非電非電信號信號電信電信號號敏感元件轉換元件信號調節轉換電路輸 入傳傳 感感 器器力學光學熱學可進行通信的電信號接受被測量并輸出轉換成適合輸出、測量的電信號轉換成可顯示、處理的有用電信號信號轉換輔 助 電 源輸 出圖表:傳感器工作原理是把非電信號轉化為電信號圖表:傳感器工作原理是把
34、非電信號轉化為電信號圖表:與傳統機電工藝傳感器相比圖表:與傳統機電工藝傳感器相比MEMS傳感器更具技術優勢傳感器更具技術優勢圖表:圖表:MEMS傳感器商業化周期時間表,產品從研發設計到全面商業化平均耗時傳感器商業化周期時間表,產品從研發設計到全面商業化平均耗時28年年一級分類一級分類二級分類二級分類三級分類三級分類MEMS傳感器MEMS物理傳感器MEMS力學傳感器MEMS加速計MEMS角速度計MEMS慣性測量組合MEMS壓力傳感器MEMS流量傳感器MEMS位移傳感器MEMS電學傳感器MEMS電場傳感器MEMS電場強度傳感器MEMS電流傳感器MEMS磁學傳感器MEMS磁通傳感器MEMS磁場強度傳
35、感器MEMS熱學傳感器MEMS溫度傳感器MEMS熱流傳感器MEMS熱導率傳感器MEMS光學傳感器MEMS紅外傳感器MEMS可見光傳感器MEMS激光傳感器MEMS聲學傳感器MEMS噪聲傳感器MEMS聲表面波傳感器MEMS超聲波傳感器MEMS化學傳感器MEMS氣體傳感器可燃性氣體傳感器毒性氣體傳感器大氣污染氣體傳感器汽車用傳感器MEMS濕度傳感器-MEMS離子傳感器MEMSpH傳感器MEMS離子濃度傳感器MEMS生物傳感器MEMS生理量傳感器MEMS生物濃度傳感器MEMS觸覺傳感器MEMS生化量傳感器-圖表:圖表:MEMS傳感器分類傳感器分類資料來源:新型汽車傳感器、執行器原理與故障檢測李偉,汽車
36、傳感器從入門到精通姚科業資料來源:新型汽車傳感器、執行器原理與故障檢測李偉,汽車傳感器從入門到精通姚科業/顧惠烽,歌爾微招股書,賽迪顧問,通信產業網公眾號,傳感器技顧惠烽,歌爾微招股書,賽迪顧問,通信產業網公眾號,傳感器技術公眾號,術公眾號,上??匕惭邪l與轉化功能型平臺上??匕惭邪l與轉化功能型平臺公眾號,國海證券研究所公眾號,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明122.1.1 MEMS全景架構:非標準工藝,產業鏈技術壁壘高全景架構:非標準工藝,產業鏈技術壁壘高 圖表:圖表:MEMS工作原理包括工作原理包括“傳感器傳感器+信號傳輸單元信號傳輸單元”&“執行器執行器+信號傳輸單元
37、信號傳輸單元”力光聲溫度化學其他傳 感 器感測量感測量控制量控制量運動能量狀態其他信 息 存 儲與其他微系統的通訊/接口(光/電/磁)模擬信號處理數字信號處理模擬信號處理執 行 器信息圖表:圖表:MEMS產業鏈分為設計研發、生產制造、封裝測試、系統應用產業鏈分為設計研發、生產制造、封裝測試、系統應用原材料原材料 硅基材料 非硅材料產品設計產品設計 芯片設計 工藝流程設計 機電和結構設計 包括封裝和測試在內的設計驗證上游上游生產制造生產制造 基于半導體制造技術發展 離子擴散 薄膜沉積(PVD/CVD)光刻 刻蝕(干法刻蝕、濕法腐蝕)封裝測試封裝測試 晶圓級封裝 器件級封裝 系統級封裝 橋路檢測
38、零點檢測 激勵檢測 穩定性檢測系統應用系統應用 消費電子 汽車電子 工業 醫療 中游中游下游下游圖表:圖表:MEMS產品設計流程包括工藝流程產品設計流程包括工藝流程+機電結構機電結構+封裝和測試驗證,之間相互交聯封裝和測試驗證,之間相互交聯產品定義FEA建模MEMS晶圓設計MEMS工藝設計DOE和FEA建模封裝設計工藝DOE和封裝電子元件設計封裝開發測試系統設計材 料 數 據 庫封裝設計功能是否實現?是否很符合規格要求?能否量產?NONOYESYES圖表:圖表:MEMS加工工藝及生產模式加工工藝及生產模式微加工技術分類微加工技術分類主要內容主要內容體微加工技術沿著硅襯底的厚度方向對硅襯底進行刻
39、蝕的工藝,包括濕法刻蝕和干法刻蝕,是實現三維結構的重要方法表面微加工技術采用薄膜沉積、光刻以及刻蝕工藝,通過在犧牲層薄膜上沉積結構層薄膜,然后去除犧牲層釋放結構層實現可動結構特殊微加工技術特殊加工方法包括:鍵合、LIGA、電鍍、軟光刻、微模鑄、微立體光刻、微電火花加工等生產模式生產模式特點特點典型廠商典型廠商Fabless模式以設計為主的垂直分工模式,企業主要負責MEMS產品的設計與銷售,將生產、測試、封裝等環節外包樓氏電子、HP、佳能IDM模式目前國際大廠主要的商業模式,廠商經營范圍涵蓋了設計、制造、封裝測試等各環節Bosch(博世)、三星、TI(德州儀器)、東芝、ST(意法半導體)資料來源
40、:歌爾微招股書,賽迪顧問,通信產業網公眾號,資料來源:歌爾微招股書,賽迪顧問,通信產業網公眾號,信息通信技術與政策信息通信技術與政策公眾號,傳感器技術公眾號,國海證券研究所公眾號,傳感器技術公眾號,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明132.1.2 MEMS行業:慣性類傳感器行業:慣性類傳感器&壓力壓力傳感器的應用占比居多傳感器的應用占比居多類別領域主要產品MEMS傳感器慣性傳感器加速度計、陀螺儀、磁傳感器、IMU壓力傳感器壓力傳感器聲學傳感器微型麥克風、超聲波傳感器環境傳感器溫度傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器、顆粒傳感器光學傳感器傅里葉變換紅外光譜、指紋識別、被動紅外及熱電
41、堆、高光譜、環境光、三原色、視覺、三維視覺、微輻射熱計MEMS執行器光學MEMS微鏡、自動聚焦、光具座微流控噴墨打印頭、藥物輸送、生物芯片射頻MEMS開關、濾波器、諧振器微結構微針、探針、手表元件微型揚聲器微型揚聲器超聲波指紋識別超聲波指紋識別99.94105.46115.48135.95147.5157.12170.63188.56204.25222.535.52%9.50%17.73%8.50%6.52%8.60%10.51%8.32%8.95%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%05010015020025020182019202020212022E2023E2024
42、E2025E2026E2027E全球MEMS市場規模增速億美元圖表:圖表:MEMS產品包括傳感器和執行器產品包括傳感器和執行器圖表:圖表:2018-2027年全球年全球MEMS市場規模及預測市場規模及預測圖表:圖表:2021年全球年全球MEMS行業市場結構行業市場結構53%19%4%17%1%6%消費電子汽車電子醫療健康工業控制信息通訊國防航天圖表:圖表:2022年全球年全球MEMS應用領域結構應用領域結構全球全球MEMS產品市場年均復合增速有望達產品市場年均復合增速有望達8%以上,目前主要應用領域為消費電子以上,目前主要應用領域為消費電子/汽車電子汽車電子/工業控制,慣性類傳感器(加速度計、
43、陀螺儀、工業控制,慣性類傳感器(加速度計、陀螺儀、IMU)和壓力傳感器應用最為廣泛。)和壓力傳感器應用最為廣泛。MEMS全稱Micro Electromechanical System,即微機電系統,是微型機械加工工藝和半導體工藝相結合的產品。MEMS產品是將微傳感器、微執行器、微結構、信號處理與控制電路、通訊/接口單元集成在硅晶圓上,形成以機械和電子技術結合的微小裝置。MEMS產品包括傳感器和執行器,其中MEMS傳感器與傳統機電傳感器相比具備小型化、低功耗、集成化、智能化等特點,被廣泛應用于消費電子、汽車、工控、醫療等領域,用于感知運動、聲音、溫度、壓力等。據Yole Intelligenc
44、e數據,2022-2027年全球MEMS市場規模有望從147.50億美元增長至222.53億美元,年均復合增速為8.57%;慣性類傳感器和MEMS壓力傳感器是MEMS及MEMS傳感器的主要產品類別,2021年MEMS加速度計、MEMS陀螺儀、IMU和MEMS壓力傳感器合計占MEMS整體行業的39.92%、占MEMS傳感器行業的62.66%;下游應用領域消費電子、汽車電子、工業控制的占比較高,2022年分別為53%/19%/17%。資料來源:資料來源:明明皜皜傳感招股書,傳感招股書,Yole Intelligence,半導體行業觀察公眾號,半導體行業觀察公眾號,國海證券研究所,國海證券研究所9%
45、13%3%15%11%5%6%1%2%22%4%9%加速度計慣性傳感組合陀螺儀壓力傳感器麥克風光學MEMS噴墨打印頭磁力計熱電堆射頻MEMS微測輻射熱計其他請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明142.2 慣性傳感器:慣性傳感器:可實現導航定位、姿態感知、平臺穩定可實現導航定位、姿態感知、平臺穩定圖表:慣性導航和其他常用導航比較圖表:慣性導航和其他常用導航比較慣性傳感器是將物體運動的加速度、位置和姿態轉換為電信號的器件,包括加速度計、陀螺儀、磁力計和慣性傳感器是將物體運動的加速度、位置和姿態轉換為電信號的器件,包括加速度計、陀螺儀、磁力計和慣性測量單元慣性測量單元(IMU),可有效實現導航定
46、位、姿態感知、平臺穩定的功能;零偏穩定性是衡量陀螺儀和),可有效實現導航定位、姿態感知、平臺穩定的功能;零偏穩定性是衡量陀螺儀和加速度計產品性能高低的核心指標。加速度計產品性能高低的核心指標。磁力計可通過感知地球磁場的存在來計算磁北極的方向實現對物體運動朝向的確認,陀螺儀測量載體相對空間角速率,加速度計測量載體線加速度,一個IMU通常包含三個軸向的陀螺和三個軸向的加速度計。慣性導航系統是以測量角速度的陀螺儀和測量線加速度的加速度計為敏感元件,根據陀螺儀的輸出建立導航坐標系,根據加速度計的輸出并結合初始運動狀態,推算出運載體的實時速度、位置和航向、姿態等導航參數的解算系統。圖表:慣性導航系統圖表
47、:慣性導航系統IMU基本原理基本原理比較項目比較項目慣性導航慣性導航衛星導航衛星導航慣性慣性/衛星組合導航衛星組合導航對衛星信號的依賴性對衛星信號的依賴性不依賴衛星信號依賴于衛星信號無衛星信號時慣性導航系統仍能正常工作工作時的隱蔽性工作時的隱蔽性隱蔽性好,不受外界信息干擾易受外界干擾使用衛星導航時易受外界干擾導航定位誤差導航定位誤差誤差隨運動載體運行時間不斷積累誤差與運載體運行時間無關慣性導航系統的誤差可由衛星導航系統修正能否提供載體的姿態、航向信息能否提供載體的姿態、航向信息可提供載體的航向、姿態信息單個終端無法提供載體航向、姿態信息能提供載體的航向、姿態信息產品經濟成本產品經濟成本較高較低
48、中等技術指標技術指標說明說明陀螺儀零偏穩定性零偏穩定性基于基于ALLAN方差法,衡量陀螺儀在一個工作周期內,方差法,衡量陀螺儀在一個工作周期內,當輸入角速率為零時,陀螺儀輸出值圍繞其均值的離當輸入角速率為零時,陀螺儀輸出值圍繞其均值的離散程度。數值越小表示性能越高散程度。數值越小表示性能越高零偏重復性在同樣條件下及規定間隔時間內,多次通電過程中,陀螺儀零偏相對其均值的離散程度,以多次測試所得零偏的標準偏差表示。數值越小表示性能越高角度隨機游走表征陀螺儀角速率輸出白噪聲大小的一項技術指標,反映陀螺儀輸出的角速率積分(角度)隨時間積累的不確定性。數值越小表示性能越高標度因數精度表征陀螺儀由于溫度變
49、化、非線性、重復性等影響因素,其標度因數圍繞均值的離散程度,一般用ppm(parts per million)表示。數值越小表示性能越高加速度計零偏穩定性零偏穩定性基于基于ALLAN方差方法,衡量加速度計在一個工作周方差方法,衡量加速度計在一個工作周期內,當輸入線加速度為零時,加速度計輸出值圍繞期內,當輸入線加速度為零時,加速度計輸出值圍繞其均值的離散程度。數值越小表示性能越高其均值的離散程度。數值越小表示性能越高零偏重復性在同樣條件下及規定間隔時間內,多天通電過程中,加速度計零偏相對其均值的離散程度,以多天測試所得零偏的標準偏差表示。數值越小表示性能越高線速度隨機游走表征輸出白噪聲大小的一項
50、技術指標,反映加速度計輸出的加速度隨時間積累的不確定性。數值越小表示性能越高標度因數精度表征加速度計由于溫度變化、非線性、重復性等影響因素,標度因數圍繞其均值的離散程度,一般用ppm(parts per million)表示。數值越小表示性能越高圖表:陀螺儀和加速度計核心參數指標圖表:陀螺儀和加速度計核心參數指標資料來源:明資料來源:明皜皜傳感招股書,芯動聯科招股書,理工導航招股書,國海證券研究所傳感招股書,芯動聯科招股書,理工導航招股書,國海證券研究所空間三維角速度自主測量空間三維加速度自主測量誤差補償導航解算自主導航定位信息自主導航定位信息航向航向姿態姿態速度速度位置位置陀螺儀陀螺儀加速度
51、計加速度計正交裝配正交裝配請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明152.2 慣性傳感器:慣性傳感器:精度需求較高的戰術精度需求較高的戰術/導航導航/戰略級戰略級趨向低成本趨向低成本化化發展階段發展階段技術演變技術演變原理原理/技術技術特點特點應用情況應用情況第一代機械陀螺:1920s起步,1940s快速發展,1950s成熟基于牛頓經典力學種類多、精度高、體積質量大、系統組成結構復雜、性能受機械結構復雜性和極限精度制約、產品制造維護成本昂貴。逐漸從機械陀螺、激光/光纖陀螺、到HRG/MEMS陀螺、再到量子/光子集成陀螺演變第二代激光陀螺(RLG):1960s起步,1980s快速發展,1990s
52、成熟基于薩格奈克效應反應時間短、動態范圍大、可靠性高、環境適應性強、易維護、壽命長;但成本高、體積大。技術較為成熟,精度高,隨著產品迭代,光學陀螺及其系統應用從戰術級應用逐步拓展到導航級應用,在陸、海、空、天等多領域中得到批量應用。光纖陀螺(FOG):1970s起步,1990s快速發展,2000s成熟第三代半球諧振陀螺(HRG):1990s起步,2010s快速發展并成熟基于哥氏振動效應和微納加工技術高精度正逐步在空間、航空、航海等領域開展應用,但受限于結構及制造技術,市場上可規?;a的企業較少。MEMS陀螺:陀螺:2000s起步,起步,2020s快速發快速發展,預計展,預計2020s-203
53、0s成熟成熟體積小、重量輕、環境適應性強、體積小、重量輕、環境適應性強、價格低、易于大批量生產。價格低、易于大批量生產。率先在汽車和消費電子領域得到了大量應用;隨著性能的進一步提高,其應用也被拓展到了工業、航空航天等領域,使得慣性系統應用領域大為擴展。第四代量子重力儀/陀螺:2010s起步,預計2030s快速發展,2030s-2040s成熟基于現代量子力學技術實現高精度、高可靠、小型化和更廣泛應用領域的導航系統仍處于早期研究階段光子集成陀螺:2020s起步,預計2040s快速發展,2040s-2050s成熟圖表:圖表:陀螺儀和加速度計陀螺儀和加速度計核心性能參數核心性能參數圖表:圖表:陀螺儀技
54、術介紹及發展歷程陀螺儀技術介紹及發展歷程伴隨伴隨MEMS技術的發展,精度需求較高的戰術技術的發展,精度需求較高的戰術/導導航航/戰略級慣性傳感器趨向低成本化。戰略級慣性傳感器趨向低成本化。以陀螺儀為例,慣性技術經歷了四個發展階段,逐漸從機械陀螺、激光/光纖陀螺、到HRG/MEMS陀螺、再到量子/光子集成陀螺演變,每代技術從起步到快速發展再到成熟歷時約30年。根據零偏穩定性精度級別劃分陀螺儀/加速度計產品可分為消費級/戰術級/導航級/戰略級,戰術級/導航級/戰略級的慣導產品主要應用于高端工業、航空航天、軍工領域,對慣導產品的精度要求較高。伴隨MEMS技術的發展并逐步從消費/汽車領域擴展到工業/航
55、空航天等高端應用領域,戰術級/導航級/戰略級的慣導產品應用逐漸趨向于小型化、集成化、低成本化。資料來源:資料來源:Yole Intelligence,芯動聯科招股書,理工導航招股書,芯動聯科招股書,理工導航招股書,2016年國外慣性技術發展與回顧薛連莉,年國外慣性技術發展與回顧薛連莉,國海證券研究所國海證券研究所圖表:慣性技術發展歷程圖表:慣性技術發展歷程類別類別戰略級戰略級導航級導航級戰術級戰術級消費級消費級陀螺陀螺儀儀應用領域應用領域航天,航海航空,長航時無人系統、測繪、制導武器高端工業(如測繪,資源勘探)、車輛和飛行體、航空、地面裝備消費電子、小型武器、民用設備零偏穩定性零偏穩定性(/h
56、)15標度因數精度標度因數精度(ppm)1000角度隨機游走角度隨機游走(/h)0.5陀螺儀技術陀螺儀技術機電陀螺儀、激光陀螺儀、光纖陀螺儀激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動力調諧陀螺儀、MEMS陀螺儀陀螺儀激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動力調諧陀螺儀、MEMS陀螺儀陀螺儀MEMS陀螺儀陀螺儀應用特點應用特點對精度、可靠性要求極高,對成本、重量、體積等要求不高,部分場景下(如潛艇、航天器)對使用壽命有較高要求部分場景下(制導武器)對可靠性、可承受過載、發射前校正(對準)時間等有極高要求對可靠性、可承受過載、啟動前校正(對準)時間等有一定要求成本低廉,可大范圍推廣應用典型案例典型案例戰略導彈核潛艇、戰略導彈核
57、潛艇、洲際彈道導彈、洲際彈道導彈、航天火箭等航天火箭等遠程導彈、海洋遠程導彈、海洋/地地球勘探、載人航空球勘探、載人航空器器 裝甲車輛、戰術導裝甲車輛、戰術導彈彈單兵武器、機器人、單兵武器、機器人、無人機、汽車導航、無人機、汽車導航、消費電子產品、玩具消費電子產品、玩具加速加速度計度計應用領域應用領域航天,航海,自校準航空,長航時無人系統,陸地巡航航空,長航時無人系統,陸地巡航消費電子零偏穩定性零偏穩定性(g)1000標度因數精度標度因數精度(ppm)105001000加速度計主要加速度計主要技術技術機械擺式加速度計、石英加速度計機械擺式加速度計、石英加速度計、MEMS加速度計加速度計MEMS
58、加速度計加速度計、石英加速度計MEMS加速度計請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明162.2.1 陀螺儀:陀螺儀:MEMS陀螺儀精度可達導航級,逐步替代兩光陀螺陀螺儀精度可達導航級,逐步替代兩光陀螺陀螺分類陀螺分類 陀螺類型陀螺類型發展時期發展時期圖例圖例轉子陀螺儀液浮陀螺儀20世紀50年代,美國麻省理工學院的查爾斯施塔克德雷珀實驗室采用液浮支承技術,研制出單自度液浮陀螺儀(FFG),使得陀螺儀的精度達到了導航級要求動力調諧陀螺儀20世紀60年代初,美國人羅伯特克雷格研制出了動力調諧陀螺儀(DTG),??柛L毓狙兄频腟KN-2416、SKN-2610、MOD等型號產品,在戰術導彈及軍用
59、飛機等平臺進行了成功應用靜電陀螺儀1964年,美國最先研制出靜電陀螺儀(ESG),并于1979年首次為“三叉戟”彈道導彈核潛艇裝備了靜電陀螺監控器,使得潛艇的導航能力出現了質的飛躍光學陀螺儀激光陀螺儀1963年,美國斯佩里公司最先研制出激光陀螺儀(RLG);美國霍尼韋爾公司于1975年和1976年分別將激光陀螺儀應用到飛機和戰術導彈,1982年,該公司利用GG-1342型激光陀螺儀,為美國海軍研制出了第一臺用于艦艇的高精度導航設備光纖陀螺儀光纖陀螺儀(FOG)出現稍晚于激光陀螺儀,與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀具有體積更小、成本更低、便于批量生產等顯著優勢,迅速獲得了各大陀螺儀生產商的青睞振動陀
60、螺儀MEMS陀陀螺儀螺儀20世紀60年代,國外開始對MEMS陀螺儀進行研究,直到1988年,德雷珀實驗室成功研制出世界上第一臺MEMS陀螺儀;之后數十年,MEMS陀螺儀技術得到了國內外的高度重視,英國貝宜(BAE)系統有限公司,采用MEMS諧振環陀螺儀實現了MEMS慣性測量單元IMU的系列化半球諧振陀螺儀半球諧振陀螺儀開始出現于20世紀60年代。自問世以來,備受各國關注,目前,美國、俄羅斯和法國在半球諧振陀螺儀的研制中處于領先地位原子陀螺儀核磁共振陀螺儀20世紀60年代,歐美先進國家開始對核磁共振陀螺儀技術展開研究并取得了階段性成果;20世紀80年代,由于遭遇技術瓶頸和光學陀螺儀的迅速發展等多
61、重原因,核磁共振陀螺儀發展出現停滯;21世紀初,隨著量子技術理論體系不斷完善,核磁共振陀螺儀再次進入人們視野原子干涉陀螺儀1991年,美國斯坦福大學朱棣文小組首次觀察到了原子干涉儀的陀螺效應;2003年,DARPA制定了利用超冷原子干涉原理實現高精度慣性導航系統研究計劃,2019年,奧森塞(AOSense)公司研制的原子干涉陀螺儀精度達0.000005()/h。圖表:各類陀螺儀發展時期情況圖表:各類陀螺儀發展時期情況陀螺類型陀螺類型精度(零偏穩定性)精度(零偏穩定性)/()()/h)精度潛力精度潛力穩定時間穩定時間體積體積成本成本抗干擾能力抗干擾能力現階段主要應用領域現階段主要應用領域原子干涉
62、陀螺儀10-5超高-原理樣機階段靜電陀螺儀10-4高慢大高弱主要在軍用領域半球諧振陀螺儀10-4高快小中強主要在空間領域液浮陀螺儀10-3中慢大高弱主要在軍用領域激光陀螺儀10-3中快中中中主要在軍用領域光纖陀螺儀10-3中快中低中主要在軍用領域動力調諧陀螺儀10-2中中中低中主要在民用領域核磁共振陀螺儀10-2中快小中強工程樣機階段MEMS陀螺儀陀螺儀10-1中中快快小小低低中中主要在民用領域主要在民用領域圖表:圖表:常規的常規的不同不同類型類型陀螺儀性能指標對比陀螺儀性能指標對比圖表:不同精度圖表:不同精度光纖陀螺儀應用領域光纖陀螺儀應用領域零偏穩定性(零偏穩定性(/h)應用領域應用領域1
63、0陸地交通工具導航,機器人姿態控制,照相機或者天線穩定裝置1-10無人駕駛、飛機,戰術導彈制導0.1-1.0導航參考系統(導航參考系統(SHRS),衛星姿態),衛星姿態測量測量0.01-0.1火炮捷聯慣導,航空器導航,地球測火炮捷聯慣導,航空器導航,地球測量,衛星定位量,衛星定位0.001-0.01航空航天慣導系統,航海導航0.001精密航天器應用,精密瞄準與跟蹤類型類型典型應用場景以及客戶群體典型應用場景以及客戶群體優勢優勢劣勢劣勢市場競爭情況市場競爭情況MEMS陀螺儀主要應用場景以及客戶群體面向于消費領域、汽車、無人系統、高端工業、高可靠等;高性能MEMS螺儀主要面向無人系統、高端工業、高
