什么是MEMS芯片、MEMS傳感器？

近日在投資圈和投行圈熱議的一個話題，就是IPO過程中來自競爭對手的訴訟狙擊。這類事項一直都是IPO歷史的一大頑疾，屢見不鮮，而且近年來有愈演愈烈之勢。而深交所上市公司歌爾股份近期的所作所為，無疑把這一話題頂?shù)搅艘粋€新高度。歌爾股份在敏芯股份申請科創(chuàng)板IPO的過程中，步步緊逼，精準(zhǔn)狙擊，先后發(fā)起了15起知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)訴訟，最后3起專利侵權(quán)訴訟更是在敏芯股份上市委會議公告之后的一周內(nèi)提起，而且做法相當(dāng)?shù)摹皠?chuàng)新”：歌爾股份在上交所召開敏芯股份上市委會議前一天，后者甚至都還沒有接到應(yīng)訴通知書并知曉上述訴訟，前者就急不可耐地通過媒體爆出其在青島中級人民法院完成了立案！這番操作也是令人大跌眼鏡，堂堂A股市場白馬股是怎么回事，為什么誓要封堵一家科創(chuàng)板擬上市公司的上市道路？

明眼人一看就明白這是一場商戰(zhàn)。那商戰(zhàn)就得有動機(jī)，動機(jī)是什么呢？是所謂的專利侵權(quán)么？人家擬上市公司成立到現(xiàn)在都13年了，根據(jù)IHS的統(tǒng)計，敏芯股份MEMS麥克風(fēng)裸芯片出貨量早在13年就名列全球第4了，早不告晚不告，偏偏在競爭對手公告IPO輔導(dǎo)之后開始輪番出擊，早干嘛去了？那是什么動機(jī)呢？大家其實都明白，就是商業(yè)利益，也就是說敏芯股份未來很快就要動到歌爾股份的核心利益了，而且敏芯股份目前規(guī)模也沒那么大，又處在上市的敏感時期。此時不告，更待何時？

這個商業(yè)利益是什么呢？讓我們來看看兩家公司的業(yè)務(wù)模式和發(fā)展路徑吧。在分析兩家公司業(yè)務(wù)模式之前，讓我們先來科普一下什么是MEMS芯片，什么是MEMS傳感器。

（一）什么是MEMS芯片、MEMS傳感器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的縮寫，中文名稱是微機(jī)電系統(tǒng)。MEMS芯片簡而言之，就是用半導(dǎo)體技術(shù)在硅片上制造電子機(jī)械系統(tǒng)，再形象一點說就是做一個微米納米級的機(jī)械系統(tǒng)，這個機(jī)械系統(tǒng)可以把外界的物理、化學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號。這類芯片做出來可以干嘛？最常用的是承擔(dān)傳感功能。在整個大的信息系統(tǒng)里有點類似于人的感官系統(tǒng)，例如MEMS麥克風(fēng)芯片相當(dāng)于人的耳朵，可以感知聲音；MEMS揚(yáng)聲器芯片相當(dāng)于人的嘴巴，可以發(fā)出聲音；MEMS加速度計、陀螺儀、磁傳感器芯片相當(dāng)于人的小腦，可以感知方向和速度；MEMS壓力芯片相當(dāng)于人的皮膚，可以感知壓力；MEMS化學(xué)傳感器相當(dāng)于人的鼻腔，可以感知味道和溫濕度。沒有MEMS芯片的人工智能和萬物互聯(lián)，就相當(dāng)于沒有感官器官的人。

那MEMS傳感器又是什么？MEMS傳感器就是把一顆MEMS芯片和一顆專用集成電路芯片（ASIC芯片）封裝在一塊后形成的器件。左圖是一張典型的MEMS麥克風(fēng)內(nèi)部構(gòu)造的放大圖，圖內(nèi)右邊的芯片是MEMS芯片，左邊的芯片是ASIC芯片。右圖是封裝后的MEMS麥克風(fēng)。

MEMS傳感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，而ASIC是把MEMS芯片產(chǎn)生的電信號進(jìn)一步處理和傳輸?shù)较乱患夒娐贰]有MEMS芯片，MEMS傳感器就是一個沒有靈魂的空殼。

