[年报]敏芯股份(688286):苏州敏芯微电子技术股份有限公司2022年年度报告全文
原标题:敏芯股份:苏州敏芯微电子技术股份有限公司2022年年度报告全文 公司代码:688286 公司简称:敏芯股份 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 2022年年度报告 重要提示 一、 本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。 二、 公司上市时未盈利且尚未实现盈利 □是 √否 三、 重大风险提示 公司已在本报告中详细阐述公司在经营过程中可能面临的各种风险及应对措施,敬请查阅本报告第三节“管理层讨论与分析” 四、 公司全体董事出席董事会会议。 五、 天健会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。 六、 公司负责人李刚、主管会计工作负责人钱祺凤及会计机构负责人(会计主管人员)江景声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。 七、 董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 2022年3月至2022年5月,公司采用集中竞价方式实施了回购股份,本次共回购公司股份423,903股,使用资金人民币总额19,963,989.75元(不含交易佣金手续费等交易费用)。根据中国证监会、上海证券交易所的相关规定,采用集中竞价方式实施股份回购金额视同现金分红,纳入年度现金分红的相关比例计算。鉴于公司2022年度合并报表中归属于上市公司普通股股东的净利润为-5,493.39万元,结合公司的盈利状况、当前所处行业的特点以及未来的现金流状况、资金需求等因素,公司2022年度利润分配预案为:2022年度不派发现金红利,不送股,不以公积金转增股本,未分配利润结转以后年度分配。 公司2022年度利润分配预案已经公司第三届董事会第十七次会议审议通过,尚需提交公司股东大会审议。 八、 是否存在公司治理特殊安排等重要事项 □适用 √不适用 九、 前瞻性陈述的风险声明 √适用 □不适用 本报告所涉及的公司未来计划、发展战略等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质承诺,请投资者注意投资风险。 十、 是否存在被控股股东及其他关联方非经营性占用资金情况 否 十一、 是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况 否 十二、 是否存在半数以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性 否 十三、 其他 □适用 √不适用 目录 第一节 释义 ..................................................................................................................................... 4 第二节 公司简介和主要财务指标 ................................................................................................. 7 第三节 管理层讨论与分析 ........................................................................................................... 12 第四节 公司治理 ........................................................................................................................... 55 第五节 环境、社会责任和其他公司治理 ................................................................................... 77 第六节 重要事项 ........................................................................................................................... 84 第七节 股份变动及股东情况 ..................................................................................................... 117 第八节 优先股相关情况 ............................................................................................................. 127 第九节 债券相关情况 ................................................................................................................. 128 第十节 财务报告 ......................................................................................................................... 128