64、可靠等低成本,小體積,高可靠,易批產精度接近中低精度兩光陀螺消費類、汽車、高端工業、無人系統、高可靠等領域中對精度要求較低的應用場景主要應用MEMS陀螺儀,無人系統、高端工業、高可靠等領域中對精度要求較高的應用場景,主要應用兩光陀螺,但目前隨著高性能隨著高性能MEMS陀螺儀精度提升,其在部陀螺儀精度提升,其在部分戰術級應用場景已經可以替代分戰術級應用場景已經可以替代兩光陀螺,并逐漸滲透至導航級兩光陀螺,并逐漸滲透至導航級應用場景應用場景激光陀螺儀/光纖陀螺儀兩光陀螺主要應用場景以客戶群體面向于無人系統、高可靠等,部分光纖陀螺儀也用于高端工業領域超高精度體積大,成本高,功耗大,難批產武器型號武器
65、型號M344陀螺平臺MAGUM101POP200Star SAFIRE捕食者無人機捕食者無人機Stryker裝甲車裝甲車海狼導彈海狼導彈武器生產商武器生產商SFIM諾格Recon/OpticalIAIFLIR-應用領域應用領域瞄準線穩定車載尋北儀遙控武器站光電吊艙光電桅桿光電吊艙瞄準線穩定導引頭陀螺類別陀螺類別動力調諧陀螺動力調諧陀螺光纖陀螺光纖陀螺光纖陀螺微機械陀螺微機械陀螺微機械陀螺微機械陀螺微機械陀螺微機械陀螺陀螺型號陀螺型號GAM-1GG2000DSP3000-QRS11GG5200SiIMU陀螺生產商陀螺生產商SFIM諾格KVHIAIFLIRBEI霍尼韋爾BAE圖表:圖表:MEMS陀
66、螺儀和兩光(激光陀螺儀和兩光(激光/光纖)陀螺儀比較光纖)陀螺儀比較圖表:陀螺儀圖表:陀螺儀在武器裝備上的應用在武器裝備上的應用資料來源:芯動聯科招股書,天箭慣性招股書,理工導航招股書,慣性穩定平臺中陀螺技術的發展現狀和應用研究楊業飛資料來源:芯動聯科招股書,天箭慣性招股書,理工導航招股書,慣性穩定平臺中陀螺技術的發展現狀和應用研究楊業飛/申文濤,陀螺儀的發展與展望史文策,我國慣性導航用陀申文濤,陀螺儀的發展與展望史文策,我國慣性導航用陀螺儀現狀與發展趨勢曲研,傳感器技術螺儀現狀與發展趨勢曲研,傳感器技術公眾號,傳感器專家網,清華大學官網,光子盒公眾號,傳感器專家網,清華大學官網,光子盒騰訊號
67、,重慶天箭慣性科技股份有限公司公眾號,國海證券研究所騰訊號,重慶天箭慣性科技股份有限公司公眾號,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明172.2.2 加速度計:加速度計:MEMS加速度計可達導航級水平加速度計可達導航級水平加速度計類型加速度計類型精度精度應用情況應用情況擺式積分陀螺加速度計可達到0.1g主要用于戰略導彈等高端武器裝備撓性擺式加速度計石英擺式加速度計覆蓋5-1000g是目前主流的工程應用加速度計,在陸、海、空、天、制導彈藥等多個領域中得到大量應用硅擺式加速度計石英振梁加速度計已達到10g,最高接近1g廣泛應用于戰術級導航應用領域,有望進入戰略級應用領域硅微機電加速
68、度計硅微機電加速度計工程產品精度可達工程產品精度可達0.1mg-1mg應用于制導彈藥、機器人、汽車消費應用于制導彈藥、機器人、汽車消費電子等領域,在工業級領域應用尤為電子等領域,在工業級領域應用尤為廣泛廣泛微光學加速度計、原子加速度計可達10ng逐步走向應用檢測類型檢測類型原理原理構成構成特點特點電容式加速度計利用敏感質量塊與檢測電極間的相對運動所引起的電容變化來測量加速度主要由敏感質量塊梁和固定電極等組成前期主要集中在中低精度應用領域,近年來,隨著工藝、測控等單項能力的提升,整體性能有了較大的跨越,精度正逐步逼近諧振式加速度計諧振式加速度計石英諧振式加速度計利用石英晶體壓電效應進行激勵和檢測
69、通過檢測諧振梁受拉/壓時的頻率變化實現加速度的測量主要由諧振梁、諧振子、擺和撓性支撐等組成具有戰略級精度潛能、準數字輸出、抗惡劣環境等特點硅諧振式加速度計采用靜電驅動和電容檢測的方式實現加速度敏感圖表:常見加速度計性能和應用情況(根據工作原理及應用材料圖表:常見加速度計性能和應用情況(根據工作原理及應用材料劃分)劃分)圖表:電容式加速度計和諧振式加速度計比較圖表:電容式加速度計和諧振式加速度計比較圖表:不同類別加速度計性能級別圖表:不同類別加速度計性能級別圖表:不同類別加速度計優缺點比較(根據被測圖表:不同類別加速度計優缺點比較(根據被測物理量劃分)物理量劃分)相對于陀螺儀,加速度計技術較為成
70、熟,相對于陀螺儀,加速度計技術較為成熟,MEMS加速度計加速度計可達導航級水平??蛇_導航級水平。按被測物理量的不同,加速度計可以分為電容式、壓電式、熱敏式、諧振式等;根據工作原理及應用材料不同,按照精度從高到低加速度計主要包括積分陀螺加速度計、石英振梁加速度計、撓性擺式加速度計、MEMS加速度計等,覆蓋戰略級/導航級/戰術級應用場景。諧振式和電容式MEMS硅微加速度計正在步入技術成熟階段,已經有多家公司的MEMS加速度計產品達到導航級性能。2015年美國DARPA提出“彈藥精確魯棒慣性制導”計劃中包含了導航級慣性測量單元、先進慣性微傳感器、彈藥熱穩定慣性制導的項目,旨在運用高性能的MEMS傳感
71、器發展高精度“導航級”IMU技術;2021年霍尼韋爾推出導航級MEMS IMU HG7930,加速度計的量程為60g、TOTO零偏重復性為2.9g、TOTO標度因數重復性優于2.2ppm。MEMS技術的加速度計已達導航級水平,與石英振梁加速度計和石英撓性擺式加速度計形成競爭替代關系,并將進一步向戰略級精度發展。類型類型優點優點缺點缺點壓阻式微加速度計結構簡單,制作相對簡易對溫度敏感,且靈敏度較低、蠕變和遲滯效應較大壓電式微加速度計工作頻帶寬、功耗低、抗摔性好、溫度穩定性高低頻噪聲性能差電容式微加速度計結構簡單、漂移率低、溫度敏感性低抗電磁干擾性差隧道式微加速度計靈敏度高溫度依賴性高,制造工藝復
72、雜、工作電壓高熱敏式微加速度計不需要大體積的運動質量塊靈敏度較低、工作帶寬較窄諧振式微加速度計測量諧振頻率信號的準確度和精度高只能應用于隨時間緩慢變化的加速度量值測量光學微加速度計結合光學測量和微機電系統的優點,可實現高精度、高靈敏度、小體積和抗電磁干擾的加速度測量傳統光學微加速度計的制造封裝工藝、光學激勵及光學讀出檢測電路相對復雜,成本較高腔光力微加速度計靈敏度高、精度高、穩定度高、動態范圍大存在散粒噪聲、量子反作用噪聲等噪聲源影響探測精度的問題資料來源:國外硅微加速度計產品發展綜述秦和平,國外光力學加速度計研究現狀及發展趨勢劉驊鋒,資料來源:國外硅微加速度計產品發展綜述秦和平,國外光力學加
73、速度計研究現狀及發展趨勢劉驊鋒,2019年國外慣性技術發展與回顧薛連莉,年國外慣性技術發展與回顧薛連莉,2020年年國外慣性技術發展與回顧薛連莉,加速度計國外慣性技術發展與回顧薛連莉,加速度計/新型微加速度計研究進展李昕蔚,芯動聯科招股書,電子元件技術網,立鼎產業研究網,國海證券研究所新型微加速度計研究進展李昕蔚,芯動聯科招股書,電子元件技術網,立鼎產業研究網,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明189.149.6910.4512.19 12.79 12.5513.514.3515.316.414.854.283.753.743.633.593.563.53.453.4113
74、.7914.6115.0718.319.88 21.1322.5724.1425.9727.9201020304050602018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E加速度計陀螺儀IMU億美元10.2311.3412.5815.3716.5217.9220.0221.9423.124.285.134.353.543.493.283.23.072.822.572.3212.0412.6713.1214.715.4717.0218.4519.6321.1422.8201020304050602018 2019 2020 2021 2
75、022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E加速度計陀螺儀IMU億顆大類大類分類標準分類標準細分類別細分類別MEMS慣性傳感器MEMS陀螺儀振動結構旋轉振動結構線振動結構驅動方式靜電式電磁式工作模式速率陀螺速率積分陀螺檢測方式壓電性檢測電容性檢測光學檢測壓阻性檢測隧道效應檢測MEMS加速度計檢測方式電容式壓電式壓阻式隧道電流式諧振式熱對流式光學式檢測系統的測量方式閉環式開環式運動方式線性式扭擺式大類大類一級分類一級分類二級分類二級分類MEMS慣性傳感器MEMS磁傳感器磁電型霍爾元件電導型磁阻元件巨磁阻元件電流型磁敏二極管磁敏三極管聲學型聲表面波圖表:圖表:MEMS慣性傳
76、感器分類慣性傳感器分類電子元器件(芯片,元器件)慣性傳感器(陀螺儀,加速度計)其他參考信息設備(GPS,北斗)導航計算機,信息采集、信息處理模塊慣性測量單元模塊(IMU)衛星導航模塊慣性測量系統,平臺穩控系統,慣性導航系統,組合導航系統(INS)等行業應用(慣性導航、慣性測量、慣性穩控)國防裝備導彈制導火炮制導控制 雷達/火控平臺單兵個人導航車載導航手持推算定位目標指向與識別定位定向距離測量遠程裝備控制艦船導航航空航天水平姿態測控航天發射平臺衛星姿態控制慣性測量裝置飛行器控制平臺穩定基準直升機增穩控制航姿備份系統機載導航無人機導航制導工業應用機械控制鐵路測斜裝置高鐵制動系統汽車自動駕駛機器人控
77、制航空攝影吊艙跟蹤陸地測量管道檢測水下機器人石油測量消費電子汽車導航儀輪胎防爆汽車氣囊裝置汽車防滑裝置航模陀螺儀照相機防抖穩定移動手機抗震硬盤智能相框電子指南針游戲機儀器設備天線穩定裝置消防跟蹤裝置距離測量裝置農用機械及設備管道跟蹤監測儀探礦測量儀光電跟蹤儀智能機器人陀螺全站儀軌道測量儀軍用市場民用市場圖表:圖表:2018-2027年全球年全球MEMS慣性傳感慣性傳感器市場器市場規模結構及預測規模結構及預測圖表:圖表:2018-2027年全球年全球MEMS慣性傳感慣性傳感器市場器市場出貨量結構及預測出貨量結構及預測圖表:圖表:MEMS慣性傳感器產業鏈及應用方向慣性傳感器產業鏈及應用方向慣性技術
78、應用的終端市場分為軍用和民用市場,高性能慣導技術多應用于高可靠領域。慣性技術應用的終端市場分為軍用和民用市場,高性能慣導技術多應用于高可靠領域。慣性技術應用領域包括國防裝備、航空航天、工業應用、消費電子、儀器設備等,技術正向高性能、小型化、低成本方向發展,以滿足高精度需求、各種常規運載體導航及穩定平臺的高動態與高可靠性需求。高性能MEMS陀螺儀具有小體積、高集成、抗高過載的優勢,可逐步應用于中低精度兩光陀螺儀的應用領域,且成本更低。據Yole Intelligence,2018-2027年全球MEMS慣性傳感器市場(加速度計+陀螺儀+IMU)規模有望從27.78億美元增長至47.74億美元,C
79、AGR達6%,其中以IMU的形式出貨居多。2.2.3 下游應用:下游應用:高性能慣導技術主要面向高性能慣導技術主要面向高可靠領域高可靠領域資料來源:資料來源:Yole Intelligence,MEMS慣性傳感器研究現狀與發展趨勢李曉陽,慣性傳感器研究現狀與發展趨勢李曉陽,芯動聯科招股書,芯動聯科招股書,耐威科技(已更名賽微電子)招股書,耐威科技(已更名賽微電子)招股書,理工導航招股書,天箭慣性理工導航招股書,天箭慣性招股書,招股書,明明皜皜傳感招股書,傳感招股書,國海證券研究所國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明192.3 發展發展趨勢:趨勢:MEMS慣性傳感器向高精度慣性
80、傳感器向高精度/集成化集成化/低成本低成本/多領域多領域發展發展應用領域應用領域介紹介紹市場前景市場前景無人系統無人系統無人系統是指具有一定自治能力和自主性的無人控制系統,是人工智能、機器人技術以及實時控制決策系統的結合產物。通過利用慣性器件及捷聯慣性導航技術,可以為無人系統提供精確的速度、位置和姿態等信息,從而實現其精確的導航定位和實現其精確的導航定位和姿態控制姿態控制。無人系統包含無人機、無人車、無人船、無人潛航器以及機器人無人機、無人車、無人船、無人潛航器以及機器人等多種無人平臺,其中尤以以人形機器人、無人機應用最為廣泛人形機器人、無人機應用最為廣泛。據Frost&Sullivan估計,
81、2020年中國民用無人機行業整體市場規模達599億元;據Drone Industry Insight數據,預計到2030年,全球無人機市場規模將達到546億美元,2023-2030年商用市場復合增長率為7.7%。Markets and Markets數據顯示,全球人形機器人市場規模將從2023年的18億美元增長至2028年的138億美元,無人機和人形機器人市場發展潛力較大。eVTOLeVTOLeVTOL即電動垂直起降飛行器,相比傳統直升機,載人eVTOL具有純電驅動、噪聲低、性價比高、低成本、易維護、更安全、更環保等優點,被視為低空經濟的核心。對于低空飛行器來說,自主導航系統感知三維信息非常關
82、鍵,IMUIMU可以利用飛可以利用飛行器的姿態、加速度、角速度等信息來推斷其位置和速度,是行器的姿態、加速度、角速度等信息來推斷其位置和速度,是GNSSGNSS定位的補充。定位的補充。根據規劃,預計在2025-2026年,國內會有大批量的eVTOL企業拿到適航證,并配備對應的運行標準,屆時eVTOL將逐漸開始投入市場運營。測量測繪測量測繪隨著測繪裝備體系逐步完成構建,測繪行業進入信息化測繪 階段。高精度MEMS慣性測量單元是信息化測繪體系的重要支撐。信息化測繪的數據采集方式包括傳統測量、航空攝影測量、衛星遙感以及激光雷達測量等;除傳統方式外,其他現代化測其他現代化測繪方式需要基于高精度慣性測量
83、單元的飛行控制系統或光學穩定系統支撐,以便于繪方式需要基于高精度慣性測量單元的飛行控制系統或光學穩定系統支撐,以便于載具在動態過程中采集到清晰的圖像載具在動態過程中采集到清晰的圖像。根據中國地理信息產業協會數據,2022年國內地理信息產業總產值達到7787億元,較上年增長3.5%。預計未來高精度MEMS慣性測量單元將在信息化測繪體系中占據重要地位。通信通信動中動中通通動中通是指通過天線基座對天線進行動態調整,使平臺保持和通訊衛星相對穩定的狀態,從而保證通訊質量。動中通共分四類:車載、船載、機載和全自動便攜站等產品,主要應用于應急通信、移動辦公、電視臺現場直播、航空寬帶、商船通信、游艇、漁船等領
84、域。慣性傳感器是動中通的核心部件,在運動過程根據慣性測量信慣性傳感器是動中通的核心部件,在運動過程根據慣性測量信息自動控制天線的方位、仰角和極化角,確保天線的波束中心始終精確指向衛星,息自動控制天線的方位、仰角和極化角,確保天線的波束中心始終精確指向衛星,使系統在靜態、高速、高動態下均可穩定運行。使系統在靜態、高速、高動態下均可穩定運行。據智研瞻統計顯示,2023年中國衛星動中通設備行業的市場規模達859億元人民幣,同比增長10%,2024年Q1中國衛星動中通設備行業市場規模236.50億元,同比增長10.13%。工業物聯工業物聯網網各類傳感器是工業物聯網的感知器官,高精度的傳感器保證系統長期
85、穩定工作并提供高質量的數據。MEMSMEMS慣性傳感器已在工業物聯網中被廣泛應用,例如風力發電慣性傳感器已在工業物聯網中被廣泛應用,例如風力發電塔姿態監測、光伏發電太陽跟蹤系統、電網塔架安全監測、水電大壩監測、機器振塔姿態監測、光伏發電太陽跟蹤系統、電網塔架安全監測、水電大壩監測、機器振動監測、礦井礦山監測、工程機械監測等動監測、礦井礦山監測、工程機械監測等。根據statista的數據,2021年全球工業物聯網(IIoT)市場規模超過了2630億美元,預計未來幾年市場規模將大幅增長,到2028年將達到約1.11萬億美元,2021-2028年復合增長率將達到22.83%,市場前景廣闊。資源勘探資
86、源勘探慣性技術在資源勘探中,主要用于測量井身軌跡和鉆頭的實際位置,從而保證井深慣性技術在資源勘探中,主要用于測量井身軌跡和鉆頭的實際位置,從而保證井深達到預定位置。達到預定位置。隨著石油資源日益枯竭,勘探和開發情況愈加復雜,因此需要精度更高、性能更加可靠的石油測斜儀器。慣性技術的應用使得這種需求得以滿足,通過采用高精度、高分辨率的慣性及磁傳感器來精確測量鉆井過程中井斜角、方位角及工具面角等工程參數,從而實現井身軌跡與鉆頭位置的實時監測。根據國家能源局發布的中國天然氣發展報告(2023),2022年國內油氣企業加大勘探開發投資,同比增長19%,其中勘探投資約840億元,創歷史最高水平;開發投資約
87、2860億元。在國內油氣消費持續穩定增長以及油氣勘查開采投資持續增加的背景下,石油鉆采專用設備作為石油勘探開發的重要設備,其市場需求將有望保持穩定增長。圖表:圖表:捷聯式慣導為捷聯式慣導為未來主流未來主流形式形式分類分類技術技術特征特征主要應主要應用級別用級別定位誤差定位誤差典型值典型值定向誤差定向誤差典型值典型值優勢優勢劣勢劣勢發展前發展前景景平臺式平臺式機電一體化系統,系統內部有三到四個實體框架中高導航級、運動隔離12海里/小時0.10.2保證敏感軸的準確指向,隔離載體的角運動,使得系統的精度較高系統結構復雜、體積大、制造成本高;抗振、抗沖擊能力有限局部被淘汰,市場萎縮捷聯式捷聯式電子數字
88、化系統,系統內部沒有活動部件高中低導航級、穩定控制小于1海里/小時0.050.1 系統體積和質量較小,維護相對方便;抗振、抗沖擊能力強會產生動態誤差主流應用形式圖表:圖表:慣性傳感器可應用于慣性傳感器可應用于多領域多領域趨勢趨勢說明說明高精度高精度導航/自動駕駛/個人穿戴設備等對慣性傳感器的精度需求逐漸提高,MEMS慣性傳感器主要性能指標零偏穩定性將達到0.05()。高集成度高集成度慣性測量單元/慣性微系統均為提高器件的集成度設計,進而實現在更小的體積內具備更多的測量功能,滿足裝備小體積、低功耗、多功能的需求。微型化微型化器件的微型化可以實現設備便攜性,滿足分布式應用要求。強適應性強適應性適應
89、復雜環境(如高溫、高壓、大慣量和高沖擊等)能夠進一步拓寬MEMS慣性傳感器的應用范圍。低成本低成本隨著技術的不斷進步,MEMS慣性傳感器正朝著低成本的方向發展,行業的規模效應和頭部效應也愈發明顯。圖表:圖表:MEMSMEMS慣性傳感器慣性傳感器發展趨勢發展趨勢資料來源:芯動聯科招股書,晨曦航空招股書,三十年不斷發展的資料來源:芯動聯科招股書,晨曦航空招股書,三十年不斷發展的MEMS慣性傳感器丁衡高慣性傳感器丁衡高,MEMS慣性傳感器現狀與發展趨勢卞玉民,自動駕駛汽車定位技術李曉歡,國家統慣性傳感器現狀與發展趨勢卞玉民,自動駕駛汽車定位技術李曉歡,國家統計局,國家能源局,與非網,芯謀研究,傳感器
90、專家網,央視網,智研瞻,計局,國家能源局,與非網,芯謀研究,傳感器專家網,央視網,智研瞻,Drone Industry Insight,36氪氪(鮮棗課堂鮮棗課堂),導遠電子公眾號,導遠電子公眾號,國海證券研究所國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明202.4 智能駕駛:高精度慣導優勢凸顯,智能駕駛:高精度慣導優勢凸顯,GNSS+IMU成為主流方案成為主流方案圖表:駕駛自動化程度分為圖表:駕駛自動化程度分為L0-L5六個層級六個層級車身感知傳感器環境感知傳感器數據接收數據處理數據融合軌跡預測道路結構運動目標靜態柵格駕駛場景認知高精度融合定位行為規劃路徑規劃任務規劃車輛縱橫向協調
91、控制系統車輛底層執行機構感知層決策層執行層圖表:傳感器在自動駕駛的結構圖表:傳感器在自動駕駛的結構中屬于中屬于感知層感知層特點特點說明說明輸出完備的六自由度數據能夠計算x/y/z三個維度的平動量(位置、速度、加速度)和轉動量(角度、角速度),并通過觀測模型推測其他傳感器狀態的測量值,將預測值和測量值的差用于加權濾波,獲得實時的姿態角、方位角、速度和位置。數據更新頻率高攝像頭的幀率一般為30Hz,時間不確定性為33ms;GNSS延遲一般為100-200ms;而慣導預測狀態的延遲可低于1ms,因此慣導可用于估算并補償其他傳感器的延遲,實現全局同步。定位信息的融合中心在L3及更高級別的自動駕駛汽車中
92、,將引入更多的傳感器來支撐系統的功能,慣導系統是所有定位技術中最容易實現與其他傳感器提供的定位信息進行融合的主體,將視覺傳感器、雷達、激光雷達、車身系統信息進行更深層次的融合,為決策層提供精確可靠的連續的車輛位置、姿態的信息。圖表:慣性導航系統是自動駕駛中的關鍵部件圖表:慣性導航系統是自動駕駛中的關鍵部件圖表:三種定位方法組合可實現高精度圖表:三種定位方法組合可實現高精度定位定位自動駕駛要求高精度定位,慣導自動駕駛要求高精度定位,慣導+衛導衛導+環境感知多維環境感知多維互補?;パa。SAE將車輛分為Level 0Level 5共6個級別,當前自動駕駛行業處于由L2向L3過渡的階段。汽車系統實現自
93、動駕駛,需要感知兩個層面的信息:(1)車輛自身的狀態信息(如前進方向/位置坐標/速度/加速度/轉向角度等)、(2)車輛所處環境的信息(如道路信息/交通標志/其他車輛/行人等),系統根據當前狀態和環境信息進行分析決策,通過執行結構控制車輛。因此,自動駕駛傳感器可分為感知車輛自身狀態的傳感器(以車輛定位傳感器為主)和感知環境信息傳感器(以視覺感知和雷達感知為主)。自動駕駛定位技術主要有三種:基于信號的定位:以通過GNSS衛星信號進行定位為代表;環境特征匹配:基于視覺或激光雷達,用觀測到的特征和數據庫里的語義地圖或特征地圖進行匹配,得到車輛的位置和姿態;慣性導航定位:依靠慣性傳感器獲得加速度和角速度
94、信息,推算出汽車的位置和姿態信息。智能輔助駕駛和自動駕駛對定位系統的要求包括高精度、高可靠性、高可用性,同時需滿足功能和安全的要求。慣性導航定位慣性導航定位可保證系統不受外界信息影響,在任何時刻以高頻次可保證系統不受外界信息影響,在任何時刻以高頻次輸出車輛運動參數,為決策中心提供連續的車輛位置、輸出車輛運動參數,為決策中心提供連續的車輛位置、姿態信息,是高精定位中必不可少的關鍵部件姿態信息,是高精定位中必不可少的關鍵部件。目前GNSS-RTK(利用載波相位差分的實時動態定位)+IMU構成的組合導航系統是主流的定位系統方案。定位方法定位方法優勢優勢劣勢劣勢GNSS-RTK定位可實現全球、全天候、
