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中国MEMS麦克风技术领跑者——敏芯微电子
2013-12-14 09:53:07   来源:微迷   评论:0   点击:

目前,敏芯微电子在MEMS麦克风领域取得了巨大突破,具备了量产能力,其产品技术及性能达到国际先进水平,打破了美国楼氏电子的垄断。为此,麦姆斯咨询王懿邀请到敏芯微电子CEO李刚博士,就目前热门的MEMS麦克风话题及本土MEMS产业现状进行解析。

——专访苏州敏芯微电子技术有限公司CEO李刚

中国MEMS麦克风技术领跑者——敏芯微电子

苏州敏芯微电子技术有限公司(以下简称:敏芯微电子)定位为基于MEMS技术的微型器件供应商。公司的管理团队有着深厚的半导体封装和MEMS产业背景,公司的技术核心有着在国内外顶尖大学微电子实验室从事MEMS与IC技术研究的宝贵经验,拥有数项涉及MEMS关键技术的突破性发明和世界级科研成果。目前,敏芯微电子在MEMS麦克风领域取得了巨大突破,具备了量产能力,其产品技术及性能达到国际先进水平,打破了美国楼氏电子的垄断。为此,无锡麦姆斯咨询有限公司(以下简称:麦姆斯咨询)王懿邀请到敏芯微电子CEO李刚博士,就目前热门的MEMS麦克风话题及本土MEMS产业现状进行解析。

麦姆斯咨询:MEMS麦克风突破了传统驻极体麦克风(ECM)的许多局限,可提供模拟或数字输出,显著改善了音频采集的质量,受到智能手机和平板电脑等消费电子产品的青睐。因此,全球MEMS麦克风市场保持高速增长态势,最近几年的复合年增长率超过20%。请您介绍下敏芯微电子如何把握MEMS麦克风市场机遇?取得了哪些成果和业绩?

李刚:从2002年楼氏电子开始推广MEMS麦克风时,我们即开始关注该市场并做相关技术积累。据我观察,MEMS麦克风的实际出货量一直是超过市场调查公司和业内人事所做的预测。2004年,业内人事看到全球年出货量约8亿支规模,但此记录很快被打破。接着,业内人事又预测18亿支规模,结果随着苹果iPhone的横空出世,此记录又很快被刷新。今年,业内人士预计全球出货量会达到26亿支。似乎大家还是不满足现状,又大胆预测:未来5年将会达到40甚至50亿支出货量,让我们拭目以待吧。

实际上,早在2007年敏芯微电子即可提供符合工业化标准的样品,可是2012年我们才实现批量出货,发展过程中尝尽“酸甜苦辣”。可以说敏芯微电子量产MEMS麦克风的过程,也是国内MEMS产业链逐步建立并完善的过程。2008年,敏芯微电子打通“4寸代工厂-自有的微细加工平台-小规模封装代工厂”的小产业链。2009年,经过半年市场推广,发现作坊式的小产业链是达不到量产标准,于是开始与中芯国际(SMIC)合作,将整个MEMS产业链升级到8寸。2010年实现8寸晶圆的量产,敏芯微电子是当时SMIC三个MEMS产品量产客户之一,而且是国内唯一的MEMS量产客户。可是随着SIMC成都厂被德州仪器(TI)收购,敏芯微电子不得不重新踏上整合MEMS产业链之路。2011年,敏芯微电子在华润上华(CSMC)实现第一代的6寸产品的量产,并提交客户验证。2012年,由于与国内传统麦克风厂商的合作一直打不开局面,并且国内MEMS麦克风市场的逐渐扩大,因此公司决定改变商业模式:从出MEMS套片转变为出MEMS麦克风成品,从而直接面对消费市场客户。经过接近一年的市场推广,目前敏芯微电子在中低端国内市场已经开始逐渐蚕食国际主流供货商的市场份额。

MEMS麦克风市场对本土初创公司来说未必是一个机遇,而更像一个陷阱。大家只看到其巨大的市场潜力,却忽略了其市场特点。国内外一线系统集成商由于更注重品质,所以在其产品中广泛采用MEMS麦克风。而国内二三线系统集成商更注重价格,所以MEMS麦克风的采用率较低。国内很多半导体公司成功的秘诀在于国内庞大的山寨市场形成对低价产品的需求,而这个秘诀却不适用于MEMS麦克风市场。

