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受人形機器人、自動駕駛、國產替代等事件影響，國產傳感器產業(yè)賽道日益受到資本關注。
在人形機器人、自動駕駛等領域，MEMS智能傳感器、激光雷達、毫米波雷達等許多傳感器發(fā)揮關鍵作用，國產傳感器廠商擁有較大發(fā)展空間，今年以來的多家上市傳感器企業(yè)，幾乎都是這些領域的傳感器公司，包括了芯動聯科、高華科技、禾賽科技、開特股份、安培龍等。
近期，又一條細分傳感器賽道受到資本關注，華安證券、財通證券等多家券商出具相關產業(yè)報告，認為是人形機器人和自動駕駛的下一個風口，新興市場打開成長空間，相關領域國內傳感器企業(yè)或迎來機遇期！文末附主要頭部國產傳感器廠商名單，詳情見下文。
MEMS IMU：1000以上單價，價值量高、壁壘高，國產替代空間巨大，人形機器人和自動駕駛的下一個風口
IMU 是慣性定位技術的核心設備，通常包括三個軸向的陀螺和加速度計。IMU（Inertial Measurement Unit），即慣性測量單元，是測量物體三軸姿 態(tài)角（或角速率）及加速度的裝置。一個IMU 通常包含三個軸向的陀螺儀和 三個軸向的加速度計，以測量物體在三維空間中的角速率和加速度。
IMU主要用于自主測量和反饋物體運動速度和角度的變化，并與衛(wèi)星等其他導航模 塊形成慣性導航系統、組合慣性系統等，經集成在相關設備中發(fā)揮慣性導航、慣性測量和慣性穩(wěn)控的作用。
三軸加速度傳感器是一種基于加速度的基本原理實現的慣性傳感器，能夠測量物體的比力和角度。陀螺儀用于測量單中的角速度及對角速度積分后角度的計算，是慣性導航系統的核心敏感器件，其測量精度直接影響慣導系統的姿態(tài)解算的準確性。
目前高精度MEMS IMU民用市場，主要應用場景包括高精度自動駕駛以及人形機器人。自動駕駛車輛、人形機器人采用千元以上的高性能MEMS IMU。IMU的價格區(qū)間很廣，包括幾十元的消費級MEMS IMU到幾十萬元的激光IMU，精度越高價格越貴，而針對自動駕駛車輛、人形機器人的IMU價格至少在千元以上。
MEMS IMU價值量高，未來不得不依靠國產化替代降本；技術壁壘高，競爭對手不容易追趕、盈利能力好。
自動駕駛達到L3級以及以上，所需要IMU精度需要達到1°/h以內，目前較高精度的MEMS IMU芯片全部依賴于海外進口；人形機器人達到特斯拉Optimus的精度，需要通過增加高精度MEMS IMU數量來達到身體穩(wěn)定、姿態(tài)控制以及頭不穩(wěn)定補償的效果，因此高性能MEMS IMU芯片國產自主可控的機遇需要提前布局。
我們基于人形機器人單機需要4個MEMS IMU、自動駕駛L3及以上精度滲透率達到20%、單顆IMU價格按照1000元的樂觀假設，預測高性能MEMS IMU市場規(guī)模最高達100億元。目前國產高性能三軸芯片自主可控已突破，放量在即百億市場有望迎來爆發(fā)。
IMU 市場逐步拓展，海外企業(yè)技術領先。根據 Yole Intelligence 數據，2021 年全球 IMU 市場空間約為 18.3 億美元，IMU 行業(yè) 2022-2027 年年均復 合增長率將達到 7.03%，到 2027 年，全球 IMU 市場規(guī)模將達到 27.92 億美元左右。
消費電子、汽車電子、工業(yè)控制為 MEMS 的主要應用領域，預計 2018 年至 2027 年期間消費電子、汽車電子、工業(yè)控制的市場占 MEMS 總市 場規(guī)模的比例一直在 80%以上，其中消費電子占比最高，占比一直保持在 50%以上。