第一节 释义 一、 释义 在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:
第二节 公司简介和主要财务指标 一、公司基本情况
二、联系人和联系方式
三、信息披露及备置地点
四、公司股票/存托凭证简况 (一) 公司股票简况 √适用 □不适用
(二) 公司存托凭证简况 □适用 √不适用 五、其他相关资料
六、近三年主要会计数据和财务指标 (一) 主要会计数据 单位:元 币种:人民币
(二) 主要财务指标
报告期末公司前三年主要会计数据和财务指标的说明 √适用 □不适用 归属于上市公司股东的净利润较上年同期减少 542.16%,主要原因系(1)报告期内终端市场整体不景气致使销售量下降,叠加行业竞争加剧引起部分产品的单价下滑,综合导致整体毛利率下降;(2)因公司实际销售出货量下降及价格下滑,导致存货量增长,存货周转时间变长,跌价风险增加导致计提的减值准备增加;(3)由于公司产能扩张、客户突破、新产品研发处于早期投入或前期验证阶段,相关投入效益未在当期体现。 归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润较上年同期多亏损 6,423.01万元,主要原因系报告期内归属于上市公司所有者的净利润减少所致。 经营活动产生的现金流量净额较上年同期减少 245.98%,主要原因系经营活动产生的净利润减少所致。 基本每股收益、稀释每股收益和扣除非经常性损益后的基本每股收益分别减少 1.26元、1.26元、1.21元,主要原因系报告期内归属于上市公司股东的净利润减少所致。 七、境内外会计准则下会计数据差异 (一) 同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用 √不适用 (二) 同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用 √不适用 (三) 境内外会计准则差异的说明: □适用 √不适用 八、2022年分季度主要财务数据 单位:元 币种:人民币
季度数据与已披露定期报告数据差异说明 □适用 √不适用 九、非经常性损益项目和金额 √适用 □不适用 单位:元 币种:人民币
对公司根据《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第 1号——非经常性损益》定义界定的非经常性损益项目,以及把《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第 1号——非经常性损益》中列举的非经常性损益项目界定为经常性损益的项目,应说明原因。 □适用 √不适用 十、采用公允价值计量的项目 √适用 □不适用 单位:元 币种:人民币
十一、非企业会计准则业绩指标说明 □适用 √不适用 十二、因国家秘密、商业秘密等原因的信息暂缓、豁免情况说明 □适用 √不适用 第三节 管理层讨论与分析 一、经营情况讨论与分析 2022年,受欧美通货膨胀、地缘局势紧张、全球经济下行等因素影响,消费市场整体表现低迷,从市场调研机构 IDC发布的 2022年全球智能手机市场调研报告来看,全年出货量为 12.1亿部,同比下跌 11.3%,创十年来新低。2022年中国智能手机市场出货量约 2.86亿台,同比下降13.2%。消费类终端品牌出货量的下滑使其在备货策略上更为保守,新产品的推出时间有一定程度的后延,进而对公司主营业务产品的出货量产生较大影响;与此同时,公司主力产品 MEMS声学传感器的行业竞争加剧,特别是价格竞争较为激烈,使得公司产品的销售价格承受较大的压力,部分产品销售单价下降导致公司的营收规模和产品毛利率较去年均有所下降。尽管受外部环境的不利影响,公司始终立足自身技术研发优势,坚持以客户需求为导向,通过技术创新作为驱动公司发展的内生动力,充分挖掘重点市场潜力,不断寻找并抓住新市场、新应用、新需求所带来的新机遇,推动各项新产品的开发推广,实现公司多头并举的发展策略,并在电子烟气体流量、压感、水深计传感器等应用领域均有了实质性的突破,随着新产品方案的不断测试与完善及客户逐渐批量出货,并伴随着设计、生产等产业链的磨合,公司新产品将在新的应用场景下逐渐成为拉动公司收入增长的新动力。主要如下: 1、微差压传感器 微差压传感器主要应用于电子烟等领域,电子烟已成为一种创新的电子消费品,在全球范围内广泛流行。随着消费者对电子烟产品的接受程度不断提升,以及电子烟产品技术的创新和发展,电子烟市场需求不断扩大。电子烟主要包括雾化电子烟和 HNB两类,根据万得数据,2021年全球电子烟市场规模为 516亿美元,其中雾化电子烟和 HNB的市场规模分别为 228、288亿美元,同比分别增长 17%、37%,过去 4年的复合增长分别为 14%、19%。国内市场方面,2021年中国雾化电子烟的内销规模达 196亿元,国外市场方面,中国电子烟产业链供应全球 9成以上电子烟产品,2021 年中国电子烟外销规模达 1,383亿元,中国电子烟产业链具有从技术研发到产品设计与制造的不可替代的优势。 随着电子烟市场的逐步规范化和有序化管理,该市场将迎来新的发展空间。