95、全天時定位依賴衛星信號,在受到遮擋時信號丟失無法定位;容易受到電磁環境干擾環境特征匹配定位可獲得周圍環境的3D信息傳感器會受到天氣、環境、光線等外部因素影響慣性導航定位不依賴于任何外部信息,不受外界電磁干擾的影響;數據更新頻率高存在累計誤差資料來源:智能汽車無人駕駛與自動駕駛輔助技術瑞佩爾,汽車駕駛自動化分級國家標準委,人工智能在自動駕駛研發中的應用朱雅姝,三十年不斷發展的資料來源:智能汽車無人駕駛與自動駕駛輔助技術瑞佩爾,汽車駕駛自動化分級國家標準委,人工智能在自動駕駛研發中的應用朱雅姝,三十年不斷發展的MEMS慣性傳感器慣性傳感器丁衡高,自動駕駛汽車定位技術李曉歡,汽車自動駕駛傳感器發展郭
96、泉成丁衡高,自動駕駛汽車定位技術李曉歡,汽車自動駕駛傳感器發展郭泉成等,前瞻產業研究院,傳感器專家網,汽車標準化研究所,國海證券研究所等,前瞻產業研究院,傳感器專家網,汽車標準化研究所,國海證券研究所SAESAE概念界定概念界定(在適用設計范圍下,自(在適用設計范圍下,自動駕駛系統可持續執行的動駕駛系統可持續執行的任務范圍)任務范圍)動態駕駛任務動態駕駛任務(DDT)(DDT)動態駕駛動態駕駛任務執行任務執行者者(復雜復雜路況路況)適用范圍適用范圍(行駛場行駛場景景)駕駛員狀態駕駛員狀態 分分級級名稱名稱車輛運動車輛運動控制控制:車車輛橫縱向輛橫縱向加減速控加減速控制制環境感知環境感知探測探測
97、:物物體和事件體和事件的探測響的探測響應應L0無駕駛自動化(no driving automation)主動安全系統的輔助,由駕駛員執行全部動態駕駛任務駕駛員駕駛員駕駛員不可用 無解脫駕駛駕駛員執員執行部行部分或分或全部全部的動的動態駕態駕駛任駛任務務 L1駕駛輔助(driver assistance,DA)橫縱向車輛運動控制的某一子任務(不可同時執行),駕駛員執行其他動態駕駛任務駕駛員和系統系統駕駛員駕駛員有限 脫腳L2部分自動駕駛(partial driving automation,PA)橫縱向的車輛運動控制任務,駕駛員負責執行環境感知探測并監督自動駕駛系統系統系統駕駛員駕駛員有限 脫腳
98、手L3有條件自動駕駛(conditional driving automation,CA)完整的動態駕駛任務,用戶需要在系統失效時接受系統的干預請求,及時做出響應系統系統系統系統自動駕駛失效時駕駛員接管有限 脫腳手眼自動自動駕駛駕駛系統系統執行執行全部全部的動的動態駕態駕駛任駛任務務(使使用狀用狀態時態時)L4高度自動駕駛(high driving automation,HA)完整的動態駕駛任務(支援),用戶無需對系統請求作出回應系統系統系統系統系統系統有限 脫腳手眼腦L5完全自動駕駛(full driving automation,FA)在所有道路環境執行完整的動態駕駛任務(支援),駕駛員無
99、需介入系統系統系統系統系統系統無限制無限制 無人無人駕駛駕駛請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明212.4 智能駕駛:智能駕駛:車載車載IMU趨于趨于高性能、集成化、低成本高性能、集成化、低成本項目項目內容內容指標指標衛星導航增強與慣導組合導航定位精度(95%)水平方向0.5m垂直方向0.6m航向0.2衛星定位失效10s內定位精度(95%)水平方向0.8m航向0.3定位收斂時間定位收斂時間10s數據更新頻率組合數據更新率100Hz實時性數據解算到輸出之間的時延10ms內容內容陀螺儀陀螺儀加速度計加速度計軸數3軸3軸量程250/s4g零偏不穩定性4/h(Allan方差)0.1mg(Allan
100、方差)全溫零偏0.3/s(1,10s平滑)3mg(1,10s平滑)標度誤差0.2%0.3%角度隨機游走0.35/0.04 m/s/輸出頻率200Hz200Hz圖表:圖表:車載車載IMU的性能指標的性能指標圖表:車端組合定位技術指標圖表:車端組合定位技術指標圖表:高精度衛慣組合圖表:高精度衛慣組合定位系統定位系統組合定位融合引擎自動駕駛傳感器融合引擎構型構型 特點特點受環境影響程度受環境影響程度適用場景適用場景獨立模塊形式具有高強度外殼保護,并且可以選擇易于維護和維修的位置安裝。最重要的是它采用全要素標定補償技術,以及多物理場匹配技術,標定參數持久穩定,性價比高。國際大廠如ADI、霍尼韋爾,通常
101、會使用獨立IMU構型。在典型環境影響(升溫/降溫/預緊力/振動)及長期環境影響(高溫運行/熱沖擊/通電溫度循環耐久)下表現更穩定更適合高精度導航定位和安全相關場景,也可以滿足隧道或地庫等航位推算場景的定位需求貼片形式通過貼片方式將IMU直接焊接到主板固定位置,通常采用屏蔽罩保護或無保護,更容易受到環境影響,同時,經過二次焊接后標定參數可能會發生變化,但其制造成本低。在典型環境影響(升溫/降溫/預緊力/振動)及長期環境影響(高溫運行/熱沖擊/通電溫度循環耐久)下更易受干擾更適合低精度導航定位及非安全性應用場景,同時也適合衛星導航算法插值計算場景圖表:基于可靠性、穩定性和安全性考量,獨立圖表:基于
102、可靠性、穩定性和安全性考量,獨立IMU更適合智能駕駛更適合智能駕駛車載車載IMU以以P-Box形態為主,未來或將向貼片式集成域控發展。形態為主,未來或將向貼片式集成域控發展。在高階自動駕駛中,在隧道、地下車庫、立交橋或者外部天氣惡劣的情況下,激光雷達、攝像頭等傳感器失效/衛星信號被遮擋或失鎖;IMU作為安全防線,可用航跡推算能力實現自動駕駛系統正常運作。IMU在高精度定位系統中的產品形態包括:(1)GNSS-RTK與IMU相結合的P-Box高精度組合定位方案;(2)有獨立殼體保護且完成IMU內部誤差補償的獨立式獨立式IMU;(3)沒有獨立外殼且集成于域控制器PCB版的貼片式貼片式IMU。目前乘
103、用車的高精度定位硬件以P-Box為主流,其主要難點在于:(1)IMU芯片的設計、制造、封裝和批量測試等能力和工藝;(2)IMU的精度和標定算法;(3)成熟的大規模量產能力;(4)AEC-Q100車規級器件認證和ISO 26262車規功能安全認證。隨著域控制器技術的成熟和電子電氣架構的演進,以及自動駕駛行業對低成本、批量化、集成化、標準化的要求提升,高階自動駕駛域控制器集成高精度定位單元或將成為未來發展方向。MEMS IMU裝車輛逐步提升,有望成為高級別自動駕駛標配。裝車輛逐步提升,有望成為高級別自動駕駛標配。相比于兩光陀螺儀,MEMS慣性傳感器在體積、質量、功耗、價格、壽命等方面更具優勢,高精
104、度定位需求牽引及MEMS技術驅動雙重因素助推高性能MEMS慣性傳感器在自動駕駛領域持續拓展。目前國內乘用車市場自動駕駛技術以L2級為主,隨著L3及以上自動駕駛的逐步滲透,對自動駕駛的安全性和可靠性提出更高要求。資料來源:三十年不斷發展的資料來源:三十年不斷發展的MEMS慣性傳感器丁衡高,自動駕駛衛星導航增強與慣導組合定位技術規程中國自然資源部,科創板日報,新浪科技,慣性傳感器丁衡高,自動駕駛衛星導航增強與慣導組合定位技術規程中國自然資源部,科創板日報,新浪科技,DAISCH官網,官網,蓋世汽車蓋世汽車,高工智能汽車,高工智能汽車/AutoLab/佐思汽研佐思汽研/36氪氪Pro/高工智能汽車高
105、工智能汽車公眾號,國海證券研究所公眾號,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明222.4 智能駕駛:智能駕駛:車載車載IMU趨于高性能、集成化、低成本趨于高性能、集成化、低成本產品形態產品形態線束接入線束接入空間布局空間布局穩定性穩定性數據實時性數據實時性功能安全功能安全成本成本加工和標定加工和標定發展階段發展階段代表性供應商代表性供應商圖例圖例P-BoxP-Box(高精度(高精度定位盒定位盒子)子)需要電源、信號等多種線束接入使用 需要主機廠在設計E/E架構時預留安裝位置更穩定:P-Box提供了更加穩定的環境,不僅降低了非預期的應力影響,盒子內器件的功率也更低(通常不超過7W
106、),溫度更穩定,更有利于IMU性能發揮 授時精度可達微秒(s)級需要整合外部傳感器數據,同時還需要與其他ECU或域控制器進行實時通信,對于車載網絡帶寬的占用以及功能安全等不確定性因素較多性價比較高在產品出廠前進行標定,工藝成熟已進入量產交付期導遠電子、戴世智能、意法半導體ST 導遠電子P-BoxIMUIMU模組模組(貼片式:(貼片式:集成到域集成到域控制器中控制器中/獨立式獨立式)減少線束、接口的使用增加了裝配層級,也增加了域控設計、域控在車身布局安裝以及整車布局的難度較不穩定:將IMU模組采用回流焊工藝直接貼在域控制器電路板上,會經歷高溫到冷卻的大幅度溫度變化,電路板會受到額外的應力,可能導
107、致其精度變差;域控制器為了滿足高算力需求,通常搭載高性能、高功耗芯片,加上其他器件域控制器總功率可達百瓦級別,IMU集成到此類環境中,將經歷較大的溫度波動,進而影響IMU性能;此外IMU易受振動、電磁干擾影響減少數據傳輸,有效降低信息延遲當自動駕駛升級至L3+/L4/L5時,高精度定位模塊須達到厘米級且符合更高的功能安全要求,具備集成到自動駕駛域控制器的條件采購成本低:省去了殼體和部分接插件;其他成本:研發測試、標定成本高標定效率更高,目前組裝工藝尚不成熟處于起步階段北云科技、新納傳感、U-blox 新納傳感貼片式模組市場現狀:市場現狀:P-BoxP-Box是高精度定位裝車的主流形態是高精度定
108、位裝車的主流形態未來趨勢:組合定位系統由未來趨勢:組合定位系統由P-BoxP-Box向向IMUIMU模組演化模組演化三種形式:三種形式:單獨將IMU集成到域控板,GNSS信息可直接從T-box接收并在智駕域控內進行融合;將GNSS和IMU分開集成到域控板;將GNSS和IMU組成的模組集成到域控板集成化、靈活性和降本需求:集成化、靈活性和降本需求:汽車電子電氣架構向中央集成發展;目前市場正在走向軟硬件解耦,架構更加靈活;利用域控做集成,降低對硬件的要求,將算法的復雜度提升,最終實現成本控制的目標。圖表:現階段車載圖表:現階段車載IMU以以P-Box形式為主,未來向形式為主,未來向IMU模組模組形
109、式發展形式發展資料來源:資料來源:DAISCH/汽車之心汽車之心/導遠電子官網,導遠電子官網,36氪氪/AutoLab/佐思汽研佐思汽研/高工智能汽車高工智能汽車/蓋世汽車社區蓋世汽車社區公眾號,公眾號,蓋世汽車蓋世汽車/芯流智庫騰訊號,芯流智庫騰訊號,國海證券研究所國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明232.4 智能智能駕駛:高精度定位國產替代駕駛:高精度定位國產替代加速,自主可控迎來加速,自主可控迎來新突破新突破公司公司產品形式產品形式特點特點產品型號產品型號圖例圖例導遠電子導遠電子 P-Box將高精度傳感器信號,雙頻或三頻多星座GNSS/RTK/PPP-RTK和底盤數據
110、信息,通過定位算法,提供低延遲位置、速度、姿態和授時(PVAT)的信息;典型應用場景包括高速公路自動駕駛輔助系統(HWP)/交通擁堵輔助系統(TJA)/自動代客泊車系統(AVP)。INS570D、INS5711、INS570L IMU模組采用不銹鋼外殼,設備出廠前已經過航空級精密轉臺的溫度和動態校準,確保在惡劣的環境下正常工作的可靠性;小體積、低功耗、環境適應性強、精準時間同步。IMU5115、IMU5104、IMU5121 戴世智能戴世智能 P-Box集成載波相位差分定位模塊,支持單/雙天線,采用卡爾曼濾波和車輛運動學模型,融合IMU、衛星信號和RTK信號,輸出3緯加速度、角速度、航向、速度
111、和位置參數,刷新頻率達到100Hz;專為惡劣工作條件工作的載具設計的高魯棒性、高精度定位和定姿系統。IFS2100、IFS3000 IMU模組帶RS232/CAN/CANFD通信接口,將高精度MEMS 6DOF慣性組件集成在一個經過工廠校準的微型模塊中,擁有IP67防護等級的密封外殼和汽車8pin連接器,滿足ASIL-B功能安全,適合各種動態控制和導航應用。MS1 華測導航華測導航 P-Box以全系統全頻點GNSS基帶板卡和6軸IMU為基礎,采用緊耦合算法引擎對GNSS、INS、DR信息的融合解算,相比松耦合算法具有更高的固定率及魯棒性;核心器件采用ASIL-B及以上選型,整機設計滿足ASIL
112、-B;符合IATF16949、ISO9001質量體系,支持完好性功能。CGI220 Pro IMU模組基于射頻基帶一體化SOC芯片開發的高精度GNSS模組,采用17*22mm、54LGA主流封裝工藝,集成MEMS-IMU芯片,采用自研CLCTIB2.0解算引擎;通過AEC-Q104認證,符合IATF16949、ISO9001質量體系;支持北斗三代衛星信號,低功耗。M620 華依科技華依科技 P-BoxINS4050性能接近戰術級別,整體車規級設計,支持外接國內主流定位廠商定位模塊以及車輛(輪速、檔位)信息進行數據融合;INS5050內置車規級GNSS模塊和ASIL-B級別IMU,支持多傳感器融
113、合定位算法,NRTK、PPP-RTK定位模式滿足全場景定位需求。INS4050、INS5050 IMU模組分系列化:C,E,S三個檔次;成本可控、高一致性、高精度小型化、高抗震,ISO 26262功能安全認證,廣泛應用于智能駕駛L2+L4域控集成方案。IMU3000圖表:國內代表性廠商及其車載圖表:國內代表性廠商及其車載IMU產品產品TDK InvenSense IAM-20685TDK InvenSense IAM-20685 村田村田Murata SCHA634Murata SCHA634意法半導體意法半導體ST ASM330LHHST ASM330LHH博世博世Bosch SMI240B
114、osch SMI240圖表:國外代表性車規級圖表:國外代表性車規級MEMS IMU國內廠商已滲透車載國內廠商已滲透車載IMU領域,芯片環節有望實現對國外品牌的國產化替代。領域,芯片環節有望實現對國外品牌的國產化替代。國內車載高精度定位賽道于2018年前后開啟,乘用車市場高精度定位產品的發展與智能駕駛普及的節奏基本同步。車廠方面,以蔚來/小鵬/理想/哪吒為首的造車新勢力自動駕駛布局較為迅速,傳統主機廠如吉利/上汽/長安/長城/廣汽等也在跟進。車載高精度定位產品方面,P-Box的主流廠商包括導遠電子/戴世智能/華測導航/移遠通信/北斗星通/北云科技等,導遠電子/戴世智能/華依科技等已實現了IMU模
115、塊的量產。各家的核心能力均不相同,導遠電子自研算法和IMU;華測導航自研算法,外購GNSS和IMU;北斗星通和北云科技自研GNSS和算法,外購IMU。作為國內車載高精定位頭部廠商,導遠電子于2018年實現了對小鵬汽車量產供貨,2020年開始大規模量產,截至2024年6月底已累計交付104.1萬套定位感知傳感器套件,獲得30多家主機廠近100款車型定點,產品搭載于理想L9、吉利博越L、長安深藍SL03等多款國內車型以及大眾、豐田、沃爾沃等國際主機廠的多款全球化車型。由于國外IMU芯片廠商在陀螺儀、加速度計等元器件領域的積淀,目前國內車載高精定位的IMU芯片對外依存度較高,多采用村田的SCHA63
116、4、ST的ASM330LHHB、博世的SMI240以及TDK的IAM-20685等;導遠于2024年5月推出業內第一款可編程化的用于導航定位的IMU芯片GST80,實現國產IMU芯片新的突破,也為其帶來成本優勢和議價權、更高的響應效率以及供應鏈的穩定和可控等多方面優勢。車廠對于定位方案的考量主要在于精度、安全和成本。近年來國產MEMS傳感器的性能指標以及可靠性不斷提升,隨著市場競爭的加劇,主機廠對于成本控制的要求越來越高,相比國外產品,國產IMU更具性價比,有望在車載高精度賽道逐步突圍。資料來源:導遠電子資料來源:導遠電子/DAISCH/華測導航華測導航/華依科技華依科技/ST官網,電子發燒友
117、網,與非網,芯流智庫官網,電子發燒友網,與非網,芯流智庫騰訊號,麥姆斯咨詢,騰訊號,麥姆斯咨詢,1688阿里巴巴采阿里巴巴采購批發網,汽車觀察購批發網,汽車觀察Autoobserver/新思界網新思界網/賽博汽車賽博汽車/新智駕新智駕/佐思汽研佐思汽研/高工智能汽車高工智能汽車公眾號,國海證券研究所公眾號,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明242.5 機器人:機器人:人形機器人發展方興未艾,人形機器人發展方興未艾,“前庭系統前庭系統”IMU前景廣闊前景廣闊功能功能說明說明姿態控制和平衡姿態控制和平衡IMU能夠實時測量機器人的角速度和加速度,從而幫助機器人維持穩定的姿態和平衡
118、。導航和定位導航和定位IMU可以與GPS等其他傳感器結合,提供準確的室內和室外定位信息,這對于人形機器人在復雜環境中導航和定位至關重要。動作執行和路徑規劃動作執行和路徑規劃基于IMU的測量數據,人形機器人可以更精確地執行各種動作,如行走、轉彎、跳躍等;此外,IMU數據還可以幫助機器人避開障礙物,規劃出更合理的運動軌跡。提高安全性提高安全性通過IMU的實時監測,人形機器人可以更快地響應外部變化,如突然出現的障礙物或地面不平等情況,這有助于提高機器人的安全性,防止意外事故發生。圖表:圖表:IMU在人在人形機器人上實現形機器人上實現四大功能四大功能機器人機器人狀態狀態說明說明保持站立初始化時,IMU
119、輸出姿態,配合質心使機器人站立。直線行走行走過程中,IMU反饋姿態數據,保證機器人按照路線行走,并且不踩腳。原地轉彎IMU協同控制模塊,根據航向角其他數據進行原地轉彎,并且不偏移。及時停止IMU幫助機器人在需要時緊急制動,或者工作需要停止時能夠立即站立。圖表:圖表:IMU在機器人運動控制中發揮在機器人運動控制中發揮關鍵作用關鍵作用人形機器人發展方興未艾,人形機器人發展方興未艾,“前庭系統前庭系統”IMU前景廣闊。前景廣闊。2024年7月在上海召開的世界人工智能大會上,現場展出25款人形機器人,同時發布了全球首個全尺寸開源公版人形機器人青龍,以及國內首個全尺寸人形機器人開源社區;此外,特斯拉的O
120、ptimus人形機器人、宇樹科技的國內首款實現奔跑功能的全尺寸通用人形機器人H1等也悉數亮相。據國際機器人聯合會(IFR)的數據顯示,全球人形機器人的市場規模正以每年超過20%的速度增長,2025年市場規模有望達數百億美元。人形機器人站立運動發展依托各類傳感器,其中IMU能夠測量機器人軀干的傾斜及旋轉,輸出加速度、角速率和姿態的精確信息,幫助機器人在動態的環境中實現平衡維持、執行精確的運動控制,是實現人形機器人姿態控制的核心。據UCLA,Artermis機器人在骨盆位置放置了一顆3DM的戰術級IMU,并在頭部攝像頭、足部亦有集成平價的替代品;目前導遠IMU模組已成功交付國內多家企業的機器人項目
121、,原極科技AHRS400 IMU產品也已經多家人形機器人驗證。圖表:圖表:IMU常見安裝常見安裝位置位置資料來源:中國新聞網,中國政府網,芯動聯科招股書,中國機器人網資料來源:中國新聞網,中國政府網,芯動聯科招股書,中國機器人網/導遠電子導遠電子/EEPW/人形機器人研究院公眾號,人形機器人研究院公眾號,國海證券研究所國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明252.6 競爭格局:國際大廠壟斷競爭格局:國際大廠壟斷形勢下本土企業市占率有待形勢下本土企業市占率有待提升提升圖表:圖表:國內外高性能慣性傳感器廠商國內外高性能慣性傳感器廠商產品布局產品布局公司公司產品類別產品類別技術路線技
122、術路線性能等級性能等級加速度計加速度計 陀螺儀陀螺儀 慣性單元慣性單元 慣性系統慣性系統 MEMSMEMS激光激光光纖光纖工業級工業級戰術級戰術級導航級導航級戰略級戰略級HoneywellADISensonorSilicon SensingSafran美泰科技芯動聯科IMUIMU產品產品國內國內國外國外IMU模組導遠電子、華依科技、星網宇達、華測導航、深迪半導體、北云科技、原極科技、戴世智能、瑞聲科技、矽??萍疾┦溃˙osch)、意法半導體、意法半導體(STST)、村田(MurataMurata)、TDK TDK InvenSenseInvenSense、ADIADI(Analog Devic
123、es)IMU芯片導遠電子、芯動聯科圖表:國外高性能圖表:國外高性能MEMS慣性傳感器代表慣性傳感器代表廠商廠商圖表:圖表:國內外車規級國內外車規級IMU代表廠商代表廠商公司名稱公司名稱國家國家簡介簡介Honeywell美國由聯合訊號公司及霍尼韋爾公司合并而成,是在多元化技術和制造業方面占世界領導地位的跨國公司。該公司主要產品被廣泛應用于農業、自主式水下航行器、通信、工業設備、船舶及潛航器、石油和天然氣、機器人、地圖測繪、穩定平臺、交通運輸、無人機、地面無人車輛等領域。目前Honeywell在MEMS陀螺儀的研制開發領域是世界最高水平的公司之一,其高性能硅基MEMS慣性傳感器銷售額位居世界前列。
124、Analog Devices美國全球領先的高性能模擬技術公司,致力于為客戶解決復雜的工程難題。ADI將MEMS技術應用于傳感器和執行器產品中,其MEMS產品組合包括用于感測線加速度的加速度計、用于感測旋轉的陀螺儀、用于感測多個自由度(沿多個軸組合多種感測類型)的慣性測量單元,以及適用于無線電和儀器系統的寬帶開關,其高性能硅基MEMS慣性傳感器出貨量位居世界前列。Sensonor挪威MEMS技術的全球領導者,在開發和制造高性能傳感器方面擁有30多年的經驗。該公司設計和制造高精度戰術級陀螺儀傳感器、MEMS陀螺儀模塊和慣性測量單元,為工業和商業市場等領域客戶提供服務。Silicon Sensing
125、英國家陀螺儀和慣性系統工程開發公司。該公司的產品包括MEMS陀螺儀傳感器、加速度計、慣性傳感器模塊等,廣泛應用于航空、測繪、鉆井、精準農業、導航輔助、自動駕駛等多個領域。Colibrys瑞士基于MEMS技術加速度傳感器的全球領先的供應商之一,一直在開發和生產用于航空和安全關鍵應用的MEMS加速度計,具有完備的MEMS產品設計、研究開發、芯片生產、封裝和混合機電元件測試技術。排名排名公司名稱公司名稱市場份額(市場份額(%)1Bosch332ST253TDK214ADI75Honeywell7其他公司7合計100圖表:圖表:2022年慣性傳感器全球前五大廠商及其年慣性傳感器全球前五大廠商及其市占率