MEMS 加速度計、磁力計和 IMU 的市場持續(xù)增長，MEMS 陀螺儀的市場呈現逐年萎縮態(tài)勢，主要原因系獨立的 MEMS 陀螺儀在高端消費電 子和汽車電子市場中逐漸被 IMU 所替代。從全球競爭格局的角度看，目前全 球 MEMS 行業(yè)呈現壟斷競爭格局，市場份額集中在 Honeywell、ADI、 Northrop Grumman/Litef 等海外行業(yè)巨頭手中。
國外企業(yè)占據我國 MEMS 慣性傳感器主要市場。2022 年，中國加速度計市場主要被博世、ST、Murata、NXP 占據，其中博世占據 28%的市場，國內企業(yè)為士蘭微、美新半導體、明皜傳感、矽?？萍肌⒚粜竟煞莸?。2022 年我國陀螺儀市場主要供應商為博世、 ST、TDK 等，國內企業(yè)為深迪半導體、美新半導體、矽?？萍嫉取?strong>我國 MEMS IMU 市場集中度較高，博世、ST 和 TDK、Analog、霍尼韋爾占據 93%左右的市場，國產MEMS IMU廠商市場份額幾乎可忽略。
人形機器人與無人駕駛打開成長空間，國內企業(yè)或迎來發(fā)展良機。我們假設單臺人形機器人所需 IMU 成本為 5000 元，如果人形機器人銷量為 100 萬臺，對應市場規(guī)?？蛇_到 50 億元。無人駕駛車輛一般會使用組合導航，會 使用 GPS(全球定位系統)和 IMU（慣性傳感器）兩個核心裝置。
隨著高端汽 車制造商在未來 10 年內向 L5 級自動駕駛邁進，IMU 有望在汽車行業(yè)快速放量。國內 IMU 制造商包括明皜傳感（蘇州固锝）、芯動聯科、華依科技、矽睿科技、深迪半導體、士蘭微、美泰科技、星網宇達、理工導航等。隨著人形機器人和無人駕駛等新興市場在中國的快速發(fā)展，國內 IMU 企業(yè)有望享受行業(yè)發(fā)展紅利。
8家國產MEMS IMU/慣性傳感器主要頭部廠商
目前，國內MEMS IMU/慣性傳感器主要有三類玩家：1）高性能MEMS芯片自主可控的半導體公司，如芯動聯科、美泰科技、明鎬傳感（蘇州固锝子公司）等，較為稀缺；2）本土消費級MEMS龍頭，如士蘭微、賽微電子等，主要面向消費電子領域，其中賽微電子為MEMS代工企業(yè)；3）Tier 1系統集成商，如華依科技、星網宇達等，主要布局的是模塊/系統集成的IMU-慣導系統環(huán)節(jié)，傳感器芯片為外采。
明鎬傳感：正在IPO中的國產MEMS慣性傳感器頭部廠商
蘇州明皜傳感科技股份有限公司成立于2011年，主要從事MEMS傳感器的研發(fā)、設計和生產，多年入選中國半導體行業(yè)協會評選的“中國半導體 MEMS 十強企業(yè)”名單，其主要控股企業(yè)為國產二極管龍頭蘇州固锝。
明皜傳感主要產品為加速度計傳感器、陀螺儀、壓力傳感器和磁傳感器等，MEMS IMU產品已研發(fā)，據明皜傳感招股書顯示，根據 Yole Intelligence 的統計數據測算，2021 年度公司 MEMS 加速度計全球市占率 2.11%，位列 MEMS 加速度計廠商的全球第七位；在消費電子領域，公司 2021 年度 MEMS 加速度計的銷量為 0.91 億顆，全球市占率 8.96%。目前明皜傳感正在上交所科創(chuàng)板IPO中，相關信息參看《這家MEMS傳感器企業(yè)IPO，小米、比亞迪押注！》
明皜傳感計劃募資6.2億元，將投入高性能高可靠性MEMS慣性傳感器開發(fā)與系統應用等項目，可見未來明皜傳感將繼續(xù)向高性能MEMS慣性傳感器進發(fā)，實現國產替代。