由于新的法规要求,该类产品所用的传感器必然会迎来一轮技术升级的机会,传统的产品由于自身材料和工艺的局限将不能满足新的发展要求。 报告期内,公司深入贯彻大客户战略并在全球范围内率先围绕电子烟领域开发了包括流量计和流量开关在内的芯片及模组,对应应用于高、中、低端电子烟产品,可以实现对电子烟的全市场覆盖。公司围绕国内电子烟新规范及国际客户特殊要求利用自身产品及知识产权积累深厚的优势提供有针对性地定制化芯片开发,开发内容包括适合新国标、恒功率、低吸阻、新型电池、高安全性和支持蓝牙通讯功能的多种应用场景的产品,从产品、应用结构设计等方面提供全方位支持。经过公司近三年的开发完善,客户对 MEMS产品接受程度持续提高,在一些大烟雾量、高安全性、新法规合规性产品领域,公司特有的数字化产品在客户端应用中获得了传统产品难以实现的优势。针对二次性电子烟的流量开关已经量产,并实现向品牌客户稳定地出货;针对一次性可充电电子烟市场,公司产品也实现逐步出货。 2、压力传感器 (1)消费类市场 报告期内,公司开发的用于可穿戴和运动产品市场的防水气压计和防水差压计类产品,在智能手表市场已获得国内头部客户认可并建立良好的合作关系,实现批量出货,并逐步往其他客户及 ODM市场推广。 在手机市场,开发了符合 FCC E911法规要求的尺寸为 2x2mm的小型封装气压计产品,已经处于客户导入认证过程之中。 (2)非消费类市场 汽车是 MEMS传感器的传统应用市场,2022年,我国汽车产业发展延续增长态势,带动汽车压力传感器市场不断发展。2022年我国汽车产销分别完成 2702.1万辆和 2686.4万辆,同比增长 3.4%和 2.1%。与此同时,在全球大力推动节能减排和发展清洁能源的要求下,新能源汽车将逐步替代传统燃油汽车。新能源汽车技术的进步和政策的驱动为新能源汽车的快速普及创造了有利条件。在我国市场上,根据中汽协数据显示,2022年我国新能源车销量 688.7万辆,渗透率已达25.6%。中国汽车工程协会牵头组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》进一步提出,预计到 2035年,节能汽车与新能源汽车年销量将实现各占 50%。在“双碳”政策大背景下,新能源汽车渗透率将迎来更快速的增长窗口期,汽车压力传感器产业将充分受益。 公司针对汽车领域的产品主要为压力传感器产品和流量传感器芯片,全部使用自有 MEMS芯片。公司在具备一定资金实力和供应链整合优势的基础上,加大了汽车领域压力传感器的研发力度和产品储备,力求在未来几年中抓住国产汽车电子产业链重塑的历史机会。国内车用压力模组芯片长期被诸如英飞凌、博世、迈来芯等国外大厂垄断,国内企业普遍采用购买国外芯片提供封装后传感器模组的形式供应车企,在成本降低、及时响应国内车厂需求、供应链安全方面无法满足国内车企的需求。随着国内车企在汽车销售市场占有率的提高,其必然产生强烈的重新建立汽车电子供应链的需求,为国内具备 MEMS芯片研发能力的企业提供了良好的市场基础。 报告期内,公司新推出的应用于汽车电子领域的 TO充油类压力传感器、陶瓷电容压力传感器、玻璃微熔压力传感器已经相继研发成功。由于汽车“缺芯”潮仍在延续,芯片国产替代需求越来越急迫,拥有全自主知识产权以及全本土化供应链优势的上述产品已成功进入国内多家主机厂和 Tire 1供应商开始产品导入和小批量供货。 3、惯性传感器 惯性传感器方面,下一代基于加速度架构的骨传导传感器与国内头部客户进行了规格沟通、产品定义并进行定制开发。此外,公司惯性传感器 2022年已提高了产品良率及质量,为下一步进入手机客户做好了准备。 二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明 (一) 主要业务、主要产品或服务情况 公司作为国内唯一掌握多品类 MEMS芯片设计和制造工艺能力的上市公司,致力于成为行业领先的 MEMS芯片平台型企业。经过多年的技术积累和研发投入,公司在现有 MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各环节都拥有了自主研发能力和核心技术,同时能够自主设计为 MEMS传感器芯片提供信号转化、处理或驱动功能的 ASIC芯片,并实现了 MEMS传感器全生产环节的国产化。公司目前主要产品线包括 MEMS声学传感器、MEMS压力传感器和 MEMS惯性传感器。 MEMS工艺本质上是一种微制造技术,基于 MEMS技术制造的芯片有着低功耗、小型化和智能化的特征,是 MEMS传感器和执行器的核心。MEMS芯片作为连接真实世界和数字世界最前端的芯片,有着“比模拟芯片更模拟的芯片”之称。在 5G乃至未来更快传输速度和更大承载量的数据网络支持下,万物互联具备了发展的基础,MEMS传感器和执行器担负着数据世界中比同人的感官和神经末梢的功能,将迎来巨大的发展机遇。 公司将以消费电子行业为主导(例如手机、电脑、耳机、手表等便携设备、电子烟、VR设备、智能家居等)、积极布局并开拓汽车、工业控制和医疗等下游市场,已经或即将开发和提供包括声学传感器、压力传感器、压感传感器、惯性传感器、流量传感器、微流控执行器、光学传感器等器件级产品,并针对下游市场需求,在丰富传感器产品类型的同时,还将提供包括车用、工业控制领域各类压力模组、惯导模组、激光雷达模组等系统级产品,并尝试参与智慧城市中物联网相关解决方案。 (二) 主要经营模式 1、研发模式 MEMS本质上是一种微制造技术,芯片结构设计与工艺实现之间密不可分,二者同时构成MEMS企业的核心竞争壁垒。 