126、市占率圖表:圖表:2022年慣性傳感器中國前五大廠商年慣性傳感器中國前五大廠商MEMS慣性傳感器領域以博世為首的國外廠商壟斷地位慣性傳感器領域以博世為首的國外廠商壟斷地位依存,國內企業奮力追趕。依存,國內企業奮力追趕。目前MEMS慣性傳感器市場仍由Bosch/TDK/ST/ADI/Honeywell等國際大廠主導,據芯謀研究統計,Bosch、ST和TDK合計占有國內MEMS IMU近80%的市場份額。高性能慣性傳感器行業中,國際上Honeywell/ADI/Sensonor/Silicon Sensing/Colibrys等公司產品已有成熟的商業化應用;國內從事高性能MEMS慣性傳感器研發及應
127、用的單位主要為央企集團和科研院所,目前已實現產業化應用的單位主要包括美泰科技等。隨著國內消費電子/自動駕駛汽車/機器人/工業設備等下游市場的蓬勃發展以及慣性技術的進步,越來越多的本土企業在MEMS慣性傳感器領域嶄露頭角。排名排名MEMSMEMS加速度計加速度計MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀IMUIMU公司名稱公司名稱市占率(市占率(%)公司名稱公司名稱市占率市占率公司名稱公司名稱市占率(市占率(%)1Bosch32TDK24Bosch352ST21ADI18ST203Murata13Honeywell19TDK204NXP11Bosch12Honeywell65ADI7ST10ADI7總計-84
128、-83-88資料來源:芯動聯科招股書,資料來源:芯動聯科招股書,Yole intelligence,Safran/瑞聲科技瑞聲科技/星網宇達星網宇達/深迪半導體深迪半導體/北云科技北云科技/原極科技原極科技/DAISCH/芯聯集成芯聯集成/賽微電賽微電子子官網,電子發燒友網,與非網,立鼎產業研究網,傳感器專家網,芯謀研究官網,電子發燒友網,與非網,立鼎產業研究網,傳感器專家網,芯謀研究公眾號,國海證券研究所公眾號,國海證券研究所注:Sensonor于2021年被Safran收購請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明262.6 競爭格局:軍用慣導占據市場主體,民用競爭格局:軍用慣導占據市場主體
129、,民用領域未來可期領域未來可期公司名稱公司名稱業務范圍業務范圍公司定位公司定位產品應用領域產品應用領域芯動聯科芯動聯科高性能MEMS慣性傳感器(陀螺儀、加速度計)、壓力傳感器高性能傳感器的領導者廣泛應用于高可靠領域,將進一步開拓自動駕駛、機器人、民用航空、商業航天等市場美泰科技美泰科技微機電系統(MEMS)器件與系統的研發、生產和銷售國內MEMS技術領導者航空航天、新能源汽車、智能駕駛、智慧城市、物聯網和5G通信等深迪半導體深迪半導體MEMS陀螺儀芯片/六軸六軸IMUIMU/IMU模塊/磁傳感器,并提供增值算法服務中國首家研發設計商用消費級和汽車級微機電系統(MEMS)陀螺儀系列慣性傳感器的公
130、司IOT,手機智能終端,智能家居,人工智能,工業和智能駕艙等明明皜皜傳感傳感主要從事MEMS傳感器的研發、設計和生產,產品包括加速度傳感器、陀螺儀、壓力傳感器和磁傳感器,并提供相關技術服務,國內MEMS傳感器技術的創新者和開拓者消費電子、汽車電子、工業自動化以及航空等敏芯股份敏芯股份MEMS聲學/壓力/慣性/力/流量傳感器以及紅外熱電堆傳感器,其中慣性傳感器包括加速度計目前國內少有的掌握多品類MEMS芯片設計和制造工藝能力的企業消費、車載、醫療、工控美新半導體美新半導體從MEMS傳感芯片、軟件算法和應用方案的一站式解決方案;產品包括熱式加速度計/電容式加速度計/AMR地磁傳感器/低功耗霍爾開關
131、和六軸六軸IMUIMU等國內最早的IDM模式慣性傳感器供應商之一,在測試、封裝以及晶圓生產方面具有核心競爭力汽車、工業、醫療、可穿戴、智能家居、消費電子等矽??萍嘉?萍继峁└哔|量傳感器產品的設計、制造以及增值應用與服務,產品包括多款MEMS傳感器(六軸六軸IMUIMU、加速度計、環境傳感器、組合傳感器等)、磁性傳感器芯片及汽車與物聯網智能模組和系統2022中國半導體MEMS十強企業聚焦智能手機、智能穿戴、物聯網、智能制造,汽車電子,并向智慧醫療、元宇宙、與自動駕駛市場演進士蘭微士蘭微電子電子功率半導體&半導體化合物器件/功率驅動與控制系統/MEMS傳感器(包括三軸加速度計/六軸六軸IMUIM
132、U單元等消費級傳感器/IMU單元等車用傳感器)/ASIC產品/光電產品國內規模最大的集成電路芯片設計與制造一體(IDM)的企業之一家電、工業、LED照明、汽車、消費類電子、影音設備等星網宇達星網宇達慣性組合導航、移動衛星通信、無源電子對抗、智能無人系統以慣性技術為核心,專業從事智能無人系統及核心部組件研發、生產、銷售的國家高新技術企業軍事訓練、衛星通信、智能探測、無人駕駛產業鏈產業鏈分類分類公司名稱公司名稱上游:器件層激光/光纖航空工業自控所、中國航天科工三院、航天十三所、航天電子、賽微電子、理工導航等MEMS芯動聯科、美泰科技、航空工業自控所、中國航天科工三院中游:系統層慣性導航系統航天科技
133、、導控所、航天科工二院、航天三十三所、航天十三所、中航六一八所、航天電子、航天七零四所、賽微電子、西安晨曦、中星測控、星網宇達、美泰科技、理工導航組合導航系統航天二院十二所、航天電子、航天七院、航天五院、賽微電子、西安晨曦、星網宇達、美泰科技、理工導航下游:應用層軍工領域航空工業、航天科工、航天科技、兵器工業、湖南云箭、洪都航空、中航工業、中船重工航天領域航天科技、航天科工、國星宇航、銀河航天、長光衛星、九天微星、星河動力、中科宇航、藍箭航天圖表:國內代表性圖表:國內代表性MEMS慣性傳感器慣性傳感器廠商廠商圖表:圖表:國內高可靠領域慣性傳感器國內高可靠領域慣性傳感器產業鏈產業鏈圖表:中國慣導
134、市場行業圖表:中國慣導市場行業結構(結構(億元)億元)141.2,82%31.5,18%軍用市場民用市場2019A310.2,72%119.5,28%軍用市場民用市場2024E資料來源:芯動聯科招股書,賽微電子招股書,資料來源:芯動聯科招股書,賽微電子招股書,愛集微,傳感器專家網,前瞻經濟學人,深迪半導體愛集微,傳感器專家網,前瞻經濟學人,深迪半導體/明明皜皜傳感傳感/歌爾微歌爾微/敏芯股份敏芯股份/美泰科技美泰科技/美新半導體美新半導體/矽??萍嘉?萍?芯動聯科芯動聯科/士蘭微電子士蘭微電子/星網宇達星網宇達/航空工業航空工業/空空導彈研究院空空導彈研究院/航天科工航天科工/航天科技航天科
135、技/兵器工業兵器工業/湖南云箭湖南云箭/中國航天科工三院中國航天科工三院/航空工業西安飛行自動控制研究所航空工業西安飛行自動控制研究所/理工導航公司官網,北京理工大學大學機電學院官網,慣導測試與標校理工導航公司官網,北京理工大學大學機電學院官網,慣導測試與標校/民營軍企服務公眾號,民營軍企服務公眾號,國海證券研究所國海證券研究所來自:慣導測試與標校公眾號請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明273 3 公司優勢:核心技術自主可控獨占性高,產業鏈上下游深度公司優勢:核心技術自主可控獨占性高,產業鏈上下游深度綁定可持續性綁定可持續性強強請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明283.1 核心優勢
136、:形成核心優勢:形成MEMS慣性傳感器領域慣性傳感器領域自主專利體系自主專利體系&技術閉環技術閉環圖表:圖表:芯動聯科出資人專利芯動聯科出資人專利/專有技術及專有技術及其在公司產品上的其在公司產品上的應用情況應用情況資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,國海證券研究所資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,國海證券研究所專利專利/專有技術專有技術類型類型出資股東出資股東產品應用產品應用三軸陀螺傳感器三軸陀螺傳感器發明專利MEMSLink出資技術構建了公司的技術平臺,應用于歷代MEMS陀螺儀及加速度計產品中消除線性加速度響應的陀螺傳感器消除線性加速度響應的陀螺傳感器發明專利消除線性加速度響應的陀螺傳感
137、器消除線性加速度響應的陀螺傳感器發明專利消除線性加速度響應的陀螺傳感器消除線性加速度響應的陀螺傳感器發明專利MEMSMEMS陀螺儀加工工藝技術陀螺儀加工工藝技術專有技術MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀ASICASIC芯片技術芯片技術專有技術北京芯動MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀ASICASIC芯片技術(高性能芯片技術(高性能Z Z軸)軸)專有技術專有技術名稱專有技術名稱具體內涵具體內涵主要細分技術主要細分技術MEMSMEMS陀螺儀加工工藝陀螺儀加工工藝技術技術基于抑制線性加速度干擾專利技術的MEMS陀螺儀芯片設計技術,將MEMS陀螺儀結構的驅動電極和感應電極布置在同一方向,具有抗干擾能力強,芯片參數
138、一致性好,良率高的優點。公司與代工廠合作開發的MEMS圓片加工工藝技術,采用熔融鍵合和共晶鍵合的圓片級封裝技術,經歷了設計版圖和工藝參數的磨合匹配,滿足高Q值,低正交誤差、高可靠性的設計要求,工藝成熟并應用到產品量產。MEMS芯片的結構設計技術、正交誤差補償技術、模態匹配技術、去耦合技術等MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀ASICASIC芯芯片技術片技術ASIC用0.18um混合信號集成電路技術制造,具有I2C、SPI數字信號輸出和模擬信號輸出3種模式;具有數據先進先出功能,自動零點回歸功能,雙量程同時輸出功能,可開發客戶的自定義中斷模式。已應用于大批量生產產品。MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀ASIC
139、ASIC芯芯片技術(高性能片技術(高性能Z Z軸)軸)ASIC用0.18um混合信號集成電路技術制造,具有校正信息儲存模塊,高精度正交分離電路、片識別碼以及模擬信號輸出模式,可實現自動檢測功能,已應用于大批量生產產品。圖表:圖表:芯動聯科專有技術芯動聯科專有技術含含MEMS陀螺儀的加工工藝技術陀螺儀的加工工藝技術/MEMS陀螺儀陀螺儀ASIC芯片技術芯片技術核心技術人員核心技術人員學歷背景學歷背景專業資質專業資質具體具體職責職責華亞平華亞平本科,南京大學化學專業曾在美新半導體(無錫)有限公司、深迪半導體(上海)有限公司、華潤微電子有限公司任職,現擔任公司副總經理主管公司MEMS芯片設計及工藝開
140、發、封裝測試及供應鏈管理,把握公司工藝及封裝測試的總體方向,為公司多項專利的發明人張晰泊張晰泊碩士,清華大學微電子專業本科,香港科技大學微電子專業碩士曾在北京昆天科微電子技術有限公司、德州儀器半導體技術(上海)有限公司任職;2012年加入公司;具有近20年的ASIC模擬電路設計經驗和10年以上的ASIC芯片項目開發經驗主管ASIC研發設計工作,領導并參與了陀螺儀、加速度計系列產品中ASIC芯片的研發,為公司核心技術研發工作的主要發起人與參與者顧浩琦顧浩琦碩士,南京大學電子信息本科、英國利物浦大學電子信息碩士曾擔任美新半導體(無錫)有限公司測試總監,2013年加入公司擔任測試總監負責公司產品測試
141、工作,對公司封裝和測試核心技術有主要貢獻,為公司部分專利的發明人芯動聯科是國內較早從事高性能芯動聯科是國內較早從事高性能MEMS慣性傳感器研發的芯片設計公司,掌握高性能慣性傳感器研發的芯片設計公司,掌握高性能MEMS慣性傳感慣性傳感器核心技術。器核心技術。芯動聯科設立時,MEMSLink以四項專利技術及一項MEMS陀螺儀加工工藝技術出資,北京芯動以其擁有的兩項專有技術MEMS陀螺儀ASIC芯片技術出資,創始團隊在股東出資無形資產的基礎上進行了架構設計和技術開發,并構建了以此為基礎的技術平臺,研發團隊在該技術平臺上完成了第一代、第二代、第三代高性能MEMS產品研發。據公司2023年年報數據,公司
142、已取得發明專利23項、實用新型專利22項,集成電路布圖設計3個,主要涉及陀螺儀ASIC芯片閉環檢測、MEMS加速度計設計和工藝方案開發、陀螺儀MEMS芯片工藝技術、陀螺儀閉環多模態控制算法、調頻FM加速度計的耦合消除技術、調頻FM加速度計低閃爍噪聲技術等,在ASIC電路設計以及MEMS芯片敏感結構設計方面具備技術先進性。高性能MEMS慣性傳感器具有一種產品一種加工工藝的特點,其種類多樣且各產品的功能和應用領域不盡相同,各種高性能MEMS傳感器的生產工藝和封裝工藝均需要根據產品具體情況進行設計、調試,技術水平要求高、技術壁壘高。芯動聯科注重科技研發、技術自主可控,已芯動聯科注重科技研發、技術自主
143、可控,已形成核心研發團隊專業背景深厚形成核心研發團隊專業背景深厚穩固。穩固。公司在MEMS陀螺儀、MEMS加速度計以及MEMS壓力傳感器等領域建立了梯度較完善的研發隊伍,研發團隊主要為張晰泊帶領的ASIC芯片研發團隊以及華亞平帶領的MEMS芯片設計、工藝開發與封裝研發團隊。截至2024年6月30日,芯動聯科研發人員共有82人,占公司總人數的47.40%,擁有碩士或博士學位的研發人員為48人,占研發人員的58.54%。圖表:芯動聯科核心技術人員具備較強的專業資質和圖表:芯動聯科核心技術人員具備較強的專業資質和行業背景行業背景請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明293.1 工藝設計工藝設計&封
144、裝測試標定等多環節構筑高度封裝測試標定等多環節構筑高度壁壘壁壘圖表:芯動聯科具備圖表:芯動聯科具備MEMS慣性傳感器芯片設計、慣性傳感器芯片設計、MEMS工藝方案開發、封裝與測試能力工藝方案開發、封裝與測試能力資料來源:芯動聯科招股書資料來源:芯動聯科招股書,明,明皜皜傳感招股書,測控技術傳感招股書,測控技術/傳感器技術公眾號,傳感器技術公眾號,國海證券研究所國海證券研究所芯動聯科在芯動聯科在MEMS慣性傳感器芯片設計、慣性傳感器芯片設計、MEMS工藝方案開發、封裝與測試標定等主要工藝方案開發、封裝與測試標定等主要環節擁有自主知識產權的核心技術,并實現產品量產。環節擁有自主知識產權的核心技術,
145、并實現產品量產。MEMS慣性傳感器行業是多學科融合的高科技領域,涉及物理/信息技術/機械/電子電路/半導體材料等,技術復雜程度高,工藝難度大。相對于傳統慣性傳感器而言,MEMS慣性傳感器的技術難點在于保持自身低成本、小體積、可批量生產優勢的前提下,達到傳統慣性傳感器的高精度。高性能MEMS慣性傳感器的穩定量產對MEMS芯片設計及工藝方案、ASIC芯片設計、封裝、測試等各個環節要求較高,需均具備相應的技術能力并建立完善的技術體系和工藝方案。芯動聯科自主研發的高性能MEMS芯片采用自有專利技術設計,具有獨特的驅動和檢測結構,能有效地抑制質量塊和電容檢測結構對加速度的影響;同時公司自主研發了擁有完整
146、、成熟算法的配套ASIC芯片,可以根據不同需求靈活、快速地調整ASIC模塊的各項參數以獲得最優的整體性能。據公司招股書,在技術水平方面,公司高性能MEMS慣性傳感器產品已經達到行業內知名廠商同類產品的性能等級,在MEMS慣性傳感器領域處于國際先進水平。圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科技術特點技術特點技術技術名稱名稱說明說明MEMSMEMS芯片技術芯片技術在在MEMSMEMS芯片設計方面,公司采用自有專利技術設計,具有獨特的驅動和檢測結構芯片設計方面,公司采用自有專利技術設計,具有獨特的驅動和檢測結構,能有效地抑制質量塊和電容檢測結能有效地抑制質量塊和電容檢測結構對線加速度的影響構對線加速度的影響。
147、在驅動結構方面,全耦合的四質量塊體系有效地抑制了振動對驅動模態的影響,創新的結構設計在保證高性能的前提下充分考慮了易量產性和環境適應性,最終能夠滿足客戶不同慣性平臺在不同應用場景下的差異化需求。ASICASIC芯片技術芯片技術在在ASICASIC設計方面,公司建立了設計方面,公司建立了MEMSMEMS慣性傳感器系統模型和仿真環境,掌握了慣性傳感器系統模型和仿真環境,掌握了MEMSMEMS閉環驅動、閉環檢測、高性能低噪閉環驅動、閉環檢測、高性能低噪聲數?;旌下晹的;旌螴PIP模塊等技術,并集成自適應、自校準、自補償、自診斷等智能算法模塊等技術,并集成自適應、自校準、自補償、自診斷等智能算法,相比
148、傳統慣性器件更易使用、成本更低、更智能。此外,公司自主研發的公司自主研發的ASICASIC芯片可以支持開環、閉環等多種工作模式,可以根據用戶實際需求進行相應配置芯片可以支持開環、閉環等多種工作模式,可以根據用戶實際需求進行相應配置,從而使同一款ASIC芯片可以適用于多款終端產品,以滿足不同慣性平臺在不同應用場景的差異化需求。封裝工藝方案封裝工藝方案芯片封裝具有機械支撐、電氣連接、物理保護、應力緩和、散熱防潮等多種功能。封裝應力是影響MEMS慣性傳感器性能的重要因素之一,可能導致零偏穩定性和標度因數穩定性變差、溫度變化敏感等。公司通過對封裝結構、材料和工藝方案公司通過對封裝結構、材料和工藝方案的
149、持續改進,可以顯著降低封裝應力對傳感器性能的影響,同時提高抗沖擊能力。的持續改進,可以顯著降低封裝應力對傳感器性能的影響,同時提高抗沖擊能力。測試技術測試技術與規?;繙y試的傳統芯片不同,高性能MEMS慣性傳感器芯片由體硅工藝加工形成,內部架構復雜,定制化產品較多,需要在長期的測試過程中不斷摸索和提升與高性能MEMS慣性傳感器匹配的測試技術,因此可進行定制化產品批量測試的單位較少。公司自研公司自研MEMSMEMS慣性傳感器測試系統,包括硬件系統及相關測試軟件,兼容陀螺儀和加速度計測試,可多只慣性傳感器測試系統,包括硬件系統及相關測試軟件,兼容陀螺儀和加速度計測試,可多只產品并行測試,自動分析
150、傳感器重要性能指標,提高了測試效率和產能。產品并行測試,自動分析傳感器重要性能指標,提高了測試效率和產能。技術特點技術特點說明說明MEMSMEMS芯芯片設計及片設計及工藝方案工藝方案MEMS芯片主要功能是感應外界物理信號,高性能MEMS慣性傳感器要求MEMS芯片具有高靈敏度、低噪聲、高線性度、抗振動沖擊能力強、易制造等特點,這對MEMS芯片設計和加工工藝提出了高要求。相比于標準CMOS制造工藝,MEMS代工廠一般僅提供基本工藝模塊,公司公司根據具體根據具體MEMSMEMS芯片設計開發適宜的芯片設計開發適宜的MEMSMEMS工藝方案,基本上一款工藝方案,基本上一款MEMSMEMS芯片對應一套工藝
151、方芯片對應一套工藝方案;公司長時間深度參與晶圓代工廠的工藝方案開發,經多次設計、驗證、流片迭代形成了自案;公司長時間深度參與晶圓代工廠的工藝方案開發,經多次設計、驗證、流片迭代形成了自身競爭力較強的產品,技術門檻高,開發周期長身競爭力較強的產品,技術門檻高,開發周期長。ASICASIC芯片芯片設計設計公司用于高性能MEMS慣性傳感器的ASIC芯片需要對MEMS芯片進行驅動控制、信號檢測、信號解調、誤差補償、運行狀態控制、電源管理、外部通信,其設計涉及到系統算法開發、模擬電路設計、數字電路設計、后端實現、芯片驗證等多個環節,是整個傳感器的控制大腦。公司公司ASICASIC芯片設計水平高,較大程度
152、上降低了產品的噪聲水平,優化了重復性和非線性等指標,提芯片設計水平高,較大程度上降低了產品的噪聲水平,優化了重復性和非線性等指標,提升了慣性器件的性能。升了慣性器件的性能。MEMSMEMS器器件封裝件封裝公司綜合考慮封裝結構、材料和工藝條件對器件的影響,通過不斷試驗和持續改進,形成優化的形成優化的封裝工藝方案,降低封裝應力對傳感器性能的影響,同時提高器件的抗振動沖擊能力,以滿足封裝工藝方案,降低封裝應力對傳感器性能的影響,同時提高器件的抗振動沖擊能力,以滿足工業應用對傳感器在惡劣工況下連續穩定測量的需求。工業應用對傳感器在惡劣工況下連續穩定測量的需求。MEMSMEMS器器件測試標件測試標定定高
153、性能MEMS慣性傳感器測試標定需要利用專用測試軟硬件系統采集多溫度點的靜態和動態傳感器輸出數據,并對采集數據進行信號分析與處理,計算出優化后的傳感器配置參數,再將配置參數寫入ASIC芯片中。公司自研的公司自研的MEMSMEMS慣性傳感器成品測試系統,包括硬件及相關軟件,可慣性傳感器成品測試系統,包括硬件及相關軟件,可多只產品并行測試,自動數據處理,具有較高的測試效率。多只產品并行測試,自動數據處理,具有較高的測試效率。圖表:圖表:MEMS傳感器具有一種產品一種工藝的特點,傳感器具有一種產品一種工藝的特點,MEMS工藝可與傳統集成電路工藝可與傳統集成電路CMOS工藝兼容工藝兼容項目項目標準標準C
154、MOSCMOS工藝工藝MEMSMEMS工藝工藝結構晶體管、電阻、電容等,無可動的機械構件MEMS結構和CMOS電路的集合體,其中MEMS結構負責感知信號,具有可動的機械構件,CMOS電路負責電性連接等功能生產步驟氧化、光刻、刻蝕、摻雜、沉積等在部分CMOS工藝基礎上增加深硅刻蝕、釋放、抗粘連、鍵合等作用原理電信號的傳遞、放大、轉換、整合等將環境內的物理、生物、化學等信號轉換為電信號制造材料通常以硅片作為開發基礎針對不同應用可選用低阻硅、壓電材料、磁性材料、光敏材料等作為開發基礎請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明303.1 專有技術獨樹一幟,高性能專有技術獨樹一幟,高性能MEMS傳感器技術
155、達到國際先進水平傳感器技術達到國際先進水平圖表:高性能圖表:高性能MEMS加速度計具有高靈敏度、環境適應性好,高精度加速度計具有高靈敏度、環境適應性好,高精度等特點等特點資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,國海證券研究所國海證券研究所圖表:芯動聯科專有技術具有獨特圖表:芯動聯科專有技術具有獨特技術內涵技術內涵公司名稱(產品公司名稱(產品型號)型號)技術水平技術水平 技術路線技術路線技術指標(零偏穩定技術指標(零偏穩定性)性)MEMSMEMS結構結構設計設計電路設計電路設計技術特點技術特點Honeywell(HG4930)蹺蹺板結構分立電路,開環工作模式以極簡的
