低空經濟持續高燒不退。
產品落地,市場情緒高漲,政策催化,種種因素疊加之下,低空經濟瞬間成了明星產業。
2024年4月,億航智能成為全球首個eVTOL三種適航證書齊全的公司,標誌產業商業化正式開啟。
航空器產業鏈中,上遊零部件決定了產品的效能和安全性,其中慣性傳感器尤為重要。
慣性傳感器有哪些套用,技術壁壘是什麽?
MEMS慣性傳感器與其他傳感器並無本質不同,都是抓取外界資訊,幫助控制系統做出判斷的關鍵部件,只不過MEMS慣性傳感器 在檢測物體運動狀態方面尤其擅長。
就拿最近火熱的低空經濟來說,飛行器需要準確地確定自身的位置、姿態和速度,以便進行精確的導航和控制,慣性傳感器就可以提供高精度的加速度和角速度數據,幫助航天飛行器實作準確的導航。
MEMS慣性傳感器主要包括四種類別陀螺儀、加速度計、磁力計以及IMU,在新結構,新工藝的加持下具有極強的技術壁壘。
以陀螺儀為例:
1,結構設計方面
高效能MEMS陀螺儀從傳統的雙質素塊方案向四質素塊、多環結構等新型對稱結構發展,靈敏度、抗幹擾性和精度得到提高。
2,工藝方面
從傳統的矽-玻璃工藝過渡到全矽工藝,且晶圓級高真空技術、薄膜吸氣技術被采用,材料不匹配引起的測量偏差得到有效降低。
3,電路設計方面
陀螺儀采用數模混合ASIC電路,滿足高效能MEMS陀螺儀體積小、功耗低的要求。
國產替代的大背景下,國內廠商紛紛加大投資,進行技術攻關。
那麽,國內傳感器的技術水平如何了?
MEMS慣性傳感器產業鏈可劃分為上遊器件(含設計、生產、封裝、標定測試等)、中遊模組、下遊系統、終端套用。
目前,從事MEMS慣性傳感器元器件設計的國產廠商數量已初具規模,但不同廠商的業務範圍和產品效能仍有較大差距。
在MEMS慣性傳感器元器件中,陀螺儀和加速度計最為核心,磁力計通常作為輔助或補充因而重要性次於陀螺儀和加速度計。
1,陀螺儀和加速度計
目前,具備MEMS陀螺儀或加速度計設計能力的國產廠商主要有芯動聯科、明皜傳感(蘇州固鍀子公司)、士蘭微、星網宇達、深迪半導體、矽睿科技、美泰科技等。
其中,同時具備MEMS陀螺儀或加速度計設計能力的主要是芯動聯科、士蘭微、美泰科技、中星測控、微元時代等。
從產品效能來看,芯動聯科和美泰科技的導航級、戰術級產品效能遠高於士蘭微的消費級產品,且芯動聯科是高效能MEMS慣性傳感器元器件設計廠商中唯一一家上市公司。
2,磁力計方面
目前具備磁力計或底層磁傳感器技術的國產廠商主要有深迪半導體、矽睿科技、美新半導體、多維科技、燦瑞科技、納芯微等,且僅有燦瑞科技和納芯微已經成功在A股上市。
如此多的國內廠家大量湧入,極大的推動力國內慣性傳感器的技術水平。
那麽,現在慣性傳感器的市場競爭格局呈現怎樣的形式?
雖然國內企業在慣性傳感器方面大量攻關,但由於國內的MEMS慣性傳感器行業起步較晚,整體的銷售規模相比國外龍頭企業仍有較大差距。
MEMS加速度計方面
國內市場份額主要被國際廠商占據,2022年中國MEMS加速度計市場排名前三的廠商為博世、意法半導體和Murata,份額分別為28%、18%和12%。
相比國際領先企業,本土企業營收規模小、技術積累少、客戶資源少,市場占有率較低。
其中,士蘭微和美新半導體在本土廠商中份額最大,在中國整體市場中位列第五、第六,占比分別為9%、7%,其余前五大本土廠商為明皜傳感、矽睿科技和敏芯股份,市場份額分別為4%、1%和0.8%。
MEMS陀螺儀方面
國內市場主要廠商為博世、意法、TDK等國際巨頭,國內企業有深迪半導體、美新半導體、芯動聯科等。
尤其是芯動聯科,其產品效能達國際先進水平,20212年慣性傳感器市場份額約3.67%,但與國際巨頭公司相比整體規模較小,仍處於快速發展期。
從市場規模方面看,MEMS慣性傳感器市場未來主要增長驅動來自下遊自動駕駛汽車,機器人和航空器市場的爆發。
尤其是在自動駕駛領域,MEMS慣性傳感器為汽車自動駕駛提供動態導航輔助功能。
數據顯示,中國慣性傳感器2022年市場規模總量為77.40億元,預計2027年達125.70億元。
這樣的藍海賽道,哪些標的值得我們重點關註?
從上面的分析不難看出,在國內眾多企業當中,芯動聯科無論是從產品效能還是從市場份額,都是其中的佼佼者。
根據公司年報,2023年公司營收3.17億,同比增長39.77%,凈利潤1.65億,同比增長41.85%,創出歷史新高。
歷年來,陀螺儀都是貢獻業績的主力軍,2019-2023年的收入占比分別為85.05%、77.69%、80.13%、80.63%、82.13%,穩定在80%左右,是公司收入的主要來源。
同時,由於公司掌握MEMS慣性傳感器核心技術,效能達到國際先進水平,所以銷售議價能力強。
而且公司產品體積小、重量輕,借助半導體技術實作批次生產,生產成本相對較低。
以上兩方面共同作用,促使公司毛利率維持在行業較高水平。
2019-2023年,公司毛利率分別為90.24%、87.95%、85.39%、85.92%、83.01%,總體呈現小幅下降趨勢,但仍位於行業高位水平。
未來,芯動聯科的成長性也非常值得期待。
1,產品質素過硬,掌握核心技術
經過大力研發,芯動聯科掌握了MEMS陀螺儀設計和工藝方案開發、MEMS加速度計設計和工藝方案開發、MEMS傳感器封裝、MEMS慣性傳感器測試標定等核心技術。
截至2023年12月31日,公司已取得發明專利23項、實用新型專利22項,集成電路布圖設計3個,在MEMS慣性傳感器芯片領域已形成自主的專利體系和技術閉環,知識產權護城河較為完善。
2,產品套用廣泛,成長潛力突出
高可靠、高端工業是目前公司高效能MEMS慣性傳感器的主要套用場景,隨著航空器、自動駕駛、人形機器人等領域的不斷成熟,公司高效能MEMS慣性傳感器精度的不斷提升,使公司產品有望持續侵蝕激光陀螺儀、光纖陀螺儀的市場份額成長潛力十分可觀。
總的來看,慣性傳感器的套用場景非常廣泛,市場增量空間巨大,並且由於國內廠商起步較晚,在市場份額方面的國產替代空間非常值得期待。
芯動聯科作為國內慣性傳感器的領軍企業,其產品效能已經和國外老牌巨頭並駕齊驅,未來成長性非常值得期待。