目前明皜傳感已向榮耀、小米、聯想、歌爾、三星、谷歌、Comcast 等行業(yè)知名終端客戶批量供貨。此外，公司車規(guī)級 MEMS 加速度計已向東軟集團批量供貨，并已導入比亞迪等汽車級客戶。
芯動聯科：國內少數上市的MEMS陀螺儀企業(yè)
安徽芯動聯科微系統股份有限公司成立于2012年，主營高性能MEMS慣性傳感器，具備MEMS芯片研發(fā)設計能力，其掌握了中高精度MEMS慣性傳感器（包括IMU）的核心技術，精度指標可達國際一流水平。
2023年6月，芯動聯科在上海證券交易所科創(chuàng)板成功上市，是目前中國A股少數的MEMS慣性傳感器股票，相關信息參看《安徽首家MEMS傳感器上市企業(yè)誕生！》
目前芯動聯科現有產品MEMS陀螺儀、MEMS加速度計和MEMS IMU，15年研制出第一代高性能MEMS陀螺儀，18年研制出高性能MEMS加速度計并規(guī)?；慨a，實現了對兩大慣性核心器件的產品全覆蓋。
憑借高精度MEMS慣性傳感器實現國產替代，芯動聯科業(yè)績快速增長，據其2023年第三季度報告顯示，前三季度公司實現營業(yè)收入1.92億元，同比增長45.27%；實現歸母凈利潤9697.9萬元，同比增長52.8%。其中，第三季度凈利潤5609.25萬元，同比增長73.11%。
矽?？萍迹壕哂杏绊懥Φ膰aMEMS傳感器龍頭企業(yè)
上海矽?？萍脊煞萦邢薰荆≦ST）成立于2012年，連續(xù)多年進入“中國半導體MEMS十強企業(yè)”名單，是我國磁傳感器、慣性傳感器主要廠商之一，《中國傳感器發(fā)展藍皮書》評為首批36家具有影響力的傳感器企業(yè)。當前，矽睿科技正在進行IPO輔導，擬于中國A股上市。
矽?？萍籍a品擁有完全自主知識產權，包括多款MEMS傳感器，如六軸IMU、加速度計、環(huán)境傳感器、組合傳感器等；磁性傳感器芯片，如磁力計、磁編碼器、電流傳感器、霍爾傳感器等；及汽車與物聯網智能模組和系統。應用市場聚焦智能手機、智能穿戴、物聯網、智能制造，汽車電子，并向智慧醫(yī)療、元宇宙、與自動駕駛市場演進。其六軸IMU獲中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院授予的2023年“中國芯”市場表現產品獎、2022“中國芯”技術創(chuàng)新產品獎等獎項。
美新半導體：中國最早的MEMS慣性傳感器IDM供應商
美新半導體有限公司成立于1999年，擁有二十多年的MEMS傳感器研發(fā)及生產技術積累，曾于2007年在美國納斯達克上市，被譽為全球MEMS第一股，是中國較早的IDM模式慣性傳感器供應商之一，在測試、封裝以及晶圓生產等方面擁有核心競爭力，連續(xù)多年進入“中國半導體MEMS十強企業(yè)”名單。
2020年美新半導體獲得mCube獨家授權的慣性傳感器芯片技術，全面布局電容式加速度計和陀螺儀領域。目前，美新半導體大規(guī)模穩(wěn)定量產的產品有全球獨有的熱式加速度計、電容式加速度計、AMR地磁傳感器、低功耗霍爾開關和六軸IMU等產品，廣泛應用于汽車、工業(yè)、醫(yī)療、可穿戴、智能家居、消費電子等領域。
深迪半導體：中國首家MEMS陀螺儀設計企業(yè)
深迪半導體（紹興）有限公司成立于2008年，是中國首家研發(fā)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司，目前其主要產品有六軸IMU、陀螺儀、磁傳感器、IMU模塊等。
