【讲演】2022年麦克盛行业研讨讲演

《中国A股2021年IPO白皮书》现货来了！

来源：海通证券 作者：郑宏达、华晋书

1. MEMS麦克风：各有所长

MEMS麦克风已逐步取代驻极体麦克风：MEMS 麦克风是一种采用 MEMS 技术将声学信号转换为电学信号的声学传感器， 具有体积小、功耗低、分歧性好、牢靠性及抗干扰才干强等优势，MEMS 麦克 风近年来在智能手机战争板电脑等消费类电子产品中得到普遍应用，已逐步取代 驻极体麦克风。

MEMS麦克风分类：MEMS麦克风可分为模仿信号MEMS麦克风、数字信号MEMS麦克风，也能够分为电容式MEMS麦克风以及压电式MEMS麦克风。在麦克风封装中，换能器信号 先被送往前臵放大器，而这个放大器的首要功用是阻抗变换，接进音频信号链时 将输出阻抗降低到更适合的值。麦克风的输出电路也是在这个前臵放大电路中完成的。

模仿信号MEMS麦克风：模仿MEMS麦克风的输出阻抗典型值为几百欧姆。这个阻抗高于运放通常具有的 低输出阻抗。麦克风后面的低阻抗电路会衰减信号电平。例如，一些编解码器在 ADC之前有一个可编程的增益放大器(PGA)。在高增益设臵时，PGA的输入阻抗可能只需几千欧姆。

数字信号MEMS麦克风：将模数转换功用从编解码器转移进了麦克风，从而完成了从麦克风四处置器的全数字音频捕获通道。数字MEMS麦克风经常在模仿音频信号容易遭到干扰的应用中运用。这种拾取有害系统噪声的改进给设计中的麦克风规划提供了很大的灵活 性。

在只需求模仿音频接口来衔接模仿麦克风的系统中数字麦克风也很有用。在只需求音频捕获但不需求回放的系统中，像监控摄像机中，运用数字输出麦克风后就不需求单独的编解码器或音频转换器了，麦克风能够直接衔接数字处置器。好的数字设计阅历仍必须应用于数字麦克风的时钟和数字信号。20Ω至100Ω的小值 源端接电阻很有用，它能确保至少数英寸长的走线上有良好的数字信号完好性。当运用更短的走线长度，或者以较低速率运转数字麦克风时钟时，麦克风引脚能够直接衔接到编解码器或DSP，不需求任何无源元件。

电容式MEMS麦克风：往常市场上大部分MEMS麦克风都运用电容技术来探测声音。电容式MEMS麦克风的工作原理是丈量柔性膜片和固定背板之间的电容。声波带来的气压变更会招致膜片发作位移。空气可穿过背板上的小孔，因而背板的位臵不会发作改动。在膜片移动的过程中，膜片与固定背板之间距离会发作改动，最终招致两者之间电容值的改动，这种电信号的变更能够被记载和剖析。

压电式MEMS麦克风：全球首款压电MEMS麦克风VM1000由Vesper公司推出。作为业界首款压电 MEMS麦克风，VM1000是消费类产品中最巩固、最牢靠的MEMS麦克风。它具 有防水，防尘，防颗粒和防震功用，因而您能够将其浸入水中，将其浸入灰尘中， 将其裸露在颗粒物中或将其掉落在空中上，并且能够正常工作。

2. 产业链：海外抢先，国内已有突破

MEMS 产业链普通由芯片设计企业、晶圆制造厂商、封装测试厂商和终端应用企业构成。芯片设计企业专注于 MEMS 芯片及其产品结构的设计，完成设计后交由第三方晶圆厂消费制造出 MEMS 芯片，经过封装测试后完成向消费电子、汽车、医疗和工控等应用范畴客户的出货。

在运营方式上，依据能否具备自主晶圆制造才干及封装测试产线，分为 IDM 模 式和 Fabless 方式。IDM 方式是指半导体企业能够独立完成芯片设计、晶圆制造和封装测试等全部业务环节。该方式请求企业具备完好的产业链才干、较高的资本投入，同时具有自主研发才干和自行消费才干。Fabless 方式是指半导体企业只从事芯片设计业务，将晶圆制造、封装测试等环节分别委托给专业的晶圆厂商和封测厂商完成。相较于 IDM 方式，Fabless 方式专注于产品设计，该方式能够使企业集中资源专注于设计和研发。

普通来说，公司产品的消费流程主要包含研发设计、晶圆制造、封装和测试四个环节。MEMS麦克风元件中包含集成芯片，此类芯片市场主要为国际公司所垄断，如英飞凌、楼氏等。目前中国麦克风厂商大多从海外进口芯片，然后完成麦克风的组装、测试等环节，仅有少数企业具备设计MEMS麦克风芯片的才干。

在MEMS麦克风中，决议产品性能的关键中心芯片为MEMS麦克风芯片。该芯片目前具有两种主流架构方式，分别来自两大海外知名企业——英飞凌和楼氏电子。英飞凌结构的主要特性为：正进音封装时，产品在低频平整，顺应ANC等降噪求。背进音封装时，对异物不太敏感，但尺寸略大，成本偏高。

楼氏架构的主要特性为：背进音封装时，产品高信噪比，尺寸小，成本低，但对客户运用过程中异物较敏感。正进音封装时：产品成本低，低频衰减较大，只能用于通话和被动降风噪场所。采用三层堆叠封装时，产品尺寸小，高信噪比，但封装成本高。

