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高性能高可靠MEMS慣性傳感器開發(fā)與系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 明皜傳感    2023-09-16

1、項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目擬投資 16,652.21 萬元，是公司在現(xiàn)有消費(fèi)級(jí) MEMS 加速度計(jì)產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí) MEMS 加速度計(jì)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，并拓展公司 MEMS 陀螺儀、IMU 產(chǎn)品線。同時(shí)，順應(yīng)行業(yè)對(duì)于 MEMS 傳感器產(chǎn)品高精度、低功耗、高可靠性、高集成度等發(fā)展趨勢(shì)，提高公司產(chǎn)品性能和可靠性，提升公司相關(guān)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

本項(xiàng)目建設(shè)期擬定為 3 年。項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容包括項(xiàng)目前期準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)與裝修、設(shè)備采購(gòu)、安裝與調(diào)試、人員招聘與培訓(xùn)、產(chǎn)品及技術(shù)研發(fā)等。

2、項(xiàng)目審批、核準(zhǔn)或備案情況

本項(xiàng)目已取得蘇州工業(yè)園區(qū)行政審批局出具的《江蘇省投資項(xiàng)目備案證》（蘇園行審備〔2023〕175 號(hào)），且已取得《蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)與排污許可審批意見》（審批文號(hào) H20230063），符合相關(guān)規(guī)定。

3、與公司現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)、核心技術(shù)之間的關(guān)系

本項(xiàng)目主要包括研發(fā)適用于消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)及車載應(yīng)用領(lǐng)域等不同細(xì)分市場(chǎng)的 MEMS 加速度計(jì)、MEMS 陀螺儀和 IMU，尤其是面向汽車電子和工業(yè)控制領(lǐng)域研發(fā)新型的 MEMS 慣性傳感器類產(chǎn)品。

本項(xiàng)目通過對(duì) MEMS 加速度計(jì)進(jìn)行更新迭代，以實(shí)現(xiàn)更高性能、更低功耗、更多接口選擇及封裝形式的產(chǎn)品目標(biāo)，滿足消費(fèi)電子市場(chǎng)、物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)、工業(yè)控制市場(chǎng)對(duì) MEMS 加速度計(jì)的要求；同時(shí)研發(fā)滿足各級(jí)車規(guī)認(rèn)證的 MEMS 加速度計(jì)，應(yīng)用于智能交互、懸掛降噪等汽車非功能安全系統(tǒng)，及安全氣囊、自動(dòng)駕駛等功能安全系統(tǒng)。

另外，公司研發(fā)的 MEMS 陀螺儀、IMU，從感測(cè)原理和校準(zhǔn)邏輯來看，是公司現(xiàn)有的 MEMS 加速度計(jì)的拓展和延伸。

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，可以進(jìn)一步拓展產(chǎn)品品類和提高研發(fā)能力，能夠更好地滿足市場(chǎng)需求，同時(shí)為核心技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化奠定更為堅(jiān)實(shí)的人員及軟硬件基礎(chǔ)。

4、項(xiàng)目的必要性

1）提高公司產(chǎn)品豐富度，滿足下游市場(chǎng)多樣化需求

報(bào)告期內(nèi)，公司實(shí)現(xiàn)收入的產(chǎn)品主要為 MEMS 加速度計(jì)和 MEMS 壓力傳感器。傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是應(yīng)用場(chǎng)景的多元化、多種傳感器融合和尺寸的微型化。目前，隨著下游應(yīng)用場(chǎng)景智能化水平的提升，人機(jī)交互、體感控制等需求逐步涌現(xiàn)，相比單一的MEMS加速度計(jì)，高端的下游應(yīng)用領(lǐng)域需要MEMS陀螺儀、IMU 等產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)更加多樣的功能。同時(shí)，氣壓計(jì)也可以與 IMU 整合以提供更加精準(zhǔn)的定位服務(wù)，符合高端消費(fèi)類市場(chǎng)對(duì)傳感器的性能需求。

在汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域，也對(duì) MEMS 傳感器有著更多樣的需求。在汽車電子的非安全領(lǐng)域，MEMS 加速度計(jì)可應(yīng)用于智能座艙、智能交互系統(tǒng)等多個(gè)使用場(chǎng)景，提高汽車的使用體驗(yàn)。在汽車的安全領(lǐng)域，MEMS 加速度計(jì)可實(shí)現(xiàn)碰撞感測(cè)發(fā)射安全氣囊、車輛動(dòng)態(tài)控制、反轉(zhuǎn)檢測(cè)等功能，為駕駛員生命安全的重要防線。

MEMS 壓力傳感器可實(shí)現(xiàn)汽車控制臺(tái)的無按鍵觸控，通過長(zhǎng)按、重按、多次點(diǎn)按等不同操作實(shí)現(xiàn)與汽車的智能交互。因此，公司通過對(duì)現(xiàn)有MEMS傳感器產(chǎn)品進(jìn)行迭代升級(jí)，順應(yīng)行業(yè)對(duì) MEMS 產(chǎn)品的多樣化需求，可有效擴(kuò)大公司芯片的應(yīng)用范圍，形成產(chǎn)品組合優(yōu)勢(shì)，提升公司市場(chǎng)份額和盈利能力。