156、設計和工藝實現了較高的精度25gColibrys(MS1030)三明治結構ASIC數字輸出,開環工作模式特別的三明治結構和濕法腐蝕工藝實現了Z軸向敏感并達到較高靈敏度和可靠性30gADI(ADXL357)梳齒結構ASIC數字輸出,開環工作模式極小面積下實現了單片三軸的較高精度10g美泰科技(8000D)梳齒結構ASIC數字輸出,開環工作模式通過較高的封裝工藝實現了對應力的不敏感100g芯動聯科(加速度計芯動聯科(加速度計3535系列)系列)陣列梳齒結陣列梳齒結構構ASICASIC數字輸出,數字輸出,開環工作模式開環工作模式全硅工藝、可實現誤差在線補償與抑制技術全硅工藝、可實現誤差在線補償與抑制
157、技術20g20g圖表:圖表:MEMS陀螺儀的性能及技術水平是高性能陀螺儀的性能及技術水平是高性能MEMS慣性傳感器行業技術水平的慣性傳感器行業技術水平的集中體現集中體現公司名稱(產品型號)公司名稱(產品型號)技術水平技術水平技術路線技術路線技術指標(零偏技術指標(零偏穩定性)穩定性)MEMSMEMS結構設計結構設計電路設計電路設計技術特點技術特點Honeywell(HG4930)設計結構:雙質量塊音叉結構分立電路,開環控制工作模式可實現正交誤差補償0.25/hADI(ADIS16547)設計結構:四質量音叉結構ASIC電路,開環控制工作模式可實現正交誤差補償1.1/hSensornor(STI
158、M210)設計結構:蝶型結構ASIC電路,閉環控制工作模式可實現正交誤差補償,模態匹配0.3/hSiliconSensing(CRH03-010)設計結構:環形結構分立電路,閉環控制工作模式可實現正交誤差補償,模態匹配0.03/h芯動聯科(陀螺儀芯動聯科(陀螺儀3333系列系列-HC-L1HC-L1型號)型號)設計結構:四質量全設計結構:四質量全解耦音叉結構解耦音叉結構ASICASIC電路,閉環控制工作模電路,閉環控制工作模式式全硅全硅MEMSMEMS芯片工藝,可實現正交芯片工藝,可實現正交誤差補償,模態匹配,標度因數自補誤差補償,模態匹配,標度因數自補償,標度因數自校準,耦合消除償,標度因數
159、自校準,耦合消除0.050.05/h/h項目項目實現目標實現目標其它代表性企業技術內涵其它代表性企業技術內涵芯動聯科技術內涵芯動聯科技術內涵MEMSMEMS芯芯片結構片結構檢測科里奧利力,并將其轉換為控制電路可識別的信號雙質量塊音叉/四質量塊音叉結構:雙質量塊音叉具有很高的環境魯棒性,但是在驅動和檢測模態上的對稱性不足四質量塊全解耦音叉結構四質量塊全解耦音叉結構:具備四質量塊結構的優點,同時能有效抑制振動對驅動模態的影響,在保證高性能的前提下考慮了產品易量產性和環境適應性,滿足不同應用場景下的差異化需求電路設計電路設計檢測MEMS芯片傳輸的信號,并轉換為電信號開環檢測/閉環檢測技術:開環檢測技
160、術下的產品標度因數指標較好、零偏穩定性等指標較差,閉環檢測技術能夠解決開環檢測技術的問題,但刻度因子的重復性及動態噪聲性能較差閉環檢測技術與標度因數自補償技術:閉環檢測技術與標度因數自補償技術:采用閉環檢測技術提升零偏穩定性,并通過標度因數自補償技術提高閉環檢測模式下標度因數的重復性去耦合去耦合降低干擾信號對檢測精度的影響一部分企業采用頻分工作降低耦合,但由于工藝上的失配,效果較差;另一部分企業采用時分工作降低耦合,但未考慮MEMS芯片結構寄生帶來的影響通過驅動和檢測的精準時分工作,并通過驅動和檢測的精準時分工作,并考慮考慮MEMSMEMS芯片結構寄生對時分工作芯片結構寄生對時分工作有效性的影
161、響有效性的影響,在一定程度上降低MEMS芯片結構設計、封裝引入的驅動和檢測的耦合,提高了陀螺儀系統的噪聲性能,提升了穩定性與可靠性模態匹配模態匹配將驅動模態、檢測模態調整到一致的振動頻率固定、離線的模態匹配技術環境適應性較差;基于噪聲和正交誤差最大化的實時模態匹配技術對于輸入信號與環境十分敏感采用基于導頻信號的實時模態匹配環采用基于導頻信號的實時模態匹配環路進行模態匹配路進行模態匹配,導頻信號的頻率和幅度靈活可調,環境適應能力強,具有真實環境適用性正交誤差正交誤差補償補償修正加工過程中導致的實際輸出信號相位和實際輸入信號的誤差不能夠獨立控制質量塊結合結合ASICASIC算法,設置正交誤差補償電
162、算法,設置正交誤差補償電極極,四質量塊可實現分區控制抗高過載抗高過載降低沖擊帶來的高過載對產品性能的影響采用相同的阻擋結構間隙/尺寸根據仿真和實驗結果,結合彈性阻擋結構,以及閉環反饋結構,設置不同設置不同阻擋間隙阻擋間隙/尺寸尺寸請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明313.1 MEMS慣性傳感器技術精益求精,慣性傳感器技術精益求精,三代產品性能節節提升三代產品性能節節提升圖表:芯動聯科產品迭代性能有較大圖表:芯動聯科產品迭代性能有較大提升提升資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,iFinD,Honeywell/Silicon Sensing/Sensonor
163、公司官網,公司官網,國海證券研究所國海證券研究所圖表:芯動聯科產品迭代圖表:芯動聯科產品迭代歷程歷程圖表:芯動聯科專利及專有技術預計圖表:芯動聯科專利及專有技術預計使用壽命為使用壽命為18-20年年項目項目預計使用壽命依據預計使用壽命依據期限(年)期限(年)軟件預計受益期限5-10專利及專有技術專利及專有技術預計受益期限18-2018-20時間時間歷程回顧歷程回顧研發情況研發情況2012年7月創始團隊通過MEMSLink以及北京芯動以4項MEMS陀螺儀相關專利和3項專有技術出資設立芯動聯科前身芯動有限,芯動有限成立后,一直處于前期研發投入階段為保證出資專利、技術的成功轉化,創始團隊帶領華亞平、
164、張晰泊等研發團隊開展初代陀螺儀產品的研制工作,其中金曉冬與宣佩琦帶領張晰泊等研發團隊負責ASIC芯片設計工作,毛敏耀帶領華亞平等研發團隊主要負責MEMS芯片設計工作。2015年6月第一代高性能MEMS陀螺儀研制成功2017年6月第二代高性能MEMS陀螺儀規模量產2015年-2017年,金曉冬、宣佩琦、張晰泊等研發團隊負責ASIC芯片設計工作,毛敏耀、華亞平等研發團隊主要負責MEMS芯片設計工作,共同主導研制出了第二代陀螺儀產品并實現規模量產;創始團隊決定將主要研發工作逐步過渡給以華亞平、張晰泊等為核心的研發團隊。2019年3月第三代高性能MEMS陀螺儀規模量產第二代陀螺儀成功量產后,由華亞平、
165、張晰泊等開始主導公司的核心研發工作,其中華亞平等研發團隊主要負責MEMS芯片設計工作,張晰泊等研發團隊負責ASIC芯片設計工作。2019年第四代高性能MEMS陀螺儀研發立項華亞平、張晰泊等人主導研發工作的各個環節。產品系列產品系列一代產品一代產品二代產品二代產品三代產品三代產品-陀螺儀陀螺儀20L20L系列系列陀螺儀陀螺儀3333系列系列量程(/s)-400零偏穩定性(/h)10.30.05標度因數精度(ppm)500200100角度隨機游走(/h)-0.150.15體積(mm)15*15*210*10*210*10*2重量(g)211零偏重復性(/h)1033芯動聯科主要產品為芯動聯科主要產
166、品為MEMS陀螺儀和加速度計,并提供陀螺儀和加速度計,并提供MEMS慣性傳感器相關的技術服務,產慣性傳感器相關的技術服務,產品經歷三次迭代性能節節品經歷三次迭代性能節節高升,第四代產品研發進行中。高升,第四代產品研發進行中。芯動聯科成立于2012年,2015年公司第一代高性能MEMS陀螺儀研制成功;2017年,第二代高性能MEMS陀螺儀規模量產;2018年,高性能MEMS加速度計規模量產;2019年,第三代高性能MEMS陀螺儀規模量產,第四代高性能MEMS陀螺儀項目立項,性能預期比目前在售最高性能陀螺指標提升一個量級;目前公司仍在進行第四代高性能MEMS陀螺儀迭代研發以及新產品的研制,預計20
167、25年下半年后量產。從第一代陀螺儀產品研制成功到第三代陀螺儀產品量產,芯動聯科的MEMS產品經歷了研發、驗證及批量應用的產品周期,迭代周期約為2年;由于第三代產品性能優異,主要指標已經達到國際先進水平,因此第四代產品性能精進具有一定難度,迭代周期相對前三代產品的迭代周期較長。高性能MEMS慣性傳感器具有技術壁壘高、研發周期長、生命周期長等特點,同時其應用領域多為高可靠、高端工業、無人系統、自動駕駛等高端領域,與客戶需求需要較長的時間磨合,且在客戶成功導入該產品后更換型號的成本較高、時間周期較長,因此產品和對應的技術迭代周期也相對較長。公司公司產品產品產品生命周期產品生命周期Honeywell慣
168、性測量單元HG19302005年HG1930研制成功,截至目前HG1930仍在Honeywell官網出售Silicon SensingVSG52010年,Silicon Sensing推出VSG5,截至目前仍用于其在售產品CRM200、CMS300、DMU11中Sensonor高性能MEMS陀螺儀STIM202&STIM2102009年,Sensonor開始生產高性能陀螺儀STIM202&STIM210,截至目前STIM202&STIM210仍作為公司主要產品銷售圖表:國際知名廠商高性能圖表:國際知名廠商高性能MEMS慣性傳感器產品慣性傳感器產品具有較長具有較長生命周期生命周期請務必閱讀報告附
169、注中的風險提示和免責聲明323.2 產品優勢:高產品優勢:高性能、高集成、性能、高集成、小型化、小型化、低成本彰顯低成本彰顯市場競爭力市場競爭力圖表:芯動聯科高性能圖表:芯動聯科高性能MEMS陀螺儀具有高性能、小體積、陀螺儀具有高性能、小體積、輕量化、低成本優勢輕量化、低成本優勢資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,Silicon Sensing,Sensonor,國海證券研究所國海證券研究所芯動聯科芯動聯科MEMS陀螺儀采用靜電驅動、電容檢測的開環閉環兼容的工作模式,主要特點為:陀螺儀采用靜電驅動、電容檢測的開環閉環兼容的工作模式,主要特點為:基于基于SOI體
170、硅工藝采用獨特的多質量塊全對稱體硅工藝采用獨特的多質量塊全對稱解耦合結構設計及自校準自補償電極,在保持高性能的前提下易生產,對溫度不敏感,同時能夠起到對沖擊和振動的抑制作用解耦合結構設計及自校準自補償電極,在保持高性能的前提下易生產,對溫度不敏感,同時能夠起到對沖擊和振動的抑制作用。MEMS陀螺儀的核心是一顆微機械(MEMS)芯片,一顆專用控制電路(ASIC)芯片及應力隔離封裝。工作原理為:采用半導體加工技術在硅晶圓上制造出的MEMS芯片,在ASIC芯片的驅動控制下感應外部待測信號并將其轉化為電容、電阻、電荷等信號變化,ASIC芯片再將上述信號變化轉化成電學信號,最終通過封裝將芯片保護起來并將
171、信號輸出,從而實現外部信息獲取與交互的功能。芯動聯科MEMS芯片采用多質量塊差分解耦結構,具有優良的正交誤差抑制能力、抗振動特性以及溫度特性,有利于保持陀螺儀運行中的穩定性和測量精準性;ASIC芯片可以實現微小電容檢測,使陀螺儀具有較高的靈敏度,同時兼容開環和閉環檢測的ASIC芯片可以根據應用要求配置成合適的模式,應用適應性強。MEMS陀螺儀的數?;旌螦SIC具備自校準、自診斷、自標定、自適應等算法,相比傳統慣性器件具有易使用、低成本、更智能等特點,同時實現了批量化生產。高性能高性能MEMS陀螺儀核心性能指標已達到國際先進水平,亦可達到部分光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統陀螺儀精度水平。陀螺儀核心
172、性能指標已達到國際先進水平,亦可達到部分光纖陀螺儀和激光陀螺儀等傳統陀螺儀精度水平。芯動聯科陀螺儀33系列的零偏穩定性0.1/h,角度隨機游走0.05/h,標度因數精度100ppm。與代表性兩光陀螺儀相比,33系列性能優于Honeywell激光陀螺儀HG1700型號和Emcore光纖陀螺儀EG200型號,性能接近Honeywell激光陀螺儀HG5700型號和Emcore光纖陀螺儀EG1300型號,但產品體積、重量和價格明顯低于上述激光陀螺和光纖陀螺產品;和世界范圍內高性能硅基MEMS的代表性量產產品相比,33系列零偏穩定性指標優于HG4930中的陀螺儀,比肩CRH03-400陀螺儀,在高性能硅
173、基MEMS陀螺儀領域處于國際先進地位。圖表:圖表:MEMS陀螺儀內部結構陀螺儀內部結構示意圖示意圖性能指標性能指標指標說明指標說明導航級導航級HoneywellHoneywell HG1700HG1700(激光陀螺儀)(激光陀螺儀)EmcoreEmcoreEG200EG200(光纖陀螺儀)(光纖陀螺儀)Honeywell Honeywell HG5700HG5700(激光陀螺儀)(激光陀螺儀)Emcore Emcore EG1300EG1300(光纖陀螺儀)(光纖陀螺儀)Honeywell Honeywell HGHG4934930 0(含(含MEMSMEMS陀螺儀陀螺儀 )SiliconSe
174、nsingSiliconSensingCRH03CRH03(MEMSMEMS陀螺儀)陀螺儀)SensonorSensonorSTIM210STIM210(MEMSMEMS陀螺儀)陀螺儀)芯動聯科芯動聯科 陀螺儀陀螺儀3333系列系列(MEMSMEMS陀螺儀)陀螺儀)零偏穩定性(/h)穩定性指標越小,自主導航時間越長0.01-0.150.2510.020.010.250.120.3 0.10.1角度隨機游走(/h)反映角速率信號中白噪聲的特性,姿態控制系統精度的主要誤差源,數值越小代表誤差越小,測量精度越高0.01-0.050.1250.040.0120.0020.040.0170.150.05
175、0.05標度因數精度(ppm)動態輸入下衡量陀螺測量是否準確,數值越小測量精度越高1-1001501001050-200500100100產品體積(立方毫米)-83.8*83.8*20.3-83.8*83.8*20.3-29.0*24.0*17.444.8*38.6*21.51111*1111*2 2產品重量(克)-127-380-18521 1平均價格(單軸)(美元)-12554-28129-1384-11001100請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明333.2 產品優勢:高性能、高集成、產品優勢:高性能、高集成、小型化、小型化、低成本彰顯市場競爭力低成本彰顯市場競爭力 圖表:芯動聯科
176、圖表:芯動聯科高性能高性能 MEMS 加速度計可達到導航級水平加速度計可達到導航級水平資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,矽??萍?,矽??萍脊倬W,官網,國海證券研究所國海證券研究所芯動聯科芯動聯科MEMS加速度計通過分散式多單元結構的設計,使加速度計通過分散式多單元結構的設計,使MEMS敏感結構具有高靈敏敏感結構具有高靈敏度、低漂移、低溫度系數、良好的重復性等特性,處于國際先進水平。度、低漂移、低溫度系數、良好的重復性等特性,處于國際先進水平。MEMS加速度計主要包含加速度計敏感結構和ASIC芯片,ASIC芯片由電容/電壓變換電路和數字部分組成。敏感結構將線加
177、速度的變化轉換為電容的變化量,最終通過專用集成電路讀出電容值的變化,得到物體運動的加速度值。芯動聯科MEMS加速度計基于SOI體硅工藝制造,配以高性能ASIC電路,可以實現g級加速度測量精度。加速度計35系列為公司目前主要量產的MEMS加速度計系列產品,Colibrys的MS1030是目前已知可以購買的較優性能的單軸導航級模擬輸出MEMS加速度計,ADI公司的ADXL357為目前世界上較高性能的單片三軸MEMS加速度計芯片之一,美泰科技8000D為目前其已經量產的MEMS加速度計代表性產品。零偏穩定性方面,芯動聯科加速度計35系列優于Honeywell的HG4930系列和Colibrys的MS
178、1030系列,優于美泰科技8000D系列中的部分產品,可達到ADI的ADXL357系列產品的零偏穩定性;在線速度隨機游走和標度因數精度等指標方面,芯動聯科加速度計35系列產品均優于上述同行業競爭對手的產品。技術加持,服務增值。技術加持,服務增值?;谠贛EMS慣性傳感器芯片領域多年的研發設計和工藝方案積累,芯動聯科掌握了較為系統、成熟的MEMS慣性傳感器芯片設計及工藝方案。除了銷售慣性傳感器產品,芯動聯科可以根據不同MEMS工藝開發驗證需求進行定制設計,通過驗證后轉化為能用于MEMS芯片制造的工藝方案,并向客戶交付一定數量的樣品;根據客戶特定產品需求,按照設定的技術指標進行定制化開發。指標指標
179、指標說明指標說明導航級水平導航級水平HoneywellHoneywell(HG4930HG4930)ColibrysColibrys(MS1030MS1030)美泰科技(美泰科技(8000D8000D)ADIADI(ADXL357ADXL357)芯動聯科芯動聯科(加速度計(加速度計3535系列)系列)零偏穩定性(g)零偏穩定性指標越小,自主導航時間越長5-502530100102020線速度隨機游走(g/hz)反映加速度信號中白噪聲的特性,姿態控制系統精度的主要誤差源-30100501105050標度因數精度(ppm)動態輸入下衡量加速度計測量是否準確,數值越小測量精度越高5005002,00
180、03,00013,000500500平均價格(單軸)(美元)-263300-200200圖表:圖表:MEMS加速度計基本原理(加速度計基本原理(電容式)電容式)公司公司產品及產品及技術水平對比技術水平對比HoneywellHoneywellHoneywell產品線較廣,主要產品包括MEMS慣性傳感器、激光傳感器及相關慣性傳感器系統。陀螺儀方面,Honeywell的MEMS陀螺儀是行業內戰術級陀螺儀的標桿產品;加速度計方面,MEMS加速度計和石英加速度計可達到導航級和戰術級水平,石英加速度計是該產品的行業標桿產品。目前Honeywell正推動高性能MEMS傳感器替代光學陀螺儀。ADIADIADI
181、主要產品為MEMS陀螺儀和MEMS加速度計,技術水平領先,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級和低端戰術級,在工業級陀螺儀領域具備較大影響力。SiliconSiliconSensingSensingSiliconSensing主要產品為MEMS陀螺儀,技術較為先進,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級,戰術級。SensonorSensonorSensonor主要產品為三軸陀螺儀模塊和IMU。產品主要以戰術級為主。ColibrysColibrysColibrys產品有戰術級MEMS加速度計和導航級加速度計。因其技術迭代慢,輸出非數字化,市場份額呈下降趨勢。美泰科技美泰科技美泰科技產品有戰術級MEMS加速
182、度計,在國內加速度計產品領域具有一定的市場地位。芯動聯科芯動聯科芯動聯科主要產品為MEMS陀螺儀與MEMS加速度計,高性能MEMS陀螺儀、加速度計的核心性能指標可達到導航級精度,處于國際領先水平。圖表:圖表:國內外知名國內外知名MEMS生產廠商產品及技術生產廠商產品及技術對比對比請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明343.3 業務模式:業務模式:Fabless模式下專注于模式下專注于MEMS慣性傳感器芯片研發設計慣性傳感器芯片研發設計 資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,國海證券研究所國海證券研究所芯動聯科采用芯動聯科采用Fabless經營模式運作,專注于
183、經營模式運作,專注于MEMS慣性傳感器芯片的研發、測試和銷售,將晶圓慣性傳感器芯片的研發、測試和銷售,將晶圓制造、芯片封裝環節交由專業的晶圓制造廠商和封裝廠商完成,在取得芯片成品并完成測試后對外制造、芯片封裝環節交由專業的晶圓制造廠商和封裝廠商完成,在取得芯片成品并完成測試后對外銷售。銷售。集成電路行業根據是否自建晶圓生產線及封裝測試生產線,將經營模式主要分為IDM模式(Integrated Device Manufacturing,垂直分工模式)和Fabless模式(Fabless-foundry model,無晶圓廠制造模式)。IDM企業能獨立完成從芯片設計到產品制造的所有環節,對企業資產
184、實力、技術水平和業務規模等方面具有較高的要求,因此只有少數國際大型半導體企業采用該種模式。Fabless模式中產業鏈各環節由不同企業專業化分工進行,芯片設計企業主要從事產品的研發設計和銷售,對集成電路設計企業的資金及規模要求相對較低。Fabless模式下,芯動聯科專注于MEMS芯片設計,同時與MEMS晶圓代工廠合作開發適用于公司傳感器產品的MEMS工藝方案,以及與封裝廠合作開發MEMS慣性傳感器封裝方案,以保證產品的品質和良率,提高傳感器芯片產品的性價比和市場競爭力;此外,為了滿足客戶的多樣化需求,芯動聯科自主研發了專用測試系統,可對產品進行測試標定,滿足了客戶高定制化、高檢測效率的需求。圖表
185、:芯動聯科主要圖表:芯動聯科主要經營模式經營模式FablessFabless模式模式優勢優勢說明說明降低成本降低成本無需自建晶圓加工廠,大幅降低了資本投入和時間成本,也降低了大規模固定資產投資帶來的財務風險減小損耗減小損耗能夠根據客戶訂單需求來制定生產計劃,避免需求不足時生產線閑置的損耗專注技術專注技術使公司更專注于MEMS慣性傳感器芯片的研發設計及市場推廣,建立自己的技術優勢,提升產品性能,樹立公司品牌圖表:圖表:大部分集成電路設計企業均采用大部分集成電路設計企業均采用Fabless模式模式項目項目20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度20232023年度年
186、度直銷55.42%78.36%88.15%82.73%買斷式經銷44.58%21.64%11.85%17.27%圖表:芯動聯科直銷和經銷模式實現的主營收入圖表:芯動聯科直銷和經銷模式實現的主營收入占比情況占比情況圖表:芯動聯科主要圖表:芯動聯科主要業務流程業務流程圖圖研發設計研發設計新產品立項MEMS芯片設計ASIC芯片設計封裝設計工藝方案開發晶圓制造晶圓制造MEMS晶圓加工ASIC晶圓加工晶圓測試封裝封裝晶圓切割芯片貼片引線鍵合蓋殼測試測試測試標定品質檢測銷售銷售接收訂單簽訂銷售合同產品出貨項目項目說明說明研發模式FablessFabless經營模式下,產品設計研發屬于公司的核心環節經營模式