供给侧：目前全球硅麦克风芯片的供给商包含两大类，即MEMS芯片供给商和MMS产品 供给商。前者以英飞凌等半导体企业代表，后者以歌尔股份等声学模组企业为代 表。总体来看，市场格局中高端玩家较少，头部企业以效劳苹果等消费电子龙头 企业为主。在智能音箱、TWS耳机等新增需求开端较大幅度增长后，长尾市场 需求需求一些有才干提供优秀性能产品的企业。限制MEMS麦克风产品产量的主要要素为MEMS芯片。

MEMS麦克风产品环节。由于汽车、5G、数据中心等范畴的持续增长，目前6/8 英寸的晶圆产品处于高度慌张状态。MEMS晶圆主要以8英寸晶圆产线为主，同样遭到一定水平的影响。在封测环节，由于MEMS产品的封装难度大于普通芯片， 环节愈加复杂，故就国内而言能够提供专业化封测效劳的企业较少，在高端产品线更甚。综上，从供给侧来看，未来MEMS麦克风产品的供给链侧的竞争也将愈加猛烈。优质的产业链资源将长期被龙头企业占领，大量无产业资源的公司将由于无产能保障而失去竞争力。同时，终端客户也将把供给链的稳定水平作为选择MEMS麦克风产品供给商的主要规范之一。

3.需求推进：MEMS麦克风迎来多范畴增长

近年来，MEMS 麦克风是 MEMS 市场中增速最快的细分市场之一。受益于下游应用范畴的快速展开，MEMS 声学传感器成为了 MEMS 产品中市场份额较大、增速较快的细分市场之一。

2017 年以来，智能语音交互市场的火热也带动了国内 MEMS 麦克风市场范围的快速增长。2018 年中国 MEMS 麦克风市场范围为 31.3 亿元，同比增速为 15.07%，估量 2021 年市场范围将进一步上升至 47.9 亿元，复合增长率超越 15%。

随着 5G 商业化的不时推进和人工智能、物联网技术的快速展开，可穿戴设备、智能家居等新兴应用范畴不时涌现，而语音交互作为智能设备接纳信息和指令的重要方式，也推进了 MEMS 麦克风应用场景的不时拓展。

①智能手机：5G 有望提升手机销售增速，单部手机 MEMS 传感器数量不时增加

随着电子产品智能化水平的进步，单部手机 MEMS 传感器数量不时增加。据敏芯股份招股书征引Yole Development 的预测，单部智能手机的 MEMS 麦克风装机量从 2010 年单个系统装置 2 颗，增加到了 2017 年最多装置 5 颗。单部智能手机 上装置的MEMS 传感器数量将会从 2014 年的 12 颗上升到 2021 年的 20 颗，智能 手机对 MEMS 传感器的需求将进一步扩展。

据歌尔微招股书征引Yole的数据，2020年智能手机范畴 MEMS声学传感 器出货量为 33 亿颗，占比约为48.12%；估量2026 年出货量 增长至47亿颗，年均 复合增长率为 6.07%。据歌尔微招股书征引IDC的数据，2021 年全球智能手机出货量将增长 7.4%，抵达 13.7 亿台， 其中 5G 手机出货量将抵达 5.7 亿台，同比增长 123.4%。我国为全球智能手机消费制造重要基地之一，2020 年我国智能 手机出货量为 3.26 亿台，占全球出货量比重为 25.23%。此外国产智能手机品牌市场 竞争力不时提升， 2020年全球前五大智能手机厂商中，我国厂商占领 3 席，分别为华为、OPPO 和 vivo，出货量占比分别为 14.6%、11.4%和 8.6%。我国智能手机行业的持续展开，为我国 MEMS 声学传感器行业的展开提供了宽广 的市场空间。

近年来，由于智能手机渗透率逐步上升，消费电子厂商固然不时推出各方面的创新升级，但抵消费者换机意愿的刺激缺乏，以智能手机为代表的主流消费电子产品增速逐步放缓。但据199it征引Counterpoint Research的中国手机型号销售数据追踪讲演显现：位于250-399美圆区间的中高端智能手机所占市场份额在2022年Q1同比增长了近 10%，占季度总销量的25.5%，较两年前的 16.9% 显著增长。所以我们以为手机 端硬件升级趋向仍旧是国产MEMS麦克风的一大动力。

②智能家居：经过物联网技术，构建智能家居生态圈

③可穿戴设备：新的语音交互场景不时涌现，产品运用不时兴起（TWS耳机为主）

据网易、中商产业研讨院征引Counterpoint数据，全球TWS耳机出货量呈现增长趋向，运用需求的增加使得TWS耳机出货量大幅进步。2022年第一季度，TWS出货量呈现稳步增长，出货量达0.68亿台。据我爱音频网数据，智能穿戴设备中智能手表、VR、AR的2021年全球出货量分别是1.275亿块、1110万台、57万台。

④智能汽车：已成为全球汽车产品展开的战略方向，汽车将有望成为继 PC、手机 后下一个互联网入口。

目前MEMS 声学传感器在汽车电子范畴应用范围整体较小但具有较大的市场空间。依据歌尔微招股书征引Yole 的数据，2018-2026 年全球汽车电子范畴 MEMS 声学传感器出货量将从 0.37 亿颗增长至 1.85 亿颗，年均复合增长率为 22.42%，呈现快速上升的态势。

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