幸运的是经过多年的积累,敏芯微电子无论在技术、本土产业链资源整合、量产及品质、市场推广方面皆取得了不俗的进展,初步具备了与国际一流厂商抗衡的能力。

麦姆斯咨询:除了智能手机和平板电脑两大MEMS麦克风应用领域,您还看好其它新兴应用吗?比如可穿戴设备、智能遥控器和新型人机交互接口(利用多麦克风实现手势控制和定位)。

李刚:物联网、可穿戴、智能家居、安防等都是我们比较看好的潜在的巨大增量市场。凡是需要“耳朵”的地方,就需要麦克风。

麦姆斯咨询:有机遇就有挑战。MEMS麦克风价格约为传统驻极体麦克风的3倍,此外,还面临着同质化严重、供应商竞争日趋激烈等挑战。未来MEMS麦克风市场竞争格局会如何?敏芯微电子如何应对这些挑战?

李刚:目前驻极体麦克风(ECM)与MEMS麦克风还是两个层次且长期并存的市场。在价格敏感的低端市场,ECM将占据主导,在注重品质的高端市场,MEMS麦克风则绝对主导。中端市场则为MEMS麦克风与高端ECM争夺的主战场。随着本土MEMS麦克风供应商的崛起,MEMS硅麦克风的售价将逐步缩小与高端ECM的价格差。届时,将有更多的中端用户从ECM转向MEMS麦克风。

虽然现在MEMS麦克风供应商很多,为方便分析,我们可把供应商做几种分类:第一种分类,国内和国外供应商;第二种分类是半导体公司还是声学公司;第三种分类是供应商是买芯片自己封装还是具备自有的芯片。做好了这些分类,那么对未来的竞争格局就会有比较清晰的判断,由于MEMS麦克风主要针对消费类应用,价格永远是消费类市场关注的一个重要因素。随着现有供应商的增多,MEMS麦克风之售价已从长期稳定的高于0.3美金,进入0.2+美金。

随着市场竞争进一步加剧,在第一阶段(预计2014年末),中低端MEMS麦克风价格将接近甚至有可能低于0.2美金。此时,买芯片自己封装的供应商(大多为传统ECM供应商,即声学公司)以及大多数国外供应商由于成本控制的原因,将很难跟进此中低端市场。

在竞争的第二阶段,如果全球一线客户认为MEMS麦克风是一个声学器件而非半导体器件的话,那么传统声学公司则依然有着天然的优势,其凭借此特点以及多声学产品组合(例如扬声器、受话器等)会依然拥有相当的市场份额。而如果全球一线客户认为MEMS麦克风是一个半导体器件,那么传统声学公司则会受到半导体公司巨大的挑战。因为半导体公司的“专业化分工之基因”将会高效的整合各个生产环节,可在短时间内满足终端客户低成本高产量的需求。这样也就给了专注于研发的轻资产创业公司以更多的机会。苹果公司已有引入过ADI这类半导体公司的先例,而三星目前之主力供应商则为声学公司。

在竞争的第三阶段,随着国内技术水平的提高、MEMS产业链的完善,最终由国外公司固守的高端MEMS麦克风市场也将逐步被本土公司所蚕食,随着毛利率的进一步降低,国外公司将退出此充分竞争的市场,市场上的主要玩家为大陆本土公司,类似于今天的ECM格局。而敏芯微电子作为拥有自有核心芯片、本土的半导体公司,乐于且足以应付每个阶段的竞争。

麦姆斯咨询:本土半导体公司通常给人产品价格低廉,性能略差,客户低端,技术水平与国外有较大差距的印象,敏芯微电子是否也有这样的共性?