在過往的十五年間，深迪半導體積極自研創(chuàng)新，其突破性的新一代基于微機電系統的陀螺儀慣性傳感器，為國產化商用MEMS陀螺儀的新時代開創(chuàng)先河。產品主要應用于IOT，手機智能終端，智能家居，人工智能，工業(yè)和智能駕艙等領域，并為客戶提供增值算法服務。
美泰電子：國產MEMS傳感器研發(fā)中堅力量
河北美泰電子科技有限公司于2011年掛牌成立，是中國電子科技集團公司（CETC）旗下控股的有限責任公司，連續(xù)多年入選“中國半導體MEMS十強企業(yè)”名單，是國內最大的MEMS核心芯片、器件和系統產品供應商，中國MEMS技術領導者，是國產MEMS傳感器技術研發(fā)的中堅力量。
美泰電子主要產品有MEMS慣性器件與系統、MEMS測試測量傳感器、MEMS壓力傳感器芯片、汽車MEMS傳感器、射頻（RF）MEMS器件、光MEMS器件等。美泰電子一直向比亞迪供應加速度傳感器，其MEMS慣性傳感器和系統已應用于50多款新能源汽車，美泰電子的兩款微電子機械系統（MEMS）核心傳感器產品已實現百萬量級裝車交付，是國內少數達到該量產水平的車規(guī)級MEMS傳感器廠商。
士蘭微：主要的國產MEMS傳感器IDM廠商
杭州士蘭微1997年成立，是國內規(guī)模較大的集成電路芯片設計與制造一體（IDM）的企業(yè)之一，目前已經具備了在6英寸、8英寸芯片生產線上實現MEMS傳感器批量制造的能力，并建立了自己的MEMS封測生產線。
士蘭微連續(xù)多年入選“中國半導體MEMS十強企業(yè)”名單，目前士蘭微MEMS傳感器產品系列豐富，有：MEMS加速度計、三軸AMR磁傳感器、六軸IMU、高性能MEMS麥克風、數字三合一傳感器、心率傳感器、高性能氣壓壓力傳感器等。其中，2022年士蘭微MEMS加速度計市場份額在國產廠商中排名第一，占據中國MEMS加速度計市場的9%。
敏芯股份：中國MEMS產業(yè)拓荒者
敏芯股份成立于2007年，是一家專業(yè)從事微電子機械系統傳感器研發(fā)設計的高新技術企業(yè)，主導推動了中國MEMS產業(yè)鏈構建，被贊譽為產業(yè)拓荒者，2020年8月登陸上海證券交易所科創(chuàng)板，為中國MEMS芯片第一股。
敏芯股份連續(xù)多年入選“中國半導體MEMS十強企業(yè)”名單，是國內唯一掌握多品類 MEMS 芯片設計和制造工藝能力的上市公司，在MEMS 傳感器芯片設計、晶圓制造、封裝和測試等各環(huán)節(jié)都擁有了自主研發(fā)能力和核心技術，同時能夠自主設計為 MEMS 傳感器芯片提供信號轉化、處理或驅動功能的 ASIC 芯片，并實現了 MEMS 傳感器全生產環(huán)節(jié)的國產化。公司目前主要產品線包括 MEMS 聲學傳感器、MEMS 壓力傳感器和 MEMS慣性傳感器。
結語
MEMS IMU作為一種重要的慣性傳感器，在人形機器人、自動駕駛等高精度場景中的應用越來越受到重視。
目前，MEMS IMU傳感器屬于高端傳感器領域，技術壁壘高、難度大，國產傳感器廠商稀少且?guī)缀鹾茈y獲得市場份額，由國際傳感器巨頭壟斷，國產高性能MEMS IMU產品仍然稀缺，對應指標與國際廠商同類產品存在明顯差距。而當前一顆應用于人形機器人的高精度MEMS IMU傳感器售價在1000元以上，甚至可達5000元以上，具有較大的國產替代空間。
未來，隨著人形機器人、自動駕駛等市場的爆發(fā)，以及下游華為、比亞迪等國內鏈主企業(yè)的崛起，將對國產傳感器產生巨大的增量需求，MEMS IMU等中高端傳感器將迎來國產化契機！