187、下,產品設計研發屬于公司的核心環節,涉及到市場銷售部、研發部、生產運營部、質量部等多個部門的分工合作。公司構建了產品研發流程和質量控制體系,將產品研公司構建了產品研發流程和質量控制體系,將產品研發劃分為概念、計劃、開發、驗證、試生產和量產等六個階段發劃分為概念、計劃、開發、驗證、試生產和量產等六個階段;此外,公司MEMS芯片采用的MEMS體硅加工工藝具有非標準化的特點,MEMSMEMS晶圓代工廠只提供基礎工藝模塊,公司需晶圓代工廠只提供基礎工藝模塊,公司需要根據自身要根據自身MEMSMEMS芯片設計的特點開發與之匹配的芯片設計的特點開發與之匹配的MEMSMEMS工藝方案,并導入晶圓代工廠,以工
188、藝方案,并導入晶圓代工廠,以達到批量生產目標達到批量生產目標。采購和生產模式市場銷售部每年編制下一年度的銷售計劃,每月滾動更新未來六個月的銷量預測,生產運營部根據年度需求計劃下達采購訂單:公司將完成的芯片設計交付晶圓代工廠進行晶圓加工,公司將完成的芯片設計交付晶圓代工廠進行晶圓加工,MEMSMEMS晶圓的生產周期通常為晶圓的生產周期通常為9-129-12個月,個月,ASICASIC晶圓的生產周期通常為晶圓的生產周期通常為3-63-6個月個月,由于晶圓采,由于晶圓采購周期較長,公司需要根據市場情況進行一定量的備貨;晶圓生產完成并入庫,經測試合格之購周期較長,公司需要根據市場情況進行一定量的備貨;
189、晶圓生產完成并入庫,經測試合格之后由封裝廠進行封裝,再由公司進行產品測試與標定后由封裝廠進行封裝,再由公司進行產品測試與標定。銷售模式公司目前主要采取直銷和經銷相結合的模式進行產品銷售:公司目前主要采取直銷和經銷相結合的模式進行產品銷售:直銷模式下,客戶直接向公司下訂單;經銷模式下,經銷商可以幫助公司快速建立銷售渠道、擴大市場份額,實現產品和資金的較快周轉,節省資金及資源投入,有利于公司將主要精力投入到產品研發及供應鏈管控環節。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明353.3 主營業務:陀螺儀主營業務:陀螺儀&加速度計逐步放量加速度計逐步放量,帶,帶動營收持續增長動營收持續增長 資料來源:芯
190、動聯科招股書及公司公告,資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,iFinD,國海證券研究所國海證券研究所芯動聯科主營業務收入來自于芯動聯科主營業務收入來自于MEMS陀螺儀和加速度計的銷售以及提供陀螺儀和加速度計的銷售以及提供MEMS慣性傳感器相關的技術服務,另外公司根據客戶的定制化需求,將慣性傳感器相關的技術服務,另外公司根據客戶的定制化需求,將MEMS陀螺儀陀螺儀和加速度計組合為慣性測量單元進行銷售;當前公司業務重點在于基礎慣性器件和加速度計組合為慣性測量單元進行銷售;當前公司業務重點在于基礎慣性器件的研發與銷售,主要收入來源于的研發與銷售,主要收入來源于MEMS陀螺儀和陀螺儀和MEMS加速度計
191、。加速度計。2019-2023年,芯動聯科陀螺儀的收入分別為6795.11/8436.44/13309.31/18291.48/26041.05萬元,呈快速增長趨勢,主要因為隨著公司客戶進入試產和量產階段的項目逐年增多,主要產品銷量快速增長,其中尤以陀螺儀20L系列和陀螺儀33系列為代表;加速度計的收入分別為547.20/1811.00/2173.81/1369.05/1651.54萬元,2022年受宏觀因素影響,公司某客戶的下游客戶項目推后,加速度計35型號采購量減少,使得當年加速度計收入下降。2019-2023年,芯動聯科慣性傳感器產量分別為16559/31929/51819/78052/
192、122441只,銷量分別為16540/30447/53873/80728/121949只,產銷量逐年上升;公司采用階梯定價策略,隨著客戶采購數量的逐年增加,給予客戶價格的優惠加大,主要產品的銷售價格整體下降,公司主營業務發展態勢良好。項目項目20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度20232023年度年度2024H12024H1金額金額(億元)(億元)占比占比金額金額(億元)(億元)占比占比金額金額(億元)(億元)占比占比金額金額(億元)(億元)占比占比金額金額(億元)(億元)占比占比金額金額(億元)(億元)占比占比MEMS陀螺儀0.68
193、85.52%0.8477.96%1.3380.25%1.8380.70%2.6082.13%1.2389.43%MEMS加速度計0.056.89%0.1816.74%0.2213.11%0.146.04%0.175.21%0.107.62%慣性測量單元0.011.12%0.010.62%0.010.62%0.104.36%0.237.12%0.042.94%技術服務0.056.47%0.054.68%0.106.03%0.208.91%0.185.55%-合計0.79100.00%1.08100.00%1.66100.00%2.27100.00%3.17100.00%1.37100.00%產品
194、類別產品類別型號型號20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度銷售收入銷售收入(萬元)(萬元)占比占比銷售收入銷售收入(萬元)(萬元)占比占比銷售收入銷售收入(萬元)(萬元)占比占比銷售收入銷售收入(萬元)(萬元)占比占比陀螺儀20L2088.08 30.73%3390.97 40.19%6223.79 46.76%12192.34 66.66%33系列253.66 3.73%1777.19 21.07%3525.97 26.49%2907.65 15.90%32系列2644.63 38.92%1115.04 13.22%1121.84 8
195、.43%185.25 1.01%21H142.50 2.10%468.80 5.56%949.62 7.14%1249.13 6.83%21L35.39 0.52%186.07 2.21%521.75 3.92%1006.88 5.50%20H909.31 13.38%178.00 2.11%-其它721.54 10.62%1320.37 15.65%966.34 7.26%750.23 4.10%合計6795.11 100.00%8436.44 100.00%13309.31 100.00%18291.48 100.00%加速度計35系列208.43 38.09%1152.84 63.66%
196、1461.20 67.22%1040.43 76.00%36系列50.27 9.19%45.11 2.49%213.73 9.83%257.30 18.79%其它288.50 52.72%613.05 33.85%498.88 22.95%71.32 5.21%合計547.20 100.00%1811.00 100.00%2173.81 100.00%1369.05 100.00%圖表:圖表:芯動聯科主營業務構成芯動聯科主營業務構成情況情況圖表:圖表:芯動聯科芯動聯科各型號產品銷售收入及占比各型號產品銷售收入及占比情況情況圖表:圖表:芯動聯科主要產品型號試產和量產應用的數量芯動聯科主要產品型號
197、試產和量產應用的數量產品類別產品類別型號型號20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度試產試產量產量產試產試產量產量產試產試產量產量產試產試產量產量產陀螺儀20L405498161221L0000103021H0010113132系列2121415133系列102053105合計7110520133719加速度計35系列0070749536系列00003031合計0070104126請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明363.3 主營業務:陀螺儀主營業務:陀螺儀&加速度計逐步放量加速度計逐步放量,帶,帶動營收持續增長動營收持續增長 資料
198、來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,iFinD,國海證券研究所國海證券研究所圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科采用階梯定價,隨著產品銷量增長給予客戶價格優惠(價格單位:采用階梯定價,隨著產品銷量增長給予客戶價格優惠(價格單位:元)元)產品類別產品類別型號型號20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度CAGRCAGR陀螺儀20L2894.08 2619.11 2389.72 2095.41-10.20%33系列9500.30 7716.85 6987.65 7566.11-7.31%32系列6055.94 7278.3
199、3 6263.79 5937.54-0.66%21H8005.47 8431.58 8562.84 8815.31 3.26%21L4718.87 4001.41 2728.80 3052.07-13.52%20H9250.34 7841.41-15.23%其它7169.52 5143.57 6112.25 5191.80-10.20%平均單價4822.17 4095.95 3550.76 2670.21-17.88%加速度計35系列1560.12 1464.85 1251.35 1281.48-6.35%36系列1570.93 1582.66 1675.04 1527.89-0.92%其它6
200、340.53 3670.99 1509.47 1087.08-44.45%平均單價2592.12 1843.26 1337.07 1308.96-20.37%產品類別產品類別型號型號20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度CAGRCAGR陀螺儀20L0.72 1.29 2.60 5.82 100.54%33系列0.03 0.23 0.50 0.38 143.25%32系列0.44 0.15 0.18 0.03-58.51%21H0.02 0.06 0.11 0.14 99.67%21L0.01 0.05 0.19 0.33 253.00%
201、20H0.10 0.02-76.91%其它0.10 0.26 0.16 0.14 12.82%合計1.41 2.06 3.75 6.85 69.40%加速度計35系列0.13 0.79 1.17 0.81 82.49%36系列0.03 0.03 0.13 0.17 73.94%其它0.05 0.17 0.33 0.07 12.97%合計0.21 0.98 1.63 1.05 70.48%圖表:芯動聯科陀螺儀和加速度計產品圖表:芯動聯科陀螺儀和加速度計產品整體銷售量快速整體銷售量快速增長(銷量單位:增長(銷量單位:萬只)萬只)產品類別產品類別性能級別性能級別指標指標20192019年度年度202
202、02020年度年度20212021年度年度20222022年度年度陀螺儀導航級金額(萬元)396.16 2245.99 4475.59 3973.79 占比5.83%26.62%33.63%21.72%毛利率95.51%93.40%92.54%94.35%戰術級金額(萬元)6398.96 6190.45 8833.72 14317.69 占比94.17%73.38%66.37%78.28%毛利率90.26%87.65%83.41%84.32%加速度計導航級金額(萬元)-16.19 4.20 65.87 占比-0.89%0.19%4.81%毛利率-69.95%78.73%79.45%戰術級金額(
203、萬元)547.20 1794.80 2169.61 1303.18 占比100.00%99.11%99.81%95.19%毛利率90.98%82.49%76.75%78.67%圖表:芯動聯科戰術級產品銷售金額占比較大,導航級產品占比圖表:芯動聯科戰術級產品銷售金額占比較大,導航級產品占比呈上升趨勢呈上升趨勢圖表:與同行業上市公司圖表:與同行業上市公司相比,芯動聯科相比,芯動聯科主營業務毛利率維持在主營業務毛利率維持在較高水平較高水平公司名稱公司名稱20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度敏芯股份35.52%35.00%25.75%16.7
204、9%睿創微納63.13%58.45%46.93%50.51%星網宇達47.52%46.74%44.63%35.76%理工導航38.00%37.07%37.32%2.52%平均數46.04%44.32%38.66%26.39%芯動聯科芯動聯科88.25%88.25%85.47%85.47%85.97%85.97%83.01%83.01%注:目前國內A股上市公司中暫無與芯動聯科在細分業務領域完全可比的競爭對手,但為便于進行財務數據的比較,選取與公司的產品均屬于MEMS傳感器,但應用領域不同的企業,包括敏芯股份(主要產品為消費級MEMS傳感器產品)、睿創微納(產品包括非制冷紅外熱成像MEMS芯片等)
205、,以及A股上市公司從事MEMS或同類產品產業鏈下游應用領域的企業,包括星網宇達(信息感知產品中包含MEMS組合導航)、理工導航(主要產品為慣導系統及光纖陀螺儀等)。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明373.3 業務上游:業務上游:晶圓制造等晶圓制造等供應商多元化供應商多元化供應保質供應保質求穩求穩資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,國海證券研究所國海證券研究所晶圓制造等供應商多元化供應保質求穩。晶圓制造等供應商多元化供應保質求穩。芯動聯科不直接從事芯片的生產和加工,主要采購MEMS晶圓、ASIC晶圓、封裝服務、技術服務等,其中采購的MEMS晶圓尺寸主要是
206、6英寸晶圓和8英寸晶圓,采購的ASIC晶圓主要是8英寸晶圓。芯動聯科主要的晶圓供應商為ERA Spread Limited、北方電子院安徽公司、上?;る娮涌萍加邢薰?、供應商X、供應商V,其中公司通過ERA Spread Limited采購供應商Y的晶圓,通過上?;る娮涌萍加邢薰静少徆蘕的晶圓,公司的晶圓代工廠主要為供應商Y、供應商X、北方電子院安徽公司和供應商V。供應商Y、供應商X、北方電子院安徽公司和供應商V均為國際或者國內知名的晶圓代工廠,擁有1條以上的晶圓生產線,年產能較為充足,供應較為穩定。項目項目20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度金額
207、(萬元)金額(萬元)占比占比金額(萬元)金額(萬元)占比占比金額(萬元)金額(萬元)占比占比晶圓MEMS晶圓1401.75 53.33%2402.78 61.47%2966.04 51.10%ASIC晶圓88.94 3.38%111.10 2.84%163.48 2.82%合計1490.69 56.72%2513.88 64.32%3129.52 53.92%封裝服務321.84 12.24%579.12 14.82%764.13 13.16%技術服務491.20 18.69%562.90 14.40%1187.68 20.46%其他324.60 12.35%252.78 6.47%722.9
208、8 12.46%總計2628.33 100.00%3908.69 100.00%5804.30 100.00%圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科采購情況采購情況20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度供應商名稱供應商名稱采購內容采購內容占采購總額占采購總額的比例的比例供應商名稱供應商名稱采購內容采購內容占采購總額占采購總額的比例的比例供應商名稱供應商名稱采購內容采購內容占采購總額占采購總額的比例的比例ERA Spread LimitedMEMS晶圓33.24%ERA Spread LimitedMEMS晶圓45.95%安徽北方微電子研究院集團有限公司MEMS晶圓、封裝
209、服務和技術服務33.34%安徽北方微電子研究院集團有限公司MEMS晶圓、封裝服務和技術服務19.26%安徽北方微電子研究院集團有限公司MEMS晶圓和封裝服務20.81%ERA Spread LimitedMEMS晶圓25.31%MEMSLink CorporationASIC晶圓和技術服務16.90%MEMSLink Corporation技術服務14.26%上?;る娮涌萍加邢薰綧EMS晶圓14.97%上?;る娮涌萍加泄綧EMS晶圓14.78%上?;る娮涌萍加泄綧EMS晶圓8.77%MEMSLink Corporation技術服務10.16%供應商W管殼等其他材料5.42%供應商V
210、ASIC晶圓2.78%供應商W管殼等其他材料3.30%合計89.60%合計92.57%合計87.08%圖表:芯動聯科向前五名供應商采購情況圖表:芯動聯科向前五名供應商采購情況公司名稱公司名稱公司基本情況公司基本情況產能情況產能情況供應商Y成立多年,為全球領先的MEMS代工廠之一有3條MEMS晶圓生產線:擁有2條6英寸產線及1條8英寸產線,年產能1萬片晶圓以上供應商X成立多年,為全球領先的MEMS代工廠之一擁有一座MEMS晶圓工廠,包含2條8英寸產線,年產能8.4萬片北方電子院安徽公司北方電子院安徽公司成立于成立于20122012年,位于安徽省蚌埠市,為國內年,位于安徽省蚌埠市,為國內知名的知名
211、的MEMSMEMS代工廠代工廠目前擁有目前擁有1 1條條6 6英寸英寸MEMSMEMS晶圓生產線,年產晶圓生產線,年產能為能為4 4萬片左右萬片左右供應商V成立多年,為知名晶圓代工廠年產能千萬片以上圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科MEMS 晶圓、晶圓、ASIC 晶圓采購單價和封裝服務單位成本晶圓采購單價和封裝服務單位成本項目項目20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度CAGRCAGRMEMS晶圓(元/片)42003.88 42390.78 43196.38 1.41%(元/顆)266.41 251.21 231.05-6.87%ASIC晶圓(元/片)(元/片)520
212、1.40 6241.75 6239.62 9.53%封裝服務(元/顆)(元/顆)51.12 53.94 54.68 3.42%圖表:芯動聯科主要晶圓代工廠圖表:芯動聯科主要晶圓代工廠情況情況請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明383.3 業務下游:高可靠等領域客戶深度業務下游:高可靠等領域客戶深度合作,業務可持續性強合作,業務可持續性強 資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,iFinD,國海證券研究所國海證券研究所圖表:芯動聯科圖表:芯動聯科產品下游應用領域主要為高端工業、無人系統、高可靠產品下游應用領域主要為高端工業、無人系統、高可靠高可靠領域收入占比超七
213、成,產品高毛利率可持續,用戶粘性較強。高可靠領域收入占比超七成,產品高毛利率可持續,用戶粘性較強。芯動聯科高性能MEMS慣性器件產品主要應用于高端工業、無人系統、高可靠等領域。2019-2022年,公司在高可靠應用領域分別實現收入5575.02/8618.04/12648.83/17049.65萬元,占同期主營業務收入比分別為70.17%/79.64%/76.27%/75.22%,是公司收入構成及收入增長主要構成部分。高可靠等領域的最終用戶通常需要經過2-5年時間決定是否導入某上游核心配套產品,一旦選用具體產品后,基于整個應用路線的可靠性、穩定性、一致性及替代成本等方面考慮,一般不會更換其主要
214、設備及其核心配套產品供應商,并在其后續的產品升級、技術改進中與供應商進行持續合作,因此公司產品訂單持續性和用戶粘性較強。此外,高可靠領域產品具有高性能、高毛利特征,芯動聯科的主要產品MEMS陀螺儀和MEMS加速度計核心性能指標已達到國際先進水平,銷售價格較高,同時上述產品借助半導體技術實現了批量化生產,生產成本低于傳統的慣性傳感器,導致單位成本較低,公司主營業務毛利率較高。下游用戶以大型央企集團及科研院所為主,合作關系穩定。下游用戶以大型央企集團及科研院所為主,合作關系穩定。芯動聯科產品的主要用戶群體為從事慣性技術開發、應用的大型央企集團及科研院所,上述單位長期以來也是承擔慣性技術專項任務的單
215、位。芯動聯科部分民營企業客戶屬于模組組裝或集成廠商,基于其下游用戶(主要為大型央企集團及科研院所)的需求,從公司大量采購高性能MEMS慣性傳感器,主要用于進一步生產慣性模組及慣性系統等產品進行銷售。2019-2022年,芯動聯科產品直接或間接(統計前五大民營直銷客戶)向大型央企集團及科研院所銷售金額占比分別為69.59%/73.35%/66.55%/65.83%,占比較高。整體而言,目前公司的產品已得到國內慣性傳感器下游主流廠商的認可,與高端工業、無人系統及高可靠領域的科研院所和央企集團建立了良好的合作關系。下游應用領域下游應用領域指標指標20192019年年度度20202020年年度度202
216、12021年度年度20222022年度年度高端工業主營業務收入(萬元)771.26 1470.76 2122.11 3304.01 占比9.71%13.59%12.80%14.58%毛利率88.99%86.17%83.84%86.39%無人系統主營業務收入(萬元)1599.27 732.35 1814.20 2313.36 占比20.13%6.77%10.94%10.21%毛利率91.43%86.09%85.73%80.96%高可靠主營業務收入(萬元)5575.02 8618.04 12648.83 17049.65 占比70.17%79.64%76.27%75.22%毛利率90.67%88.