MEMS行业就芯片的种类而言,具有较高的集中度,根据 Yole Development发布的《Status of the MEMS Industry 2021》,2020年,惯性、射频、压力、声学、流量控制、光学、红外等七大类 MEMS传感器在整个 MEMS传感器市场总量的占比分别为 29%、21%、19.2%、10.6%、9.4%、5.4%、4.5%,合计占比超过 90%。根据这一特点,公司制定了成为“行业领先的 MEMS芯片平台型企业”的发展目标,从芯片上游溯源,选择下游器件和模组市场容量或潜力较大的 MEMS芯片种类进行研发,自芯片端确定研发方向,再根据下游应用场景的需要,有针对性的在封装和测试端进行后段研发。 2、采购模式 公司制定了《采购管理制度》,建立了相应的管理体系,以保证对供应商的有效管理。公司生产经营过程中所需的原材料、设备和办公用品等商品的采购均需统一由需求部门以《采购申请单》的形式提出申购需求,经相应权限人员审批后,运营部方可正式开展采购工作。公司根据《供应商评价考核管理制度》评估和遴选新供应商,并定期进行供应商评价考核,将评审合格的供应商纳入《合格供应商名册》。运营部门通过查阅《合格供应商名册》和采购记录,优先选择优质供应商进行询价,经过比价议价后,确定供应商采购订单,交运营总监和相应公司管理层审核确定后,再由运营部执行采购。 3、生产模式 公司产品的生产过程中,在封装和测试等生产环节,采用委外加工和子公司加工两种模式相结合的方式,公司也建立了委外加工的相关管理制度,以加强对委外加工供应商的管理。在生产加工过程中,运营部也密切关注委外加工厂商及子公司的动态,定期对加工厂商进行评价和考核。 同时,对于存放在加工厂商处的原材料,公司也安排相关人员定期前往各工厂进行盘点,保证存放在加工厂商处原材料的有效管理。 4、销售模式 公司产品销售采用“经销为主,直销为辅”的销售模式。经销模式下,经销商根据终端客户需求向公司下订单,向公司采购产品后再销售给终端客户。直销模式下,客户直接向公司下订单采购所需产品。 (三) 所处行业情况 1. 行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛 公司主营业务为 MEMS传感器产品的研发与销售。根据中华人民共和国国家统计局发布的《国民经济行业分类(GB/T 4754-2017)》,公司所处行业为“计算机、通信和其他电子设备制造业”(C39)中的“敏感元件及传感器制造”(C3983)。 ①行业发展阶段 MEMS技术于 1980年代发明,是一种利用硅基半导体制造工艺制造微型机械电子系统的技术,最早在汽车和军工领域有部分应用,主要产品包括 MEMS传感器和 MEMS执行器。使用MEMS工艺制造的器件具有小型化、可智能化的特点,契合物联网中边缘端设备采集不同维度、海量数据过程中对低功耗、一致性高的需求。但在 4G网络诞生以前,由于通信网络数据传输和承载能力有限,MEMS传感器的市场需求亦非常有限,正如胎儿时期的人类由于神经网络尚未发育,相应的感官器官的发展也会受到限制。 纵观 MEMS行业的发展历史,汽车产业、医疗及健康监护产业、通信产业以及手机和游戏机等个人电子消费品产业相继促进了 MEMS产业的快速发展。尤其是 2007年以来,随着以智能手机为代表的消费电子产品的快速普及和发展,MEMS商业化的进展明显加快。从而伴随着 4G网络和智能手机的诞生,MEMS器件在过去十余年时间里有了非常显著的发展,根据 IHS的报告,至 2019年整个 MEMS器件市场的容量为 165亿美元,而中国信通院的报告显示,下游智能传感器市场的全球市场总量达到 378.5亿美元。 但整个 MEMS器件及下游的智能传感器市场仍然处于发展的初期,主要原因在于:一、随着5G网络及之后通信网络数据传输速度和承载能力的进一步提高,边缘端设备感知能力的市场需求才能进一步有效产生,而 MEMS器件的低功耗、一致性高以及微小型化极大地契合了这一需求,更多新兴的 MEMS器件需求以及现有 MEMS器件的全新应用场景将在未来 10年内持续产生;二、传感器是物联网的核心数据入口,物联网的发展带动智能终端设备普及,推动 MEMS需求量增长。据全球移动通信系统协会 GSMA统计和预测,2022年全球物联网设备数量为 120亿台,预计到 2025年将增长至 246亿台,2019年到 2025年将保持 12.7%的复合增长率;三、全球主要工业国家的人口出生率近年来均出现了不同程度的下降,用工成本和供需矛盾将进一步凸显,旨在减少用工人员的工业制造智能化的需求涌现,越来越多的制造业工厂正在经历智能化改造,而MEMS传感器在智能化制造过程中的应用属于刚需,需求将不断提升。 国内掌握核心技术的 MEMS企业在未来 10年将面临前所未有的发展机遇。首先,中国是消费电子、汽车、工业制造的主要集中地,这就意味着中国 MEMS芯片企业可以与下游市场建立更为紧密的联系。而国外的 MEMS芯片提供商多为英飞凌、意法半导体、德州仪器、ADI等大型模拟芯片厂商以及博世、霍尼韦尔等脱胎于汽车和工业制造供应商的模组厂商,企业体系内原有利益格局较为稳定,相比国内专业的 MEMS芯片企业,其在紧贴下游的服务意识和服务半径方面均存在一定劣势,对新市场新需求的响应也会相对落后,国内厂商相比而言更能把握住下游市场新的颠覆性需求;国外模拟类芯片大厂多采用 IDM模式,并因此得以在行业发展初期占据优势地位,而国内 MEMS芯片企业在发展初期普遍受限于资金,多采用 Fabless的模式。