李刚:首先,敏芯微电子是具备产品价格低廉的特点。作为市场的跟随者,产品较高的性价比是客户选用的一个必要条件,也是公司产品核心竞争力之一。但是公司的价格优势不仅来源于公司的“全产业链本土化”带来的成本优势,更主要的是来自于公司技术上的先进性。例如,敏芯微电子的MEMS芯片目前尺寸为1 x 1mm2,与竞争对手相比已经较小,并且公司还在开发下一代MEMS芯片,尺寸仅为:0.7 x 0.7mm2

其次,从目前的客户层次来说的确不是国际一流客户,但这完全是一个正常的市场推广过程。作为一个代替性的产品,在市场端你必须从零开始,一步一步从低端客户走向高端客户。不过公司已经在中端客户开始抢占市场,预计明年开始开拓高端客户。

再次,在产品性能方面,目前公司随着不同型号各有优缺点。例如,后进音最高信噪比65db的MEMS麦克风,公司暂时只能提供63db的产品。而在前进音MEMS麦克风方面,公司产品则可达到62dB,处于世界先进的水平。而在产品可靠性方面,很多指标也处于世界先进的水平。

最后,在公司技术水平层面,我认为公司与国外最高技术水平并不存在本质的差距。一旦搞懂了一个产品,产品的性能只是不同优化方向的结果,其本质不变。技术是为客户服务的,过去能接触到的客户并不是国际一线大厂,我们的客户并没有最高信噪比的需求,所以公司的研发取向首先是低成本。但随着公司客户的升级,目前有些客户提出了高信噪比产品需求。客户需求是我们研发的指挥棒,所以公司开始着手高信噪比产品的研发,预计2014年Q3公司将会量产信噪比为65dB的产品。更高性能的产品也在规划中,为公司下一步接触世界顶级客户做好准备。

麦姆斯咨询:起初,敏芯微电子的商业模式类似于英飞凌,提供裸片给麦克风厂商,如共达电声,但是现在改变了市场策略,自己完成后端封测,直接销售MEMS麦克风成品给系统厂商。请问该转变的原因是什么?

李刚:转变的原因可以说是“被转变”。公司发展初期,确立“提供MEMS套片+MEMS封装技术转移”的模式应该说比较务实和正确。传统麦克风厂商有测试和渠道资源,而敏芯微电子有芯片和封装技术资源,具备互利互惠的合作基础。可是经过几年之合作,最终却不得不分道扬镳。为何英飞凌采取这种模式取得了巨大的成功,而敏芯微电子则遭遇了比较大的挫折,后来我反思为“门不当,户不对!”

由于合作之传统麦克风厂商皆为一线厂商,其客户皆为世界一流客户,所以其对MEMS供应商的要求从一开始就是世界一流的。而敏芯微电子作为一个小的国内初创公司,虽然技术一流,但是初期的量产和品质控制能力与国际大厂有比较大的差距。而量产和品质能力则是随着出货量的增加而不断提升的。所以与传统麦克风厂商的合作最后变成了“客户技术要求不断更新,敏芯不断的对新技术进行研发和跟随,而量产和品质则因为一直无出货而原地踏步”的恶性循环。最终的结果是与我们合作的传统麦克风厂商对我们始终达不到世界一流的产品技术水平不满意,而我们则对传统麦克风厂商一直要求我们做研发,而却无大量出货也不满意。这种相互间需求的不匹配性最终导致了我们商业模式的改变。

所以公司在2012年被迫改变了商业模式,开始出自有品牌的MEMS麦克风产品,主要原因有三个:1. 原有的商业模式运转了几年,由于各种原因证明效果不佳;2. 敏芯微电子最终是一个MEMS公司而非麦克风公司,所以面对终端用户建立自己的渠道是迟早的事情;3. 国内MEMS麦克风的市场在逐渐兴起,有了一定的市场规模。

麦姆斯咨询:美国楼氏电子一直是MEMS麦克风领域的霸主,至今仍占据全球50%以上的市场份额,您是认为中国MEMS麦克风企业与楼氏电子的差距在哪?是否有机会挑战并超越楼氏电子?