217、78%85.70%86.57%項目項目20192019年度年度20202020年度年度20212021年度年度20222022年度年度金額金額(萬元)(萬元)占營業收入占營業收入比例比例金額金額(萬元)(萬元)占營業收入占營業收入比例比例金額金額(萬元)(萬元)占營業收入占營業收入比例比例金額金額(萬元)(萬元)占營業收入占營業收入比例比例直接銷售給大型央企集團及科研院所1162.2814.55%2351.71 21.66%4518.75 27.21%5092.72 22.46%通過經銷商銷售給大型央企集團及科研院所2991.9837.45%4678.54 43.09%3527.91 21.2
218、4%2623.62 11.57%直銷客戶的下游用戶為銷售給大型央企集團及科研院所1405.23 17.59%934.33 8.60%3007.05 18.10%7215.27 31.81%合計5559.5069.59%7964.58 73.35%11053.71 66.55%14931.62 65.83%圖表:芯動聯科前五大客戶中直接或間接向大型央企集團及科研院所銷售圖表:芯動聯科前五大客戶中直接或間接向大型央企集團及科研院所銷售情況情況年度年度客戶性質客戶性質數量(家)數量(家)銷售金額(萬元)銷售金額(萬元)金額占比金額占比2019年度民營436,167.5677.20%央企集團及科研院所
219、171,821.5422.80%合計607,989.10100.00%2020年度民營548,273.9176.20%央企集團及科研院所222,584.5423.80%合計7610,858.45100.00%2021年度民營6411,601.4969.85%央企集團及科研院所185,007.8230.15%合計8216,609.31100.00%2022年度民營8617,143.1175.57%央企集團及科研院所135,542.4924.43%合計9922,685.60100.00%圖表:芯動聯科按客戶性質劃分收入分布圖表:芯動聯科按客戶性質劃分收入分布情況情況請務必閱讀報告附注中的風險提示和
220、免責聲明393.4 管理層:中堅力量穩固,骨干人員持股助力管理層:中堅力量穩固,骨干人員持股助力公司長遠發展公司長遠發展資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,iFinD,蚌埠投資集團官網,愛企查,天眼查,蚌埠投資集團官網,愛企查,天眼查,國海證券研究所國海證券研究所實控人技術背景出身,管理層組成結構較穩定。實控人技術背景出身,管理層組成結構較穩定。金曉冬為公司的實際控制人,宣佩琦、毛敏耀為金曉冬的一致行動人。2012年7月,MEMSLink、北京芯動與兵器集團下屬的北方通用、安徽國有投資平臺蚌投集團共同投資設立芯動聯科。其中金曉冬和宣佩琦作為兩項專有技術共同原始
221、權利人,通過北京芯動以無形資產作價人民幣4314萬元出資,占比20%;毛敏耀作為四項發明專利及一項專有技術的原始權利人,通過MEMSLink以無形資產作價人民幣5273萬元出資,占比25%;北方通用和蚌投集團分別以貨幣形式出資45%和10%。2020年4月,安徽高投和蚌投集團將全部注冊資本額分別轉讓給華亞平、宣佩琦、金曉冬,作為安徽省及蚌埠市兩級政府投資平臺對芯動聯科科技團隊的獎勵。管理層方面,公司董事會自上市以來已到期更換一屆,其中董事長均由兵器集團旗下北方電子研究院(214所)指派人員擔任,核心技術人員華亞平、張晰泊同時擔任非獨立董事和公司高級管理人員。自建持股平臺,骨干人員個人利益與公司
222、長遠利益一致。自建持股平臺,骨干人員個人利益與公司長遠利益一致。2019年由芯動聯科骨干人員通過自籌資金成立員工持股平臺寧波芯思(現更名為南京芯思),針對董事、監事、高級管理人員和核心技術人員等實施股權激勵。2023年度公司發布限制性股票激勵計劃,向符合授予條件的59名激勵對象授予267.37萬股限制性股票。該計劃首次授予股份的考核年度為2023-2025年三個會計年度,每個會計年度考核一次。以公司2022年營業收入及凈利潤為業績基數,對各考核年度的營業收入及凈利潤定比業績基數的增長率進行考核;以達到業績考核目標作為激勵對象當年度的歸屬條件之一,根據考核指標每年對應的完成情況核算公司層面歸屬比
223、例。圖表:圖表:2023年限制性股票激勵計劃激勵對象獲授的限制性股票分配情況年限制性股票激勵計劃激勵對象獲授的限制性股票分配情況圖表:芯動聯科實控人具備相應專業圖表:芯動聯科實控人具備相應專業能力和工作能力和工作經歷經歷實際控制人實際控制人基本情況基本情況金曉冬金曉冬畢業于電子工程相關專業,在半導體、電子工程等領域工作,“MEMS陀螺儀 ASIC 芯片技術”原始創始人宣佩琦宣佩琦畢業于電子工程相關專業,在半導體、電子工程等領域工作,“MEMS陀螺儀 ASIC 芯片技術”原始創始人毛敏耀毛敏耀畢業于半導體相關專業,曾任職于半導體公司,四項發明專利和“MEMS陀螺儀加工工藝技術”原始創始人姓名姓名
224、職務職務獲授的限制性股票數量(萬股)獲授的限制性股票數量(萬股)占授予限制性股票總數的比例占授予限制性股票總數的比例董事、高級管理人員、核心技術人員林明董事、總經理、董事會秘書15.774.72%張晰泊董事、副總經理、核心技術人員20.90 6.25%胡智勇董事、副總經理15.524.64%華亞平董事、副總經理、核心技術人員15.684.69%白若雪財務總監5.161.54%顧浩琦核心技術人員7.332.19%董事、高級管理人員、核心技術人員合計80.3624.04%其他激勵對象董事會認為需要激勵的其他人員(53 人)187.0155.96%首次授予部分合計(59 人)267.3780.00%
225、預留部分預留授予部分合計66.8420.00%合計334.21100.00%歸屬安排歸屬安排歸屬權益數量占授歸屬權益數量占授予權益總量的比例予權益總量的比例對應考核年度對應考核年度各年度營業收入增長率(各年度營業收入增長率(A A)各年度凈利潤增長率各年度凈利潤增長率(B B)目標值(目標值(AmAm)目標值(目標值(BmBm)第一個歸屬期30%2023年30%10%第二個歸屬期30%2024年69%21%第三個歸屬期40%2025年119%33%考核指標考核指標業績完成度業績完成度公司層面歸屬比例(公司層面歸屬比例(X X)以2022年的營業收入及凈利潤為基數,對應考核年度的營業收入增長率(
226、A)及凈利潤增長率(B)AAm且BBmX=100%其他X=80%AAm且BBmX=0圖表:圖表:2023年度年度限制性股票激勵計劃限制性股票激勵計劃公司層面業績考核要求公司層面業績考核要求注:如果公司滿足當年公司層面業績考核要求,激勵對象當年實際歸屬的限制性股票數量=個人當年計劃歸屬的數量公司層面歸屬比例個人層面歸屬比例姓名姓名公司任職公司任職持股數量(萬股)持股數量(萬股)持股比例持股比例華亞平董事、副總經理、核心技術人員640.00 1.60%林明董事、總經理、董事會秘書480.00 1.20%圖表:董事、監事、高級管理人員、核心技術人員直接持股情況(截至圖表:董事、監事、高級管理人員、核
227、心技術人員直接持股情況(截至2024年年6月月30日)日)注:公司董監高中林明、華亞平、張晰泊、胡智勇、顧浩琦通過南京芯思(曾用名:寧波芯思)間接持有公司股份。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明403.5 募集資金投研擴產,鞏固募集資金投研擴產,鞏固技術優勢技術優勢+把握未來趨勢把握未來趨勢+提質增效提質增效降本降本資料來源:芯動聯科招股書及公司公告資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,芯動聯科,芯動聯科官網,官網,國海證券研究所國海證券研究所IPO募集資金投資項目用于核心技術和產品、產業鏈和募集資金投資項目用于核心技術和產品、產業鏈和業務協同等方面。業務協同等方面。芯動聯科于2023年6
228、月30日在上海證券交易所科創板成功上市,擬投入10億元募集資金用于MEMS慣性傳感器、MEMS壓力傳感器開發和產業化以及封裝測試基地建設。募投項目有助于公司提高技術水平和產品性能、開拓工業市場、豐富產品類別、提高生產運營效率,提升公司核心競爭力和市場影響力。募投項目:募投項目:“高性能及工業級高性能及工業級MEMS陀螺開發及產業化項目陀螺開發及產業化項目”“”“高性能及工業級高性能及工業級MEMS加速度計開發及產業化項目加速度計開發及產業化項目”分別擬投入2.30/1.47億元募資,在現有產品的基礎上沿高性能與工業級兩個方向拓展產品系列,一方面繼續提高現有產品的精度和環境適應能力,另一方面開拓
229、廣闊的工業市場;“高精度高精度MEMS壓力傳感器開發及產業化項目壓力傳感器開發及產業化項目”擬投入1.57億元募資,用于開發高精度MEMS壓力傳感器陀螺,該項目的研發落地不僅為公司開辟新的銷售市場提供了重要抓手,同時也為公司產品類別的擴充、經營業務的突破提供了重要推力;“MEMS器件封裝測試基地建設項目器件封裝測試基地建設項目”擬投入2.22億元募資,使公司具備規?;姆庋b、測試能力,既可以實現對產品質量的把控,提高產品的交付能力,也可以大幅降低產品的生產成本。序號項目名稱項目概況總投資額(億元)擬投入募集資金(億元)建設期實施主體1高性能及工業級MEMS陀螺開發及產業化項目本項目系在公司高性
230、能MEMS陀螺儀的基礎上,沿高性能與工業級兩個方向拓展產品系列,一是繼續提高Z軸陀螺儀的精度和環境適應能力,滿足客戶在復雜工作條件下精確測量的需求;二是開發小體積、低成本Z軸陀螺儀和單片3軸陀螺儀,憑借公司已有的技術積累和客戶資源,開拓工業市場。2.302.303年芯動致遠2高性能及工業級MEMS加速度計開發及產業化項目本項目建設內容包括新一代高性能MEMS加速度計和工業級三軸加速度計的開發和產業化。其中,高性能MEMS加速度計采用諧振式原理,可以得到比目前普通電容式加速度計更高的性能,適用于地震監測、石油勘探等應用場景。工業級三軸MEMS加速度計具有低噪聲、小體積、低功耗、高性價比等特點,適
231、用于振動監測、傾角測量、慣性導航等多個領域,可不斷擴大公司產品的應用范圍,為客戶提供更豐富的慣性傳感器產品組合。1.471.473年3高精度MEMS壓力傳感器開發及產業化項目本項目開發的高精度MEMS壓力傳感器是公司核心技術與新產品方向的有機結合。目前,國內外諧振式MEMS壓力傳感器產品的驅動控制和信號處理電路皆采用分立元器件搭建的PCB板級電路,公司首先利用CMOS集成電路技術將復雜的板級電路集成到單顆ASIC芯片中,大幅減小了傳感器體積,并采用數字信號處理技術直接輸出數字信號,簡化了系統設計復雜度,降低了系統成本。產品可以在儀器儀表、工業制造、氣象探測、航空電子、高鐵等領域實現廣泛應用。1
232、.571.573年4MEMS器件封裝測試基地建設項目本項目擬投資建設一條MEMS器件封裝測試生產線。該生產線能夠實現高性能MEMS傳感器以及工業級MEMS傳感器的封裝生產,并可實現定制化封裝。此外,通過購置新設備、研發新技術,可使公司具備圓片級測試能力,并且測試產能能夠與封裝生產線產能匹配,整體提高公司的生產效率。同時,生產線也可為MEMS封測工藝研發優化提供便利條件,為新產品的研發和技術的提升提供保障。2.222.223年芯動聯科5補充流動資金募集資金的補充流動資金到位后,公司將用于日常經營以及未來業務拓展,為公司落實發展戰略規劃提供充分的資金支持。此外,公司通過使用募集資金補充流動資金能夠
233、進一步優化財務結構,有利于提高公司的償債能力,促進公司的穩健發展。2.452.453年合計10.0010.00-圖表:圖表:芯動聯科芯動聯科IPO募投項目募投項目請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明413.5 募集資金投研擴產,鞏固募集資金投研擴產,鞏固技術優勢技術優勢+把握未來趨勢把握未來趨勢+提質增效提質增效降本降本資料來源:芯動聯科公司公告資料來源:芯動聯科公司公告,國海證券研究所國海證券研究所產品技術縱向產品技術縱向持續深耕,業務領域橫向積極拓展。(持續深耕,業務領域橫向積極拓展。(1)陀螺儀:)陀螺儀:芯動聯科對Z軸陀螺儀持續進行研發迭代、提升性能,X軸陀螺儀完成量產備份,據公司
234、2024年半年報,單片三軸陀螺儀、工業級陀螺持續在研發中;(2)加速度計:)加速度計:公司研發的FM加速計可取代石英加速計,已形成量產能力并開始小批量出貨,全球范圍內尚未有FM加速度計實現大規模量產,公司形成的量產能力在行業內具有重要的領先意義,符合市場對高性能加速度計小型化和成本效益提升的需求,加速計產品線有望成為公司主力產品線;(3)壓力傳感器:)壓力傳感器:小量程壓力傳感器已經基本定型,性能已經達到設計指標,正在進行工程化和生產準備工作以及客戶驗證,大量程高性能壓力傳感器、適用惡劣環境的高性能壓力傳感器持續在研發中;(4)IMU:可用于自動駕駛、低空航電系統以及人形機器人的6軸車規級IM
235、U持續在研發中。圖表:圖表:芯動聯科芯動聯科在研在研項目項目(截至(截至2024年年6月月30日)日)序號項目名稱預計總投資規模(萬元)進展或階段性成果擬達到目標技術水平具體應用前景1工業級陀螺儀6630驗證階段研發并量產小尺寸單軸和三軸MEMS陀螺儀國內領先廣泛應用于工業領域,涵蓋自動駕駛、無人機等2MEMS慣性導航系統6550開發階段研發并量產適用于L3+自動駕駛的高性能MEMS IMU國內領先主要應用于自動駕駛領域3諧振式壓力傳感器諧振式壓力傳感器2795驗證階段驗證階段研發并量產高精度諧振式研發并量產高精度諧振式MEMSMEMS大氣絕壓傳感器大氣絕壓傳感器國際先進國際先進主要應用于壓力
236、及氣流測量等領域4光衰減器微鏡340開發階段開發用于光通信系統的光衰減器MEMS微鏡國內先進應用于光通信領域5大量程絕壓傳感器大量程絕壓傳感器2170開發階段開發階段研發應用于工業的高精度大量程絕對壓力測量研發應用于工業的高精度大量程絕對壓力測量國際先進國際先進主要應用于壓力及氣流測量等領域6X軸陀螺儀36KHZ2500驗證階段實現X軸陀螺儀帶電沖擊能力的提升和轉工藝國內領先應用于高可靠、高端工業、無人系統、測量測繪等7功能安全6軸IMU6450開發階段汽車級功能安全6軸MEMS IMU國內領先主要應用于自動駕駛領域8高性能全角陀螺儀2790開發階段基于目前自身軟硬件條件和工藝設施基礎量產ME
237、MS全角陀螺儀國內領先應用于高可靠、高端工業、無人系統、測量測繪等9工業級加速度計2250驗證階段研發并量產工業級MEMS加速度計國內領先應用于高可靠、高端工業、無人系統、測量測繪等10導航級Z軸MEMS陀螺儀4532開發階段量產第五代導航級Z軸MEMS陀螺儀國內領先應用于高可靠、高端工業、無人系統、測量測繪等11高精度MEMS水下組合導航系統605開發階段研發并量產應用于水下環境的高精度MEMS慣導系統國內領先主要應用于水下無人航行器自主導航領域請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明423.6 業務拓展方向:業務拓展方向:布局高精度諧振式布局高精度諧振式MEMS壓力傳感器壓力傳感器資料來源
238、:歌爾微招股書,資料來源:歌爾微招股書,Yole Intelligence,智研咨詢,傳感器專家網,智研咨詢,傳感器專家網/雙橋傳感雙橋傳感/環球電氣之家環球電氣之家公眾號公眾號,國海證券研究所國海證券研究所進軍壓力傳感器賽道,打開廣闊市場。進軍壓力傳感器賽道,打開廣闊市場。MEMS壓力傳感器是一種基于MEMS技術制造的壓力傳感器,通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成,能夠將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號,以便實現準確測量、控制和監測。MEMS壓力傳感器基于測量壓力原理可分為壓阻式/電容式/壓電式/諧振式等,其憑借高精度和微型化優勢,廣泛應用于汽車、消費電子、醫療、工業及高可靠等領域,是ME
239、MS產品中市場份額較大的細分市場之一。圖表:圖表:MEMS壓力傳感器按壓力傳感器按壓力測量類型壓力測量類型分類分類種類種類工作原理工作原理特點特點壓阻式利用壓阻效應:當半導體材料受到應力作用時,引起能帶的變化、能谷的能量移動,使半導體電阻的電阻率發生變化,再通過放大電路將電阻的變化轉換為標準電信號輸出具有尺寸小、靈敏度高和快速響應等特點,但其工藝復雜,易受溫度和振動的影響,需要溫度補償電容式一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極,當薄膜感受壓力而變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容量發生變化,通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號優點是靈敏度高、穩定性好、線性范圍寬等,缺點
240、是成本較高、容易受到溫度和濕度的干擾壓電式大多利用正壓電效應制成,膜片式壓電式壓力傳感器主要由本體、膜片和壓電元件組成,壓電元件支撐于本體上,由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件,再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關系的電信號體積小、動態特性好、耐高溫諧振式諧振式利用外界壓力變化導致諧振子諧振頻率的利用外界壓力變化導致諧振子諧振頻率的變化的原理,將被測量壓力變化轉換成諧變化的原理,將被測量壓力變化轉換成諧振頻率變化振頻率變化具有高精度、高分辨率、具有高精度、高分辨率、高抗干擾能力、適用于長高抗干擾能力、適用于長距離傳輸、能直接與數字距離傳輸、能直接與數字設備相連等特點,但其生設備相連等特點,但其生產周
241、期長、成本高、輸出產周期長、成本高、輸出頻率與被測量往往是非線頻率與被測量往往是非線性關系性關系種類種類原理和特點原理和特點絕壓傳絕壓傳感器感器絕壓傳感器是測量絕對壓力值的壓力傳感器。一般以內部真空腔作為參考,測量的壓力值和真空壓相減后獲得。絕壓傳感器一般可以測量真空管道的壓力,真空罐體的液位高度以及大氣壓等表壓傳感器表壓傳感器是測量相對壓力值的壓力傳感器。一種表壓傳感器的受壓元件的膜片或膜盒的待檢測面與大氣壓連通,測量介質壓力與大氣壓的差壓,加在受壓元件單側的壓力是大氣壓,會隨著大氣壓的變化而變化;另一種表壓傳感器為密封表壓傳感器,其受壓元件膜片或膜盒的待檢測面密封了一個標準大氣壓,密封壓力
242、保持恒定,與外界大氣壓的變化無關壓差傳感器壓差傳感器是用來測量兩個壓力之間差值的傳感器,通常用于測量某一設備或部件前后兩端的壓差圖表:圖表:MEMS壓力傳感器按壓力傳感器按敏感原理分類敏感原理分類圖表:圖表:2019-2026年全球年全球MEMS壓力傳感器行業市場壓力傳感器行業市場規模變動趨勢規模變動趨勢圖表:圖表:2020年全球年全球MEMS壓力傳感器壓力傳感器競爭格局競爭格局圖表:圖表:MEMS壓力傳感器主要壓力傳感器主要應用領域應用領域應用領域應用領域MEMSMEMS壓力傳感器應用情況壓力傳感器應用情況汽車行業汽車行業汽車領域是汽車領域是MEMSMEMS傳感器重要下游應用領域之一。在汽車
243、領域,傳感器重要下游應用領域之一。在汽車領域,MEMSMEMS壓力傳壓力傳感器廣泛應用于安全系統、排放控制、輪胎監測、發動機管理和懸掛系統等。感器廣泛應用于安全系統、排放控制、輪胎監測、發動機管理和懸掛系統等。高端的汽車一般都會有上百個傳感器,包括30-50個MEMS傳感器,其中就有10個左右的MEMS壓力傳感器。這些傳感器可提供關鍵數據,幫助汽車制造商優化發動機性能、提高燃油效率并增加駕駛安全性消費電子智能手機、平板電腦和智能手表等設備中的壓力傳感器可用于氣壓計、高度計和室內導航等功能。智能可穿戴設備中的壓力傳感器還可以監測心率和體力活動等運動和健康指標。此外,MEMS壓力傳感器在無人機、航
244、模等領域應用廣泛,可提供海拔信息,與導航系統協同實現精準飛行控制醫療行業MEMS壓力傳感器被廣泛應用于各種醫療設備和檢測系統中。它們可以用于血壓檢測、呼吸機和人工呼吸器的控制、體內壓力監測以及藥物輸送系統等工業自動化工業自動化MEMSMEMS壓力傳感器用于監測和控制各種工業過程,被廣泛應用于液體和氣體管壓力傳感器用于監測和控制各種工業過程,被廣泛應用于液體和氣體管道系統、液位監測、壓力控制和流量測量等領域道系統、液位監測、壓力控制和流量測量等領域高可靠高可靠MEMSMEMS壓力傳感器可用于飛機和火箭的空氣動力學性能測試、高空氣壓監測、壓力傳感器可用于飛機和火箭的空氣動力學性能測試、高空氣壓監測
245、、氣象數據收集以及航空器和天基設備的氣壓控制,能夠滿足嚴苛的環境要氣象數據收集以及航空器和天基設備的氣壓控制,能夠滿足嚴苛的環境要求求33%14%10%7%6%5%5%4%3%2%2%7%博世泰科電子英飛凌森薩塔科技恩智浦霍尼韋爾安費諾意法半導體得捷電子Merit松下其它注:市場份額(按銷售收入)7.49.383.925.112.923.842.293.480.310.3405101520252019年2026E汽車消費電子醫療工業軍用及航天億美元億美元單位:%請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明433.6 業務拓展方向:布局高精度諧振式業務拓展方向:布局高精度諧振式MEMS壓力傳感器壓力
246、傳感器資料來源:芯動聯科招股書,麥姆斯咨詢,橫河測試測量資料來源:芯動聯科招股書,麥姆斯咨詢,橫河測試測量/艾默生艾默生/康斯特康斯特/金芯麥斯金芯麥斯/廈門大學廈門大學/中國航天科技集團中國航天科技集團/全球半導體產業與電子技術博覽會全球半導體產業與電子技術博覽會/重重慶兩江新區官網,企查查,愛企查,慶兩江新區官網,企查查,愛企查,橫河川儀橫河川儀/Baker Hughes貝克休斯貝克休斯/貝克休斯德魯克貝克休斯德魯克Druck/橫河電機橫河電機中國中國/思思微科技公眾號微科技公眾號,國海證券研究所國海證券研究所高精度高精度MEMS壓力傳感器國產化尚存壓力傳感器國產化尚存缺口。缺口。直接輸出
247、頻率量的諧振式MEMS壓力傳感器是目前精度最高的MEMS壓力傳感器,具有數字化輸出、抗干擾、長壽命和抗輻照等優點。高精度諧振式MEMS壓力傳感器在航天航空領域、軍事領域的各項裝備上應用廣泛,同時也可用于氣象、地質、航海、油井和工業檢測等各種有高精度壓力需求的領域中。長期以來,國內高精度MEMS壓力傳感器市場由海外企業主導,德魯克/橫河機電/艾默生/安費諾等國際知名廠商具有較強的市場競爭力。近年來,國內高精度MEMS壓力傳感器技術接連取得突破,國內代表性廠商有橫河川儀/康斯特等。重慶川儀參股的金芯麥斯壓力傳感器精度可達0.04%FS,其基于高穩芯片的M系列傳感器已向川儀股份批量供貨并實現全面進口
248、替代;航空工業參股的思微科技實現了滿足0.01%FS精度的硅諧振壓力傳感器量產。另外,航天九院704所/廈門大學/金天弘科技等也已研制出萬分級高精度MEMS諧振式壓力傳感器。公司名稱公司名稱國家國家基本情況基本情況主要壓力產品及技術主要壓力產品及技術技術水平技術水平產品圖例產品圖例德魯克英國德魯克品牌創立于1972年,是世界著名的壓力測量和校準儀器儀表制造商。德魯克制造并交付的產品包括多種量程及用途的壓力傳感器和壓力測試測量儀器等,廣泛應用于航空航天、汽車、水文、船舶、氣象、能源、化工、軌道交通、半導體等領域。德魯克壓力測量技術已在氣象行業中得到了諸多認可,目前中高端市場占有率已逾40%(截至
249、2022/8),其氣象壓力傳感器已廣泛應用于中國多個智慧城市項目中,為氣象監測提供高精度氣壓測量數據德魯克壓力測量產品基于業界領先的硅諧振和硅壓阻技術,已經形成了壓力傳感器和測量校準設備兩類成熟的產品線,可以滿足壓力測量、測試及校準的多方面需求。其中壓力傳感器包括可用于軌道交通、船舶、水文、氣象、汽車、能源、半導體等領域的工業壓力傳感器(如UNIK系列),用于飛機飛控、環控、燃油、剎車、除冰、發動機等系統的航空壓力傳感器(如3000系列),及用于深海采油樹的深海壓力傳感器(如PTX300/400)硅諧振傳感器全溫精度可達0.01%FS艾默生美國艾默生成立于1890年,深耕全球自動化領域,致力于