因此这也是国内 MEMS产品的产业化进程周期较长的一个关键原因,同时也是目前国际 MEMS芯片厂商仍然处于领先地位的重要因素。而国内 MEMS芯片领先企业在制造端的投入将缩短新产品的产业化进程,大大提高其在整个 MEMS行业中的竞争力。 ②基本特点 与大规模集成电路产品均采用标准的 CMOS生产工艺不同,MEMS传感器芯片本质上是在硅片上制造极微小化机械系统和集成电路的集合体,需要综合运用多学科、多行业的知识与技术、生产加工工艺具有明显的非标准化和高度的定制化以及对产品供应链体系的支撑有着非常高的要求等特点。MEMS芯片具有非常强的工艺特征,三维制造工艺与集成电路的二维制造工艺相差甚大,这也是国家十四五规划中明确将 MEMS特殊工艺的突破纳入其中的重要原因。 ③主要技术门槛 (1)跨行业知识与技术的综合运用 MEMS是一门交叉学科,MEMS产品的研发与设计需要机械、电子、材料、半导体等跨学科知识以及机械制造、半导体制造等跨行业技术的积累和整合。MEMS行业的研发设计人员需要具备上述专业知识技术的深入储备和对上下游行业的深入理解,才能设计出既满足客户需求,又适合供应商实际加工能力的 MEMS产品,因此对研发人员的专业知识和行业经验都提出了较高的要求。 (2)各生产环节均存在技术壁垒 与大规模集成电路行业相比,MEMS产品的研发步骤更加复杂,除了完成 MEMS传感器芯片的设计外,还需要开发出适合公司芯片设计路线的 MEMS晶圆制造工艺。在晶圆制造厂商缺乏成熟的 MEMS工艺模块的情况下,公司需要参与开发适合晶圆制造厂商的制造工艺模块,即使在晶圆制造厂商已经具备成熟制造工艺模块的情况下,公司也需要根据公司的芯片设计路线确定每款芯片的具体工艺流程。由于 MEMS传感器需要与外界环境进行接触,感知外部信号的变化,所以需要对成品的封装结构和封装工艺进行研发与设计,以降低产品失效的可能性。由于 MEMS传感器承担了对外部信号的获取和转换等功能,下游应用场景多样,产品内部的极微小型机械系统对外界应用环境相对敏感,因此公司还需要负责 MEMS专业测试设备系统和测试技术的开发,以满足 MEMS传感器产品性能和质量测试的需求。因此,MEMS传感器行业在芯片设计、晶圆制造、封装和测试环节都具有壁垒。 (3)技术工艺非标准化 MEMS传感器具有一种产品一种加工工艺的特点。MEMS传感器产品种类多样,各种产品的功能和应用领域也不尽相同,使得各种 MEMS传感器的生产工艺和封装工艺均需要根据产品设计进行调试,晶圆和成品的测试过程也采取非标准工艺,因此 MEMS传感器产品不存在通用化的技术工艺,需要从基础研发开始对产品设计、生产工艺、设备开发和材料选取等各生产要素经历长时间的研发和投入,并在大量出货的过程中不断对上述生产要素进行完善和优化。 2. 公司所处的行业地位分析及其变化情况 (1)市场排名与客户资源 公司自主研发的 MEMS传感器产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居、 可穿戴设备等消费电子产品,同时也逐渐在汽车和医疗等领域扩大应用,目前已使用公司产品的 品牌包括华为、传音、小米、三星、OPPO、联想、索尼、九安医疗、乐心医疗等。 公司生产的 MEMS声学传感器出货量位列世界前列:根据 IHS Markit的数据统计,2016年 公司 MEMS声学传感器出货量全球排名第六,2017年公司 MEMS声学传感器出货量全球排名第 五,2018年公司 MEMS声学传感器出货量全球排名第四。根据 Omdia的数据统计,2021年 MEMS 声学传感器中 MEMS芯片的出货量,全球排名第三。 (2)技术实力与科研成果 公司专注于 MEMS传感器的自主研发与设计,经过多年的研发投入,公司完成了 MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各生产环节的基础研究工作和核心技术积累,并帮助国内厂商开发了 MEMS制造工艺,搭建起本土化的 MEMS生产体系。 截至 2022年 12月 31日,公司共拥有境内外发明专利 66项、实用新型专利 252项,正在申请的境内外发明专利 200项、实用新型专利 320项。公司依靠核心技术自主研发与生产的 MEMS声学传感器产品在产品尺寸、灵敏度、灵敏度公差等多项指标上处于行业先进水平,并在业内率先推出采用核心技术生产的最小尺寸商业化三轴加速度计。 公司积极参与并完成了如下国家级或省级科研项目:2014年协同参与完成国家 863计划“CMOS-MEMS集成麦克风”项目;2015年完成江苏省省级科技创新与成果转化专项“新型MEMS数字声学传感器的研发及产业化”;2017年完成江苏省省级工业和信息产业转型升级专项“低功耗 IIS数字输出 MEMS声学传感器的研发及产业化”;2020年省科技成果转化专项资金-惯性传感器的研发及产业化。 公司先后获得 2021年“中国 IC设计成就奖”、中国半导体行业协会 2020和 2021年“中国半导体 MEMS十强企业”、2022年国家级专精特新“小巨人”企业称号、入选“中国 IC设计 100家排行榜之传感器公司十强”。 3. 报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势 MEMS传感器目前已经广泛运用于消费电子、汽车、工业、医疗、通信等各个领域,随着人工智能和物联网技术的发展,MEMS传感器的应用场景将更加多元。MEMS传感器是人工智能重要的底层硬件之一,传感器收集的数据越丰富和精准,人工智能的功能才会越完善。