李刚:首先,我要表示对楼氏电子的尊敬,是楼氏电子一手创造了MEMS麦克风这个市场,所以现在其长期垄断MEMS麦克风市场是很公平的事情。但是随着时间的推移以及MEMS麦克风市场的不断扩大,楼氏电子也必须面对众多市场参与者的竞争。所以楼氏电子也不得不面对MEMS麦克风市场份额被竞争对手不断蚕食,MEMS麦克风售价不断走低的现实。

我认为国内MEMS麦克风企业与楼氏电子的最大差距来自于核心技术的掌握。大陆的主要参与者皆来自于传统电声企业,采用的模式皆为:采购英飞凌套片,然后自己封测的模式,其后续的技术更新能力则完全的依靠芯片供应商。随着竞争的加剧,我个人不看好此类企业的竞争能力。要能真正挑战并超越楼氏电子,一个必要条件为必须有自主的核心芯片。

麦姆斯咨询:敏芯微电子的主打产品是MEMS麦克风,请问您在其它传感器方面也有布局吗?如果有,那么这些传感器的应用和市场前景如何?

李刚:目前,敏芯微电子量产的产品线除了MEMS麦克风外,还有压力传感器产品线以及高端陀螺仪模块产品。敏芯微电子目前的一大问题就是研发做的太多,所以短期内公司会多配置资源在现有产品的量产及市场推广上,而非新产品的研发上。

麦姆斯咨询:国内MEMS初创公司由于产品线的不同,目前并无直接竞争。可是随着国内MEMS初创公司的长大,必然会在某些产品线上直接进行竞争,敏芯如何看待国内MEMS企业之间的相互竞争?会不会重蹈国内半导体公司互相竞争,从而导致大家都没钱赚的覆辙?

李刚:曾经有不少MEMS同行跟我说:“敏芯微电子目前正在做和将来要做的MEMS产品这么多。因此,你们肯定是我们一大竞争对手!" 我一直是很反对这种论调。事实是国内MEMS初创公司都非常弱小,在全球市场上的占有率都几乎可被忽略,所以相互间谈何竞争?或者说我们自己根本还不具备与国际MEMS大厂竞争的资格。因此,国内MEMS初创公司在这个阶段还是闷头做事,避谈互相“竞争”二字吧。

退一步讲,公平竞争是最好的市场行为,即使大家将来在市场上直接竞争,那么也不是一件坏事情。因为竞争会加速自身完善的过程,从而使自己变得更强大。国内MEMS企业间的相互激烈竞争,很可能出现的结果是大家日子都不算宽裕,但是渐渐地发现“邻居”(国外竞争对手)最先过不下去了,最终市场会趋向一个稳态,虽然利润比较薄,但是饭碗基本落在本土公司手里了。毕竟全球MEMS市场容量巨大,足够容得下多家国内MEMS公司。所以,长期来看,我认为国内MEMS公司之间是竞合关系。

前几天,我跟朋友分享“竞合”的观点,他的境界更高一层,说:“其实真正的竞争对手是自己,只要产品做的有竞争力,你何必在乎谁是你的对手!”此话非常有道理。

不过从另外一个角度看,现在MEMS这么热,MEMS初创公司在产业链上游资源、VC资源等方面的确是有些竞争关系。例如,敏芯微电子很荣幸成为半导体专业VC——华登国际全球范围内首家投资的MEMS公司,那么就在VC端抢到一个比较好的资源。另外,在上游产业链的各个环节上,敏芯微电子的合作伙伴皆为行业内一流供应商,那么就在MEMS产业链端占得先机。

麦姆斯咨询:敏芯微电子享有“全产业链本土化整合的先锋”的美誉,为中国MEMS产业链建设起着举足轻重的作用。请问您为何不选择国外成熟的产业链以加速MEMS产品上市?比如MEMS代工可以选择TSMC、GLOBALFOUNDRIES或Teledyne DALSA。

李刚:这是一个很好的问题,回头看来,公司初期一直“全产业链本土化”的战略是一个非常冒险甚至有点错误的决定,只不过各种幸运因素让公司走到了现在,且开始得到“全产业链本土化”战略的回馈。

当时制定“全产业链本土化”的战略考虑基于以下几方面的考虑:

第一,公司做的是消费类产品,消费类市场一定有价格敏感的特点。如果我们选用国外的产业链,短期内也许可以快速的将产品推向市场,可是我们与国外竞争对手的优势除了本土公司擅长的“营运成本低”以及“贴近客户服务好”外还有什么那?而MEMS产品的高度定制性,决定了其是高度依附于产业链的,很难进行产业链转移,那么公司长期如何与国外大厂竞争?所以开始用国外产业链,只是解决了“短期内能做出来东西的问题”,而并没有解决“做出来的东西是否有竞争力的问题。”

第二,与其它MEMS初创公司不同,敏芯微电子公司有着较强的研发基因,尤其在工艺开发方面。敏芯微电子通常的模式是会先在研究所平台上跑通工艺,把各种问题都摸清楚,然后再向标准FAB进行技术转移,且会深度参与FAB端的工艺开发。如果利用国外成熟的产业链,则沟通成本以及沟通效率都会存在极大的问题。因为公司在世界范围内技术的小圈子里面已经积累一定声誉,所以从2006年开始,不断有台湾以及国外的FAB来邀请我们去投片,但是我们却一直坚持使用本土的产业链。

上面的逻辑虽然听起来比较合理,可是现在看来却不是一个好的决定。首先,此策略过于偏重长期竞争力而忽略了短期利益,如果一个公司短期问题都解决不了,考虑长期是很虚幻的,显得不够脚踏实地。其次,你想利用国内产业链,而国内的大公司为何要配合你规模如此小的公司那?在2008年跟华润上华谈代工业务时就遇到了这个现实的问题,站在合作方的商业角度上看,我也回答不了“为何我要投入这么多MEMS专用设备,押宝在一个规模很小,且不知将来能不能做起来的公司上哪?”

虽然到今天,敏芯微电子已经在“全产业链本土化”这条道路上走的比较领先,但是客观的讲并不是当初策略制定的对,而是运气比较好。2008年,台积电(TSMC)准备了近十年后,宣布进军MEMS代工业务,这一点刺激了半导体代工大厂,于是同年台联电(UMC)、SMIC宣布也要进军MEMS代工业务,而那时MEMS初创公司客户则相对稀缺。于是作为本土比较稀缺且靠谱的MEMS初创公司,与SMIC的合作也就成了一个必然。但是正如前面所说,好景不长,随着SIMC在2010年的巨大变化,我们也被迫终结了与SMIC的合作。可是在2010年,由于国家02专项支持华润上华建立MEMS量产平台,使敏芯微电子与华润上华又再续前缘,并一直合作至今。客观的讲,我们沾了不少国家的光。当然,我们也用自己的实际表现证明了“敏芯微电子是非常可靠的本土产业链的合作伙伴。”

所以,在交了这么多年“学费”并有了一定经验后,如果当年重新制定策略,也许会是:“先利用国外成熟产业链,快速将产品推向市场,待占有一定市场规模后,再逐渐的将产业链本土化。”

麦姆斯咨询:您如何评价目前中国MEMS领域的研发水平,以及MEMS生态系统的构建情况?

李刚:客观地讲中国MEMS领域的研发水平总体上是落后于国外不少,但是我一直觉得我们有很大的机会进行局部突破。

从长期来看,我一直看多国内的MEMS产业。因为MEMS产业并不遵从摩尔定律,不是一个先进工艺驱动的产业。这就意味着,一旦国内厂商采购了专用MEMS设备,它不必向半导体产业那样不断升级更新进的设备。设备具备了,生产环节又是国内代工厂的优势,国内的市场又足够大能支撑起很多MEMS公司,那么国内MEMS公司耐心地做好技术,那么就能带动整个产业链,达到一个很好的良性循环。所以,我预测不远的将来,国内的MEMS产业将会在世界的版图上举足轻重。

当然,也很希望政府能看到MEMS产业的特点和机会,多多支持MEMS产业链上的相关企业。

麦姆斯咨询:敏芯微电子今后五年的目标是什么?长远目标是什么?

李刚:敏芯微电子一直奉行“成为世界知名的MEMS器件以及技术提供商”的美好愿景。

麦姆斯咨询:非常感谢敏芯微电子李总的分享。

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