250、推動工業制造轉型。據公司官網(截至2024/9)目前艾默生在全球已安裝超過1000萬臺壓力測量設備,具有高可靠性和改進功能艾默生壓力技術解決方案包括電容式傳感器、壓阻式傳感器和其他傳感器,可以在差壓、表壓和絕壓應用中提供重要的過程數據。其Rosemount、Paine和Roxar產品覆蓋廣泛的應用,其中Paine系列產品多應用于石油天然氣、航空航天、衛星、軍用、海洋和工業領域壓力傳感器產品精度可達0.025%FS 橫河電機日本橫河電機集團創建于1915年,經營領域涉及測量、控制、信息三大領域,在工業控制行業是全球最為專業的跨國公司之一。1975年率先研制出世界上第一套具有劃時代意義的集散型控制
251、系統(DCS系統),對石油、化工等大型工廠的生產過程進行測量、運行監視和控制,到目前已相繼推出了7代CENTUMDCS系列產品,流量表、變送器、分析儀等現場儀表廣受好評橫河電機的硅諧振壓力傳感器采用基于單晶硅諧振器諧振頻率隨壓力變化的傳感方法,具有低功耗、緊湊型、高靈敏度、高穩定性和高耐壓性的特點。諧振器使用硅半導體制造技術密封在清潔的真空腔中,防止外來顆粒粘附在諧振器上降低其性能。此外,使用石英晶體諧振器的傳感器不會因氣體解吸而導致性能變化,并且可以實現穩定的測量橫河專有的硅諧振傳感器技術可實現相對精度為0.01%FS 橫河川儀中國橫河川儀由日本橫河電機、重慶川儀與橫河電機(中國)共同出資于
252、1995年創立。據公司官網,2022年11月,主營產品EJA智能變送器突破總銷量500萬臺大關,是世界主要智能差壓/壓力變送器的生產基地之一EJX-A系列智能變送器采用單晶硅諧振式傳感器,實現更高的精度和更智能的工業應用;EJA-E系列智能變送器采用單晶硅諧振式傳感器,結合了EJA-A系列和EJX系列的先進技術和性能,可應對工業傳感高穩定和高精度的要求,能夠在嚴酷的工業環境中長期并穩定地運行采用單晶硅諧振式傳感器的EJX-A系列壓力變送器精度達0.025%FS 康斯特中國康斯特是一家集機電一體化、軟件算法開發、精密制造于一體的高端校準測試儀器上市企業,主營業務為數字檢測儀器設備研發、生產與銷售
253、,為全球用戶提供高性能和高可靠性的壓力、溫濕度、過程及電學校準測試儀器與解決方案康斯特壓力產品包括壓力校驗儀、智能壓力控制器、數字壓力表、智能識別裝置等,其產品廣泛應用于電力、石油、化工、制藥、計量、冶金、交通、機械、制造等行業壓力產品精度可達0.01%FS康斯特CDPA模塊式壓力校驗儀模塊德魯克硅諧振壓力傳感器TERPS橫河數字壓力計MT300艾默生Paine 310-38-0050 壓力傳感器橫河川儀EJX-A差壓變送器注:%FS為描述壓力傳感器精度的指標,表示在傳感器測量量程范圍內,其輸出的最大差值相對于滿量程輸出(Full Scale)的百分比。圖表:國內外代表性高精度圖表:國內外代表
254、性高精度MEMS壓力傳感器壓力傳感器廠商廠商請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明443.6 業務拓展方向:布局高精度諧振式業務拓展方向:布局高精度諧振式MEMS壓力傳感器壓力傳感器資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,資料來源:芯動聯科招股書及公司公告,Yole Intelligence,前瞻產業研究院,麥姆斯咨詢,前瞻產業研究院,麥姆斯咨詢,iFinD,國海證券研究所國海證券研究所受益于已有慣性傳感器諧振式的技術平臺方案開發高精度受益于已有慣性傳感器諧振式的技術平臺方案開發高精度MEMS壓力傳感器,壓力傳感器,高性能諧振式壓力傳感器性能精度可達萬分之一至萬分之二水高性能諧振式壓力傳感器性能
255、精度可達萬分之一至萬分之二水平平?!案呔萂EMS壓力傳感器開發及產業化項目”是芯動聯科在慣性傳感器的研發基礎之上,針對高性能MEMS傳感器的未來發展方向開發的高精度MEMS壓力傳感器,擬投入1.57億元募集資金(2023/4),并預期在航空電子、儀器儀表、工業制造、氣象探測、高鐵車輛控制等領域實現廣泛應用。公司在研項目“諧振式壓力傳感器”“大量程絕壓傳感器”主要用于氣象監測、壓力校驗儀表、高度計等,公司產品需要經過客戶測試、試制等階段后進入規?;瘧?,上述周期需要1-2年;此外公司還規劃了在高鐵及惡劣環境中應用的高性能壓力傳感器。目前公司小量程壓力傳感器已經基本定型,性能達到設計指標,正在進
256、行工程化和生產準備工作以及客戶驗證,據公司公告,預計在2025年左右開始產生一定規模的收入,大量程高性能壓力傳感器、適用惡劣環境的高性能壓力傳感器正在持續研發中。公司積極拓展業務合作,公司積極拓展業務合作,MEMS壓力傳感器市場前景廣闊。壓力傳感器市場前景廣闊。芯動聯科目前主要產品為集成諧振式MEMS絕對壓力傳感器,是全球較早采用單片集成ASIC控制芯片的諧振式MEMS壓力傳感器,具有體積小、數字輸出、系統簡單等獨特優點,主要進行大氣壓測量,可應用于氣象監測,壓力控制器,大氣數據計算機等領域,產品已經開始向氣象和飛行領域的客戶發送樣品進行長期驗證,預計驗證周期為半年到一年。據Yole Inte
257、lligence統計,2021年全球MEMS壓力傳感器市場規模達20億美元,預計2027年達到26億美元,復合增長率達4.6%;據前瞻產業研究院預測,隨著行業需求推動及MEMS壓力傳感器國產化進程加快,2025年中國MEMS壓力傳感器市場規模有望達289億元。項目名稱項目名稱立項時間立項時間技術水平論述技術水平論述所處階段及進展所處階段及進展諧振式壓諧振式壓力傳感器力傳感器2019年5月基于諧振式MEMS技術,最大量程350千帕,綜合精度優于0.02%FS,年穩定性0.01%FS,達到國內領先、國際先進水平處于小批量送貨階段,潛在客戶正在進行性能驗證大量程絕大量程絕壓傳感器壓傳感器2022年1
258、月高精度3.5MPa量程絕對壓力測量,支持數字或頻率輸出處于開發階段客戶名稱客戶名稱客戶介紹客戶介紹合作階段合作階段預計規?;杖霑r間及收入金額預測預計規?;杖霑r間及收入金額預測合作中客戶1已發展成以傳感器技術、儀表技術、電子技術、網絡技術為基礎,以傳感器與儀表設計制造為特色的現代新型高科技企業測試評估預計2024年,收入金額千萬元左右合作中客戶2已發展成飛機大氣數據系統、飛機集成數據系統、儀表及傳感器、無線數據傳輸系統研發與制造的航空機載設備骨干企業測試評估預計2024年,收入金額百萬元左右合作中客戶3致力于為船舶、高校、科研院所提供光纖測試、應變測試、沖擊爆炸測試、超高速測溫、傳感器定制
259、、硅壓阻壓力測試及與之相關的產品和技術工程服務測試評估預計2024年,收入金額百萬元左右終端客戶主要從事慣性儀表、慣性系統工作、是集研究、設計、試驗和生產于一體的導航與控制系統專業單機構測試評估預計2024年,收入金額百萬元左右圖表:壓力傳感器領域芯動聯科與客戶具體合作情況及進展圖表:壓力傳感器領域芯動聯科與客戶具體合作情況及進展圖表:芯動聯科在研壓力傳感器項目及進展(圖表:芯動聯科在研壓力傳感器項目及進展(2023/4)請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明454 4 盈利預測與投資盈利預測與投資評級評級請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明464 盈利預測與投資評級盈利預測與投資評級業
260、務業務項目項目2023A2024E2025E2026E陀螺儀營業收入(百萬元)260.41 372.39 535.21 763.41 營業成本(百萬元)37.63 65.09 91.37 127.81 毛利(百萬元)222.78 307.30 443.84 635.60 毛利率85.55%82.52%82.93%83.26%加速度計營業收入(百萬元)16.52 24.77 37.16 55.74 營業成本(百萬元)6.19 9.29 13.93 20.90 毛利(百萬元)10.33 15.49 23.23 34.84 毛利率62.53%62.51%62.51%62.51%慣性測量單元營業收入(
261、百萬元)22.57 33.86 59.25 103.70 營業成本(百萬元)7.77 11.85 20.74 36.29 毛利(百萬元)14.81 22.01 38.52 67.40 毛利率65.59%65.00%65.00%65.00%技術服務營業收入(百萬元)17.58 20.00 20.00 20.00 營業成本(百萬元)2.29 2.00 2.00 2.00 毛利(百萬元)15.29 18.00 18.00 18.00 毛利率86.98%90.00%90.00%90.00%其他業務營業收入(百萬元)0.005 0.20 0.20 0.20 營業成本(百萬元)0.002 0.10 0.1
262、0 0.10 毛利(百萬元)0.003 0.10 0.10 0.10 毛利率66.61%50.00%50.00%50.00%合計合計營業收入(百萬元)營業收入(百萬元)317.09 451.22 651.83 943.04 營業成本(百萬元)營業成本(百萬元)53.88 88.32 128.14 187.09 毛利(百萬元)毛利(百萬元)263.21 362.90 523.68 755.95 毛利率毛利率83.01%80.43%80.34%80.16%資料來源:資料來源:Wind資訊資訊,國海證券研究所國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明474 盈利預測與投資評級盈利預測與投
263、資評級圖表:芯動聯科可比公司估值對比圖表:芯動聯科可比公司估值對比股票代碼股票代碼公司簡稱公司簡稱總市值(億元)總市值(億元)收盤價(收盤價(元)元)EPSEPSPE2024E2025E2026E2024E2025E2026E300456.SZ賽微電子135.3118.480.350.490.7352.80 37.71 25.32 688536.SH思瑞浦148.50111.990.742.123.69151.34 52.83 30.35 300661.SZ圣邦股份426.6090.400.911.442.0199.34 62.78 44.98 平均106.21 54.17 36.03 688
264、582.SH芯動聯科159.6439.910.59 0.85 1.22 67.94 46.90 32.75 資料來源:資料來源:iFinD,國海證券研究所國海證券研究所 注:相關數據取自2024年10月11日收盤首次覆蓋,給予首次覆蓋,給予“買入買入”評級評級。芯動聯科是國內領先的高性能硅基MEMS慣性傳感器研發、測試與銷售的芯片設計公司,主要產品為高性能MEMS慣性傳感器,包括MEMS陀螺儀和MEMS加速度計,均包含一顆微機械(MEMS)芯片和一顆專用控制電路(ASIC)芯片,實現導航定位、狀態監測、姿態感知、平臺穩定等功能。公司產品已廣泛應用于高端工業、無人系統、高可靠等領域,并逐步向自動
265、駕駛、機器人、民用航空、商業航天等領域拓展。隨著傳感、5G通信連接、計算技術的快速進步和聯網節點的不斷增長,對智能傳感器數量和智能化程度的要求將進一步提升,傳感器的精度、可靠性要求將不斷提高。未來自動駕駛汽車、工業物聯網、車聯網、智能城市、智能家居等新產業領域有望為MEMS傳感器行業發展創造廣闊的應用空間,引領MEMS傳感器的應用浪潮??紤]到公司規劃及出貨結構,我們預計2024-2026年公司陀螺儀產品收入分別為3.72/5.35/7.63億元,維持40%以上的增速;公司加速度計產品體量尚小,我們預計2024-2026年收入分別為0.25/0.37/0.56億元,增速或將高于陀螺儀;我們預計2
266、024-2026年公司慣性測量單元收入分別為0.34/0.59/1.04億元。我們預計公司2024-2026年營業收入分別為4.51/6.52/9.43億元,同比分別為+42%/+44%/+45%,預計歸母凈利潤分別為2.35/3.40/4.87億元,同比分別為+42%/+45%/+43%,對應PE分別為68/47/33倍。根據產品及業務的相似性,我們選取MEMS芯片工藝開發及晶圓制造商賽微電子、信號鏈模擬芯片&電源管理模擬芯片供應商思瑞浦、模擬集成電路設計商圣邦股份三家半導體領域廠商作為可比公司??杀裙?024/2025/2026年iFinD一致預測PE平均值為106/54/36倍,我們預
267、計2024-2026年芯動聯科PE分別為68/47/33倍。首次覆蓋,給予“買入”評級。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明485 5 風險提示風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明495 風險提示風險提示 公司行業經驗及影響力、市場占有率、經營規模等方面和行業龍頭存在差距的風險:公司行業經驗及影響力、市場占有率、經營規模等方面和行業龍頭存在差距的風險:公司作為 MEMS 慣性傳感器的研發企業,如若不能通過持續提升技術更新能力和產品研發能力來增強產品影響力及擴大市場規模,將因為市場競爭加劇而面臨被淘汰的風險;客戶集中風險:客戶集中風險:若公司在新業務領域開拓、新產品研發等方面進展
268、不順利,或主要客戶因國內外宏觀環境或者自身經營狀況發生變化導致對公司產品的需求量下降,將對公司未來經營業績產生不利影響;毛利率下降風險:毛利率下降風險:隨著市場競爭的加劇,若公司未能抓住高性能 MEMS 慣性傳感器產品的發展趨勢,研發出符合市場需求的產品、未能有效降低成本,將會對公司毛利率水平造成不利影響;經營季節性風險:經營季節性風險:公司下半年收入占全年收入比例較高,主要因為下游用戶群體大部分為我國大型央企集團及科研院所,采購需求集中于下半年,公司確認收入時間多在第三和第四季度,經營存在一定的季節性風險;關聯交易占比較高的風險:關聯交易占比較高的風險:公司與相關關聯交易主體保持了長期良好的
269、合作關系,并積極拓展其他非關聯客戶與供應商,但公司仍面臨關聯交易金額占比較高的風險,上述風險可能對公司的經營業績及財務狀況造成重大不利影響;宏觀環境變化風險:宏觀環境變化風險:如果國內外宏觀環境因素繼續發生不利變化,如國際貿易摩擦進一步升級加劇、重大突發公共衛生事件引起全球經濟下滑等,將會影響半導體材料供應鏈的穩定性以及下游應用需求的增長,從而給公司經營帶來不利影響。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明50資產負債表(百萬元)資產負債表(百萬元)2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E現金及現金等價物1386143514871545應收款項36448
270、46971001存貨凈額68113164239其他流動資產231264292335流動資產合計流動資產合計20492049229622962640264031203120固定資產26334463在建工程0113168無形資產及其他100110113109長期股權投資0000資產總計資產總計21752175245024502828282833603360短期借款0000應付款項591318合同負債0000其他流動負債356184113流動負債合計流動負債合計404070709797132132長期借款及應付債券0000其他長期負債21324252長期負債合計長期負債合計2121323242425
271、252負債合計負債合計6161102102138138184184股本400400400400股東權益2114234926893176負債和股東權益總計負債和股東權益總計21752175245024502828282833603360利潤表(百萬元)利潤表(百萬元)2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E營業收入營業收入317317451451652652943943營業成本5488128187營業稅金及附加3468銷售費用791420管理費用30436285財務費用-12-18-13-8其他費用/(-收入)80108156217營業利潤營業利潤1651
272、65235235340340487487營業外凈收支0000利潤總額利潤總額165165235235340340487487所得稅費用0000凈利潤凈利潤165165235235340340487487少數股東損益0000歸屬于母公司凈利潤歸屬于母公司凈利潤165165235235340340487487現金流量表(百萬元)現金流量表(百萬元)2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E經營活動現金流經營活動現金流191977778585114114凈利潤165235340487少數股東損益0000折舊攤銷20243244公允價值變動-6-8-18-24營運
273、資金變動-170-182-272-402投資活動現金流投資活動現金流-545-545-358-358-318-318-552-552資本支出-19-34-53-82長期投資-526-309-258-463其他0-15-8-7籌資活動現金流籌資活動現金流13171317131310101010債務融資0131010權益融資1376000其它-59000現金凈增加額現金凈增加額790790-268-268-223-223-428-428每股指標與估值每股指標與估值2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E每股指標每股指標EPS0.440.590.851.22B
274、VPS5.285.876.727.94估值估值P/E87.967.946.932.8P/B7.36.85.95.0P/S48.835.424.516.9財務指標財務指標2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E盈利能力盈利能力ROE8%10%13%15%毛利率83%80%80%80%期間費率8%8%10%10%銷售凈利率52%52%52%52%成長能力成長能力收入增長率40%42%44%45%利潤增長率42%42%45%43%營運能力營運能力總資產周轉率0.220.200.250.30應收賬款周轉率1.431.491.571.59存貨周轉率0.910.97
275、0.920.93償債能力償債能力資產負債率3%4%5%5%流動比50.7832.8927.2923.66速動比43.4027.5222.6119.35芯動聯科盈利預測表芯動聯科盈利預測表證券代碼:證券代碼:688582688582股價:股價:39.9139.91投資評級:投資評級:買入買入(首次覆蓋首次覆蓋)日期:日期:2024101120241011資料來源:資料來源:Wind資訊,資訊,國海證券研究所國海證券研究所 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明51研究小組介紹研究小組介紹羅琨,傅麒丞,本報告中的分析師均具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業
276、態度,獨立,客觀的出具本報告。本報告清晰準確的反映了分析師本人的研究觀點。分析師本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收取到任何形式的補償。分析分析師承師承諾諾行業投資評級行業投資評級國海證券投資評級標準國海證券投資評級標準推薦:行業基本面向好,行業指數領先滬深300指數;中性:行業基本面穩定,行業指數跟隨滬深300指數;回避:行業基本面向淡,行業指數落后滬深300指數。股票投資評級股票投資評級買入:相對滬深300 指數漲幅20%以上;增持:相對滬深300 指數漲幅介于10%20%之間;中性:相對滬深300 指數漲幅介于-10%10%之間;賣出:相對滬深300 指
277、數跌幅10%以上。北交所北交所&新興成長組小組介紹新興成長組小組介紹羅琨,現任國海北交所&新興成長組首席分析師,畢業于香港浸會大學經濟學碩士、湖南大學會計學本科,7年證券從業經驗。曾任財信證券資管投資部投資經理、研究發展中心機械研究員、宏觀策略總監。所在團隊曾獲得2022、2023年新財富最佳分析師入圍、2023年金麒麟菁英分析師、2023年Choice最佳分析師。傅麒丞,現任國海研究所證券分析師,謝菲爾德大學金融碩士、國際商務管理碩士,所在團隊獲得2022、2023 年新財富最佳分析師入圍,2022年加入國海證券研究所。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明52免責聲明和風險提示免責聲明和
278、風險提示免責聲明免責聲明本報告的風險等級定級為R4,僅供符合國海證券股份有限公司(簡稱“本公司”)投資者適當性管理要求的客戶(簡稱“客戶”)使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶??蛻艏?或投資者應當認識到有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通,需以本公司的完整報告為準,本公司接受客戶的后續問詢。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料及合法獲得的相關內部外部報告資料,本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證,不保證其中的信息已做最新變更,也不保證相關的建議不會發生任何變更。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當
279、日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。報告中的內容和意見僅供參考,在任何情況下,本報告中所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價和征價。本公司及其本公司員工對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告為作出投資決策的唯一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。
280、在決定投資前,如有需要,投資者務必向本公司或其他專業人士咨詢并謹慎決策。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。投資者務必注意,其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。若本公司以外的其他機構(以下簡稱“該機構”)發送本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任。風險
281、提示風險提示本報告版權歸國海證券所有。未經本公司的明確書面特別授權或協議約定,除法律規定的情況外,任何人不得對本報告的任何內容進行發布、復制、編輯、改編、轉載、播放、展示或以其他任何方式非法使用本報告的部分或者全部內容,否則均構成對本公司版權的侵害,本公司有權依法追究其法律責任。鄭重聲明鄭重聲明心懷家國,洞悉四海國海研究深圳國海研究深圳深圳市福田區竹子林四路光大銀行大廈28F郵編:518041電話:0755-83706353國海研究上海國海研究上海上海市黃浦區綠地外灘中心C1棟國海證券大廈郵編:200023電話:021-61981300國海研究北京國海研究北京北京市海淀區西直門外大街168號騰達大廈25F郵編:100044電話:010-88576597國海證券研究所北交所&新興成長研究團隊國海證