（二）MEMS芯片到底有多難做

MEMS這項技術(shù)的發(fā)明時間比晶體管的發(fā)明整整晚了40年，某位全球半導(dǎo)體知名投資基金的中國區(qū)負(fù)責(zé)人，當(dāng)初在南加州大學(xué)伯克利分校實驗室的顯微鏡下第一次看到MEMS芯片里飛速旋轉(zhuǎn)的齒輪時，直呼“Amazing（不可思議）！”

如果你去問半導(dǎo)體圈的人，他們通常會告訴你：芯片創(chuàng)業(yè)難，MEMS芯片創(chuàng)業(yè)更難！為什么呢？因為MEMS芯片的制造工藝和集成電路芯片完全不同，而且一種MEMS芯片對應(yīng)一種制造工藝。什么意思呢？就是說一個MEMS芯片研發(fā)公司，好不容易從實驗平臺上做出實驗片以后，很有可能發(fā)現(xiàn)沒有現(xiàn)成的芯片生產(chǎn)廠商（類似于臺積電、中芯國際）可以生產(chǎn)，如果要真正出貨，還得自己吭哧吭哧地去研發(fā)芯片制造的工藝，再找到愿意開發(fā)這類業(yè)務(wù)的芯片生產(chǎn)廠商一起合作開發(fā)生產(chǎn)工藝。這就是敏芯股份為什么推動了MEMS產(chǎn)業(yè)鏈全國產(chǎn)化的原因，后文會詳細(xì)說。

那即使有代工廠可以生產(chǎn)，是不是就一定能做出來呢？也不是，因為是在硅片上制造三維立體的機(jī)械系統(tǒng)，工藝定制化特點突出，芯片研發(fā)公司還是得經(jīng)常到芯片生產(chǎn)廠商里調(diào)整工藝。到這里大家可以看得出來，芯片研發(fā)公司要想做出性能出色的MEMS芯片，首先自己就得有開發(fā)生產(chǎn)工藝的能力。這可和一般的集成電路芯片研發(fā)企業(yè)不同，集成電路的生產(chǎn)工藝高度標(biāo)準(zhǔn)化，芯片研發(fā)企業(yè)只需要把電路結(jié)構(gòu)設(shè)計好，就有芯片生產(chǎn)廠商可以幫它實現(xiàn)量產(chǎn)。這就是MEMS芯片企業(yè)創(chuàng)業(yè)艱難的核心所在！

說完了MEMS芯片和MEMS傳感器，讓我們來說說歌爾股份和敏芯股份在業(yè)務(wù)模式和發(fā)展空間上的區(qū)別吧。

（一）精密制造起家，憑借買芯片成就了全球MEMS麥克風(fēng)第二的地位

歌爾股份在2008年上市，最早上市的簡稱不是現(xiàn)在的歌爾股份，而是歌爾聲學(xué)。“聲學(xué)”顧名思義就是主要做喇叭、麥克風(fēng)、耳機(jī)等跟聲學(xué)有關(guān)的器件。我們來看一看歌爾聲學(xué)的招股說明書吧，根據(jù)招股說明書的披露，那個時候歌爾聲學(xué)的主營產(chǎn)品是（1）微型駐極體麥克風(fēng)、（2）微型揚(yáng)聲器/受話器、（3）藍(lán)牙系列產(chǎn)品、（4）便攜式音頻產(chǎn)品，再看看招股書里采購和生產(chǎn)模式的描述，四大類產(chǎn)品里只有少量原材料是自制的，其余都是從國內(nèi)和國外的供應(yīng)商處采購，生產(chǎn)模式為接單生產(chǎn)。由上述描述不難看出，歌爾股份的起家業(yè)務(wù)就是精密聲學(xué)器件的組裝生產(chǎn)。