物联网生态系统的核心是传感、连接和计算,随着联网节点的不断增长,对智能传感器数量和智能化程度的要求也不断提升。未来,智能家居、元宇宙 VR/AR、工业互联网、车联网、智能城市等新产业领域都将为 MEMS传感器行业带来更广阔的市场空间。因其得天独厚的优势,MEMS传感器应用绝不仅局限于可穿戴设备,未来医疗、人工智能以及汽车电子等领域的传输底层架构均要依赖MEMS传感器来布局。 从目前全球的发展趋势来看,汽车工业和消费类电子的市场已经发展的足够发达,成为了MEMS传感器的发展基础。未来,医疗、人工智能、物联网、智慧城市等应用领域智能现代化趋势明显,MEMS传感器的发展潜力很大。在人工智能及物联网大背景下,5G改善传输速度有望加速物联网更多应用场景落地,推动感知层所需传感器需求的提升,随着公司业务布局的日益完善和上述领域的快速发展,公司的主力产品 MEMS声学传感器作为外界声学的感知器件,将有望进一步提升份额,而其他传感器也各自承担着外界相应的压力、高度、姿态等感知需求,也有望在客户结构改变趋势下放量。 未来的技术发展趋势: (1)MEMS和传感器呈现多项功能高度集成化和组合化的趋势。由于设计空间、成本和功耗预算日益紧缩,在同一衬底上集成多种敏感元器件、制成能够检测多个参量的多功能组合 MEMS传感器成为重要解决方案。 (2)传感器智能化及边缘计算。软件正成为 MEMS传感器的重要组成部分,随着多种传感器进一步集成,越来越多的数据需要处理,软件使得多种数据融合成为可能。MEMS产品发展必将从系统应用的定义开始,开发具有软件融合功能的智能传感器,促进人工智能在传感器领域更广阔的应用。 (3)传感器低功耗及自供能需求日趋增加。随着物联网等应用对传感需求的快速增长,传感器使用数量急剧增加,能耗也将随之翻倍。降低传感器功耗,采用环境能量收集实现自供能,增强续航能力的需求将会伴随传感器发展的始终,且日趋强烈。 (4)MEMS向 NEMS演进。随着终端设备小型化、种类多样化,推动微电子加工技术特别是纳米加工技术的快速发展,智能传感器向更小尺寸演进是大势所趋。与 MEMS类似,NEMS(纳机电系统)是专注纳米尺度领域的微纳系统技术,只不过尺寸更小。 (5)新敏感材料的兴起。薄膜型压电材料具有更好的工艺一致性、更高的可靠性、更高的良率、更小的面积,可用于 MEMS执行器、扬声器、触觉和触摸界面等。未来 MEMS器件的驱动模式预计将从传统的静电梳齿驱动转向压电驱动。 (6)更大的晶圆尺寸。相比于目前业界普遍应用的 6英寸、8英寸晶圆制造工艺,更大的晶圆尺寸能够很大程度上降低成本、提高产量,并且晶圆尺寸的扩大与芯片特征尺寸的缩小是相应促进和互相推动的。例如,用 12英寸晶圆工艺线制造的 MEMS产品已经出现。 (四) 核心技术与研发进展 1. 核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况 公司通过多年积累以及不断的研发创新投入,目前形成核心技术 12项,技术涵盖了芯片设计、封装测试以及生产工艺各技术环节。 1、芯片设计中的 DFM模型:公司自主研发的该模型可准确的预测产品性能及其偏差分布,可有效降低投片试样的成本。 2、微型麦克风芯片设计技术:自主芯片设计技术使得公司持续缩小了 MEMS麦克风的芯片尺寸,在保证产品性能的基础上降低成本。2022年公司开始开发尺寸 0.56*0.56mm的芯片。 3、极窄边框应用前进音数字硅麦克风:该技术将是 MEMS麦克风在性能保持不变的情况下,产品面积减小 30%,适用于特殊尺寸的消费类电子产品上。 4、高性能侧进音数字硅麦克风:在性能保持与同尺寸 Mic最高性能的基础上,实现侧面进声,方便终端产品的设计与器件布局。 5、骨传导麦克风:采用微型质量块拾振技术,可以采集固体中的声音,并转化为高信噪比的音频信号,帮助耳机等实现主动降噪功能,该种方案可靠性高,体积小,适合消费类产品使用。 2022年继续优化该产品性能,并配合品牌客户开发升级产品。 6、压感传感器:采用植球倒装等工艺的小型化 CSP压感传感器,实现了 0.8*0.8*0.1mm的超小体积,且同时保留了灵敏度高的特点,适用于消费类场景使用。2022年开始开发基于印刷电子、压容,压阻等新技术、新结构的下一代压感传感器,以适应工控、汽车等领域应用的不同要求。 7、晶圆级芯片尺寸封装惯性传感器技术:通过 TSV(硅通孔)工艺,将 MEMS芯片与 ASIC芯片封装在一起,该技术可有效降低最终产品尺寸,满足客户需求。 8、SENSA工艺:相对于传统的压力传感器芯片制造工艺,SENSA工艺可以减少芯片 30%以上的横向尺寸和 25%以上的厚度,从而降低产品成本,提升产品性能,并拓宽了产品的应用范围。 9、OCLGA封装技术:公司自主研发的 OCLGA封装技术相对于传统的前进音金属壳加 PCB的封装形式,具有能进一步提高产品性能、提高可靠性同时有效提升产品信噪比以及便于客户集成等特点。 10、压力传感器封装技术:开发了适合消费电子、汽车、工控、医疗等不同应用领域的封装技术,具有针对性的封装技术应用提高了产品的可靠性,降低了客户的使用成本。 11、麦克风批量测试技术:自主开发的麦克风批量测试技术和测试设备系统能够有效提升麦克风产品的测试效率,开发成功,持续技术迭代中。 12、压力传感器批量测试技术:根据压力传感器产品的特点自行研发设计了适合批量测试的测试设备系统,缩小了测试设备的体积,提高了产品测试并行度和工作效率。 A.研发策略 MEMS本质上是一种微制造技术,芯片结构设计与工艺实现之间密不可分,二者同时构成MEMS企业的核心竞争壁垒。