2）通過前沿研究，提升公司的技術(shù)實(shí)力

MEMS 傳感器的主要發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)低功耗、集成化、智能化，因此 MEMS慣性傳感器產(chǎn)品的趨勢(shì)是采用集成化的封裝并在此基礎(chǔ)上不斷朝著自供能、高精度、數(shù)字化和高可靠性的方向發(fā)展。此外，提升 MEMS 加速度計(jì)的性能除了優(yōu)化 MEMS 芯片的結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)設(shè)計(jì)具有高靈敏度、低噪聲和大動(dòng)態(tài)范圍的低漂移讀出/控制電路的 ASIC 芯片。

報(bào)告期內(nèi)，公司的 ASIC 芯片主要采購(gòu)自納芯微等外部供應(yīng)商，本次募集資金投資項(xiàng)目將組建 ASIC 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并研發(fā)具有自主 IP的 ASIC 芯片，提高 MEMS 芯片和 ASIC 芯片設(shè)計(jì)的協(xié)同性。

我國(guó)汽車級(jí)和工業(yè)級(jí)的 MEMS 加速度計(jì)市場(chǎng)仍主要被博世、ST 等國(guó)際廠商占據(jù)，國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品的性能、可靠性等指標(biāo)相較國(guó)際競(jìng)品仍存在差距，本次募集資金投資項(xiàng)目將重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用于汽車電子和工業(yè)控制領(lǐng)域的 MEMS 傳感器，加快推動(dòng)高端 MEMS 傳感器及其應(yīng)用快速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)國(guó)內(nèi)新型電子元器件產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展壯大。

3）優(yōu)化研發(fā)環(huán)境，吸引高端人才

我國(guó)應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)控制領(lǐng)域的 MEMS 加速度計(jì)發(fā)展仍處于初期階段，MEMS 陀螺儀、壓力傳感器、氣壓計(jì)等產(chǎn)品的產(chǎn)品研發(fā)也晚于國(guó)外大廠，亟需高端研發(fā)設(shè)備滿足設(shè)計(jì)驗(yàn)證和研發(fā)設(shè)計(jì)的需求。目前，公司已有的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室使用面積緊張，無法滿足公司未來發(fā)展過程中對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的研發(fā)、辦公場(chǎng)地的需求，不利于公司技術(shù)研究工作的提升。因此，公司需要尋找新的研發(fā)場(chǎng)地來保證科研項(xiàng)目的順利開展及相關(guān)設(shè)備與人員的安置。

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，公司可以合理布局研發(fā)場(chǎng)地空間，配置更為先進(jìn)的研發(fā)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備，為產(chǎn)品開發(fā)提供更先進(jìn)的研發(fā)測(cè)試環(huán)境，滿足公司進(jìn)一步研發(fā)需求，提升公司創(chuàng)新水平和研發(fā)效率。建立研發(fā)中心后，公司可從產(chǎn)品迭代、新產(chǎn)品研發(fā)、前瞻性研究三個(gè)角度提高公司的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，提高對(duì)高端人才的吸引力。

4）通過擴(kuò)張自主測(cè)試基地規(guī)模，提高公司測(cè)試效率和產(chǎn)品品質(zhì)

報(bào)告期內(nèi)，公司產(chǎn)品的測(cè)試需求主要由蘇州固锝和發(fā)行人的自主測(cè)試產(chǎn)線滿足。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)下，公司未來將繼續(xù)擴(kuò)大既有的業(yè)務(wù)規(guī)模；另一方面，公司將借助良好的替代示范效應(yīng)，積極開拓高端應(yīng)用領(lǐng)域的新客戶，推動(dòng)產(chǎn)品收入的持續(xù)放量。

隨著公司現(xiàn)有產(chǎn)品業(yè)務(wù)規(guī)模的拓展，公司對(duì)產(chǎn)品測(cè)試產(chǎn)能的需求將繼續(xù)增加，而公司的測(cè)試設(shè)備為自主參與設(shè)計(jì)的定制化設(shè)備，需要進(jìn)一步增加設(shè)備的采購(gòu)以滿足測(cè)試產(chǎn)能需求的增加，擴(kuò)張自主測(cè)試基地規(guī)?？捎行M足產(chǎn)能需求。

此外，不同的 MEMS 傳感器具有不同的測(cè)試方式。例如，公司的 MEMS 加速度計(jì)測(cè)試需要旋轉(zhuǎn)六個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)并標(biāo)定；公司的 MEMS 壓力傳感器需要被施加不同的力進(jìn)行檢測(cè)并標(biāo)定。未來，公司推出 MEMS 陀螺儀、IMU 等產(chǎn)品，該類產(chǎn)品需要對(duì)六個(gè)方向恒速轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并標(biāo)定。測(cè)試方式的不同需要不同測(cè)試設(shè)備與其適配，且新產(chǎn)品推出初期需要進(jìn)行磨合和優(yōu)化，自主測(cè)試有利于提高測(cè)試的有效性。

5、項(xiàng)目的可行性

1）政策支持MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為項(xiàng)目實(shí)施提供了良好的政策環(huán)境