那歌爾股份什么時候開始接觸MEMS傳感器業(yè)務(wù)的呢？又是怎么切入的呢？我們之前已經(jīng)說過MEMS麥克風(fēng)是MEMS傳感器的其中一個品類，歌爾股份在招股說明書里有一塊最重要的業(yè)務(wù)就是微型駐極體麥克風(fēng)。什么是微型駐極體麥克風(fēng)我們就不多說了，有興趣的自己百度一下?？傊?，MEMS麥克風(fēng)出現(xiàn)了以后，微型駐極體麥克風(fēng)在消費電子里的應(yīng)用就越來越少了。2008年歌爾股份上市的時候就意識到了這個市場趨勢，在募集資金項目里搞了一個MEMS麥克風(fēng)技改項目。產(chǎn)品都沒銷售，哪來的技改，這個就不多說了。具體投了什么呢，8000多萬的投資額也就只能投封裝測試生產(chǎn)線，絕對不會是芯片生產(chǎn)線。歌爾股份本來就是聲學(xué)精密器件組裝業(yè)務(wù)出身，客戶渠道都是現(xiàn)成的，這切入MEMS麥克風(fēng)業(yè)務(wù)也不是什么難事。隨著MEMS麥克風(fēng)商業(yè)化發(fā)展越來越成熟，歌爾股份在進(jìn)入蘋果、三星供應(yīng)鏈后很快MEMS麥克風(fēng)出貨量就躍居全球第二了，憑借蘋果供應(yīng)鏈和MEMS概念，歌爾股份成了資本市場上消費電子行業(yè)的熱門股。

經(jīng)過前文的分析，大家是不是該對MEMS麥克風(fēng)和MEMS芯片有了個初步認(rèn)識呢？但大家可以發(fā)現(xiàn)，從歌爾股份公開的資料當(dāng)中很難看到它對自產(chǎn)MEMS麥克風(fēng)的芯片來源有一個描述，甚至于刻意的在淡化MEMS芯片的來源。在歌爾股份最近一次可轉(zhuǎn)債反饋意見公告之前，大概只能在專業(yè)媒體的報道和蘋果手機(jī)、耳機(jī)的拆解報告中才能一窺究竟，用“黃皮白心”來形容歌爾股份出貨的MEMS麥克風(fēng)是最恰當(dāng)不過了，打開印有“Goertek”的封裝外殼以后，露出來的就是印著“Infineon”（德國英飛凌公司，全球知名半導(dǎo)體芯片企業(yè)）的MEMS芯片和ASIC芯片。在《關(guān)于請做好歌爾股份公開發(fā)行可轉(zhuǎn)債申請發(fā)審委員會準(zhǔn)備工作的函》的回復(fù)中清楚地寫著：“公司在MEMS封裝設(shè)計能力方面擁有較強(qiáng)的技術(shù)儲備，并且同核心芯片廠商建立了穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關(guān)系”。這就是中國電子黃金10年的真實縮影，半只腳邁出了富士康而已，這從它的綜合毛利率就可以窺見一斑，2019年歌爾股份的綜合毛利率為16%。具體可以看看2019年11月26日刊登在“”遠(yuǎn)川科技評論“公眾號中的《電子黃金十年，中國僅有半只腳邁出了富士康》這篇文章。

（二）半導(dǎo)體基因，13年打造中國MEMS全國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的先行者

敏芯股份，2007年在蘇州工業(yè)園區(qū)成立，可以說是國內(nèi)首批成立并幸存發(fā)展至今的MEMS芯片研發(fā)企業(yè)。敏芯股份的創(chuàng)立者李剛在碩士和博士階段的研發(fā)方向都是MEMS技術(shù)，博士畢業(yè)以后就開始了創(chuàng)業(yè)歷程，創(chuàng)業(yè)方向當(dāng)然是自己始終看好的MEMS芯片。