公司从成立伊始就紧紧围绕芯片端的上述核心竞争要素进行研发并建立了突出优势。 MEMS行业就芯片的种类而言,具有较高的集中度,根据 Yole Development发布的《Status of the MEMS Industry 2021》,2020年,惯性、射频、压力、声学、流量控制、光学、红外等七大类 MEMS传感器在整个 MEMS传感器市场总量的占比分别为 29%、21%、19.2%、10.6%、9.4%、5.4%、4.5%,合计占比超过 90%。根据这一特点,公司制定了成为“行业领先的 MEMS芯片平台型企业”的发展目标,从芯片上游溯源,选择下游器件和模组市场容量或潜力较大的 MEMS芯片种类进行研发,自芯片端确定研发方向,再根据下游应用场景的需要,有针对性的在封装和测试端进行后段研发。 B.研发进展 1、声学 MEMS芯片及传感器 在 MEMS声学传感器领域,公司继续开发高信噪比、AOP更高的产品以适应智能手机、TWS耳机、智能家电应用的需求。公司在 2020年全面完成了低应力 SiN工艺平台的搭建,低应力 SiN工艺平台有助于实现芯片的更高信噪比、更高可靠性以及更小面积。在低应力 SiN工艺平台的支持下,公司后续芯片研发的周期可以有效缩短一半。 2022年公司持续在提高芯片可靠性方面进行专项研发,完成了对颗粒不敏感的前进音 MEMS芯片的研发,该款芯片的推出将公司芯片的失效率由 300ppm大幅降低至 50ppm以下,为公司供应品牌客户奠定坚实基础。此外,公司还推出了尺寸为 0.56mm*0.56mm的 MEMS芯片,具有High-AOP和 High-SNR的模拟 ASIC芯片、SNR>68dB和 AOP>127dB的数字 ASIC芯片,适合ANC主动降噪应用的 MEMS芯片、以及信噪比达到 68dB以上的 MEMS芯片。上述芯片的推出进一步拓宽了公司 MEMS声学传感器产品的覆盖面。2022年公司主要是持续两个方向的芯片开发:一个是提高性能、可靠性方向,;另一个是成本优化方向,开发尺寸小的产品,并持续优化迭代现有芯片。 公司根据 TWS耳机发展的趋势,进行基于自有技术基础的骨传导麦克风研发,该方案与国外已有骨传导麦克风方案相比具有突出的优势,公司新开发的骨传导传感器-MSB102S荣获“2021年中国 IC设计成就奖之年度最佳传感器”,目前仍正在与客户配合进一步升级产品性能。 2、压力传感器芯片及传感器、模组 在 MEMS压力传感器领域,公司开发了适合消费类的 SOI以及适合工控类的 Si-Glass压力传感器工艺平台。在该平台基础上进一步开发了尺寸小于 0.9*0.9mm的全新血压计芯片,同时提高了良率,还开发了防水气压计、深度计等新应用的 MEMS芯片;在前述工艺平台基础上还开发了适合工业应用的更高量程(1~3MPa压力)的压力芯片;还开发了适用汽车领域的压力芯片以满足不同应用的需求。报告期内,公司的防水气压计与深度计等产品已获得国内知名品牌的验证通过,批量出货中,后续将逐渐进入更大批量供货阶段。 公司研发并推出适用于汽车、工控、医疗领域的智能温度补偿 ASIC芯片,并且在汽车、工控类、医疗类压力传感器的封装形式和材料上进行了多项研发,2022年,公司在上述领域持续进行了研发工作。 3、惯性传感器芯片 2020年公司惯性传感器芯片的晶圆代工平台发生变化,当年公司完成了新惯性传感器芯片工艺平台的导入工作,2022年公司针对惯性传感器芯片,主要是继续优化工艺,最终提高了加速度传感器芯片的良率,增加了产能,提高了出货量,并持续开展对新结构加速度传感器和陀螺仪的预研工作。 4、压感传感器芯片 公司是全球最早开发压感传感器芯片的企业之一。在 Airpods带动压感传感器芯片的应用之后,公司也顺势对原有压感传感器芯片进行了优化。 2022年开始开发基于新材料、新结构的压感传感器以适应工控和汽车等领域的应用。 5、流量传感器芯片 公司建立了流量传感器芯片工艺平台,在此平台基础上大流量及小流量传感器芯片已开发成功,为后续不同应用的流量传感器芯片开发奠定了基础; 2021年大流量传感器芯片已获得客户认可,并开始批量出货,2022年公司在现有技术基础上,已开发成功小流量传感器芯片,并开始出货。 6、微流控生物检测芯片 2022年,配合客户,定制开发了微流控生物检测芯片,并已开始了小批量出货。 7、热电堆传感器芯片 公司看好热电堆传感器芯片未来在消费电子领域将产生新的应用场景,因此投入研发力量,完成了热电堆芯片工艺平台的搭建,实现了当年研发、当年出货。2022年公司对该产品小型化等方面进行了持续的研发工作,并已完成研发工作。 8、MEMS光学传感器 随着汽车智能化和工业制造智能化的推进,MEMS光学传感器在汽车和工控领域的应用场景将日趋丰富。 自动驾驶等级从 L2及 L2.5向 L3、L4进化的过程中,高级辅助驾驶系统及无人驾驶,正在为 MEMS开辟新的赛道,注入增长动力。传统燃油车大多具有针对转速、压力、振动等参数的状态传感器,智能网联汽车则增加了两大类传感器:一类是环境感知传感器,包括超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达等测距、测速传感器和摄像头等视觉传感器;另一类是导航定位传感器,主要包括卫星定位传感器和惯性传感器。 MEMS在激光雷达方面大有可为;MEMS激光雷达具有低成本、小型化优势,可以解决可靠性问题,是最被看好的量产车激光雷达方案之一。 2022年公司对激光雷达的核心元器件微振镜进行了预研工作,已开发制作出微振镜的原型样品。 C.