MEMS 傳感器作為數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界的感知橋梁，其應(yīng)用無處不在。近年來，國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委、工信部等多部門都陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范 MEMS傳感器行業(yè)的發(fā)展政策。工信部等 8 個(gè)部門聯(lián)合推出的《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年）》強(qiáng)調(diào)要在高端傳感器環(huán)節(jié)創(chuàng)新能力有所突破；工信部發(fā)布的《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年）》強(qiáng)調(diào)要重點(diǎn)發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的位移、速度等高端傳感器和新型MEMS 傳感器。

公司本次項(xiàng)目主要用于研發(fā)新一代的 MEMS 加速度計(jì)和力度傳感器，研發(fā) MEMS 陀螺儀、IMU 和 MEMS 環(huán)境傳感器等新產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品屬于關(guān)鍵元器件、高端傳感器和 MEMS 傳感器，均為多項(xiàng)政策的促進(jìn)產(chǎn)品，項(xiàng)目實(shí)施具有良好的政策環(huán)境。

2）公司專注于MEMS傳感器的研發(fā)，具有較好的技術(shù)基礎(chǔ)

公司的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)專注于 MEMS 器件的芯片設(shè)計(jì)、制造工藝、封裝測(cè)試研發(fā)等環(huán)節(jié)，在上述各環(huán)節(jié)均有較好的技術(shù)基礎(chǔ)和專利保護(hù)。

目前公司已形成晶圓級(jí) 3D MEMS-CMOS 微加工工藝平臺(tái)技術(shù)、電容式加速度計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)、加速度計(jì)全自動(dòng)校準(zhǔn)測(cè)試包裝一體化技術(shù)、高性能高可靠性 MEMS 加速度傳感器封裝集成技術(shù)等 13 項(xiàng)核心技術(shù)，上述的核心技術(shù)均應(yīng)用于公司目前的量產(chǎn)產(chǎn)品和在研產(chǎn)品中。

截至本報(bào)告發(fā)布日，公司共擁有境內(nèi)外發(fā)明專利 74 項(xiàng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，公司已具備充分的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)基礎(chǔ)，能夠快速、精準(zhǔn)地定義和開發(fā)新產(chǎn)品，為項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

3）下游行業(yè)智能化程度提高，高精度、復(fù)雜功能傳感器需求旺盛

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，除傳統(tǒng)的休眠喚醒、屏幕旋轉(zhuǎn)檢測(cè)、抬起亮屏的功能外，人機(jī)交互、體感控制、慣性導(dǎo)航、光學(xué)防抖等需求逐步應(yīng)用在智能終端中。智能終端中部分基本的功能可以僅通過一顆 MEMS 加速度計(jì)來實(shí)現(xiàn)，但相對(duì)復(fù)雜功能如人機(jī)交互、體感控制、慣性導(dǎo)航等則需要結(jié)合 MEMS 陀螺儀、磁力計(jì)等測(cè)量運(yùn)動(dòng)角度和方向的傳感器或 IMU 來共同感知被測(cè)物體準(zhǔn)確的物理信息。

在汽車電子領(lǐng)域，傳感器作為感知車輛周圍世界的重要元件，是保證車輛行駛安全的重要防線。MEMS 慣性傳感器可應(yīng)用于車輛的碰撞檢測(cè)、安全氣囊彈出和電子穩(wěn)定性控制。隨著新能源汽車智能化程度的提升，自動(dòng)駕駛、智能交互系統(tǒng)、智能座艙成為新型汽車的趨勢(shì)。IMU 可以輸出高頻定位和姿態(tài)數(shù)據(jù)，具有優(yōu)秀的短期定位精度，可以提高系統(tǒng)的定位精度和穩(wěn)定性，也可以將定位系統(tǒng)的失效變得緩慢和可預(yù)警。

4）機(jī)構(gòu)設(shè)置、流程規(guī)范和人員配置，為項(xiàng)目的實(shí)施提供了有力保障

公司作為 MEMS 傳感器的研發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)，已經(jīng)建立了完善的研發(fā)機(jī)構(gòu)，包括設(shè)計(jì)部、工藝部、封測(cè)部、產(chǎn)品部及應(yīng)用部，能夠?qū)崿F(xiàn)晶圓制造工藝、MEMS芯片、封裝結(jié)構(gòu)、測(cè)試程序、配套算法等環(huán)節(jié)的自主研發(fā)。同時(shí)，公司建立了“六階段”項(xiàng)目開發(fā)制度，覆蓋產(chǎn)品定義、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、新產(chǎn)品導(dǎo)入、新產(chǎn)品驗(yàn)證和量產(chǎn)階段，并規(guī)定了每階段的參與部門、審核部門及產(chǎn)出文件，保證了研發(fā)項(xiàng)目的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

截至本報(bào)告發(fā)布日，公司擁有 32位研發(fā)人員，其中碩士及以上學(xué)歷人員占比 37.50%，本科及以上學(xué)歷的人員達(dá) 90.63%。合理的機(jī)構(gòu)設(shè)置、完善的流程規(guī)范和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的人才配置，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了有力保障。