技术布局 1、MEMS微流控芯片 根据麦姆斯咨询的数据,喷墨打印头市场 2024年的营收预计可达到 33亿美元,MEMS微流控芯片为基础的喷墨打印头在整体喷墨打印头市场的份额将持续提升,MEMS喷墨打印头的国产替代需求较为强烈。此外微流控芯片也有医药相关市场的国产替代需求,在 IOT领域也将出现新的应用场景。基于上述市场前景,2023年公司将持续对打印头、微流控芯片等产品进行预研工作。 2、MEMS光学传感器 如前所述,MEMS激光雷达具有低成本、小型化优势,可以解决可靠性问题,是最被看好的量产车激光雷达方案之一。 2023年公司将持续在 MEMS微振镜产品方面根据客户需求进行进一步的研发工作。 3、MEMS惯性传感器 随着汽车智能化和工业制造智能化的推进,MEMS惯性传感器在汽车和工控领域的应用场景将日趋丰富。 自动驾驶等级从 L2及 L2.5向 L3、L4进化的过程中,高级辅助驾驶系统及无人驾驶,正在为 MEMS开辟新的赛道,注入增长动力。传统燃油车大多具有针对转速、压力、振动等参数的状态传感器,智能网联汽车则增加了两大类传感器:一类是环境感知传感器,包括超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达等测距、测速传感器和摄像头等视觉传感器;另一类是导航定位传感器,主要包括卫星定位传感器和惯性传感器。 MEMS在激光雷达和惯性传感器方面大有可为。车用惯导是 MEMS的主场,MEMS IMU具有独特的提供连续性导航的能力,即使进入隧道或地库,也能持续导航,且短时精度很高,长期精度取决于所选 MEMS IMU的等级;MEMS激光雷达具有低成本、小型化优势,可以解决可靠性问题,是最被看好的量产车激光雷达方案之一。 在自动驾驶走向 L3+的过程中,利用多传感器融合和人工智能技术实现对环境和自身的全方位感知,成为热门趋势。单个传感器特性突出,均不能形成完全信息覆盖,MEMS传感器与其他自动驾驶技术融合以形成高性能、低成本、差异化的系统级解决方案,减少通信损耗,提高响应速度,达到降低成本、提升整体效率是必然趋势。 2023年,公司将对持续进行陀螺等惯性传感器的研究开发工作,并对车用惯性导航模组 IMU进行研究开发工作。 4、PMUT 压电超声换能器的市场正在不断扩大,据 yole等预测其市场从 2019年至 2025年预期将以5.1%的速率增长,截至 2025年可达 60亿美元以上。压电超声换能器应用领域广阔,在医学领域,超声成像检测是一种非常重要的诊断技术,PMUT由于其体积小,穿透力强,可以对人体组织进行高分辨率成像,给医生的诊断提供良好的参考;还能进行无损超声检测,检测速度快,精度高,可靠性高,稳定性好;PMUT还能用于超声测距,在自动驾驶与无人机避障等方面也有应用。基于上述市场判断,且公司已在压电技术领域有一定的技术基础,公司在 2022年已进行了该产品的研发工作,已制作出样品,并持续改进中。2023年将根据客户需求进行定制化开发,持续推进产品的开发工作。 5、MEMS扬声器 随着 TWS真无线耳机市场的不断扩大,其中所用的微型扬声器市场也在不断扩大,目前微型扬声器主要是动圈式扬声器。MEMS扬声器由于采用了 MEMS技术,具有尺寸小,功耗低,方便贴装等优势,特别适合 TWS市场。由于公司在 MEMS声学方面已有一定的技术积累,公司已在 2022年持续进行了 MEMS扬声器的预研工作。2023年报继续保持调研工作,跟踪发展趋势。 6、数字 MEMS麦克风传感器 2023年公司将继续进行小型化低功耗数字MEMS麦克风传感器开发,以用于对新型的AR/VR应用提供器件支持,目前苹果AirPods3及AirPods Pro 3已经开始采用小型化、低功耗的数字MEMS麦克风传感器,随着 AR/VR及小型化的穿戴应用的进一步普及,对此类麦克风的需求会进一步增加。公司开发的小型化低功耗数字 MEMS麦克风将支持低功平台所需求的底至 1.2V的 I/O电压,低至 150μA的耗电流(低功耗模式)和较高的 SNR(≥64dB(A)),可满足相应应用的需求。 7、骨传导传感器 公司将对现有产品进行进一步升级,将现有模拟类的产品升级到数字化多轴功能,以满足AR/VR及小型化的穿戴应用的进一步需求。该产品支持超低功耗,在低功耗模式下耗电流不超过80μA;具有超低噪声:低噪声模式下≤ 25μg/√Hz;具备语音唤醒等智能功能。 8、高度计传感器 公司将开发小型化的高度计,用于需要支持高度定位的移动通信市场,该产品将符合美国 FCC E911法规要求,满足紧急情况下救灾需求。除此以外,针对小型化产品对器件空间及电池容量的需求,公司将推出多种传感器融合的产品,以减轻分立传感器综合空间较大的问题,提供电池可占用空间体积。 国家科学技术奖项获奖情况 □适用 √不适用 国家级专精特新“小巨人”企业、制造业“单项冠军”认定情况 √适用 □不适用
2. 报告期内获得的研发成果 报告期内,公司新增申请发明专利 62项,实用新型专利 101项,外观设计专利 3项,软件著作权 8项;新增获得授权的发明专利 23项,实用新型专利 135项,外观设计专利 6项,软件著作权 8项。 报告期内获得的知识产权列表
3. 研发投入情况表 单位:元
研发投入总额较上年发生重大变化的原因 □适用 √不适用 研发投入资本化的比重大幅变动的原因及其合理性说明 □适用 √不适用 4. 在研项目情况 √适用 □不适用 单位:万元
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