夢想是美好的，現(xiàn)實是骨感的，而且是相當(dāng)骨感。在敏芯股份創(chuàng)業(yè)初期，MEMS傳感器的商業(yè)化程度還非常低，整體市場規(guī)模很小，所以也沒有商業(yè)化的芯片生產(chǎn)廠商愿意投資MEMS生產(chǎn)線。這意味著什么？意味著一個初創(chuàng)公司的市場和生產(chǎn)條件基本為零。所幸中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所（以下簡稱”蘇州納米所“）在2008年建成了MEMS研發(fā)平臺，據(jù)了解，敏芯股份的第一批芯片就是在蘇州納米所的研發(fā)平臺生產(chǎn)出來的，最初敏芯股份定位于成為德國英飛凌那樣的獨立芯片供應(yīng)商，向A股上市公司共達(dá)電聲出售芯片，幫助其發(fā)展MEMS業(yè)務(wù)，為了幫助共達(dá)電聲形成MEMS麥克風(fēng)出貨能力，敏芯股份又在2008年上半年向共達(dá)電聲導(dǎo)入了MEMS麥克風(fēng)封裝技術(shù)，這在共達(dá)電聲的招股說明書中可以得到驗證?？吹竭@兒，我們可以發(fā)現(xiàn)，2008年上半年敏芯股份就已經(jīng)形成了芯片和封裝的自有技術(shù)，而同期歌爾股份的MEMS封裝測試線還在規(guī)劃中，不知道后者哪來的自信從2019年7月開始不停地發(fā)起針對敏芯股份的侵權(quán)訴訟。

搜索一下公開文件可以看到，敏芯股份的發(fā)展歷程和整個中國MEMS國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成過程高度重合。2010年華潤上華在MEMS國家02專項的支持下，開始籌建國內(nèi)第一條商用的MEMS芯片生產(chǎn)線，敏芯股份將MEMS麥克風(fēng)和壓力芯片的生產(chǎn)工藝導(dǎo)入華潤上華，至今仍然是華潤上華最大的MEMS芯片客戶。2014年敏芯股份將MEMS麥克風(fēng)、壓力傳感器的封裝技術(shù)導(dǎo)入華天科技，至今也是華天科技最大的MEMS封裝客戶。2015年敏芯股份將MEMS加速度計芯片生產(chǎn)工藝導(dǎo)入中芯國際，開創(chuàng)性地將MEMS和ASIC兩顆芯片集成為一顆芯片，推出全球最小尺寸MEMS加速度計傳感器，與此同時敏芯股份也是中芯國際最重要的MEMS芯片客戶。

最近發(fā)生的華為以一己之力對抗美國重壓的事件告訴我們，芯片制造能力掌握在自己手中有多重要！敏芯股份無疑選擇了一條最為艱難但厚積薄發(fā)的道路，形成了從芯片設(shè)計、芯片仿真工具設(shè)計、芯片制造工藝、封裝設(shè)計、封裝制造工藝、測試工藝的全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)能力，加上產(chǎn)業(yè)鏈的整合能力，敏芯股份不僅可以繼續(xù)在MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域擴(kuò)大份額，還能在其他的MEMS傳感器領(lǐng)域大展拳腳。這也就是敏芯股份在客戶檔次仍有提升空間的情況下，報告期內(nèi)能取得35-40%的毛利的重要原因。

（三）前后受敵，狙擊競爭對手上市成為必然

根據(jù)知名市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的報道，歌爾股份的芯片供應(yīng)商——德國英飛凌近年來在單純出售芯片的同時也開始涉足封裝后的MEMS傳感器業(yè)務(wù)。什么意思呢？就是說在部分市場，英飛凌不打算繼續(xù)賣芯片給歌爾股份，自個兒把芯片封裝成麥克風(fēng)成品對外出售，歌爾股份原來的供應(yīng)商在高端客戶層面要成為自己的競爭對手了。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，英飛凌已經(jīng)成為第二代的Airpods Pro的MEMS麥克風(fēng)成品供應(yīng)商。毋庸置疑，歌爾股份的高端份額正在被昔日的供應(yīng)商擠壓。

而敏芯股份堅持自主研發(fā)MEMS芯片和ASIC芯片，從”農(nóng)村“開始包圍”城市“了，正在逐漸進(jìn)入全球最重要的7大消費電子品牌，要動歌爾股份的核心客戶蛋糕了。用腹背受敵來形容歌爾股份現(xiàn)在的MEMS麥克風(fēng)業(yè)務(wù)是最恰當(dāng)不過。這也不難解釋為什么要在敏芯股份的上市敏感時期頻繁發(fā)起知識產(chǎn)權(quán)訴訟來狙擊對手。

（四）中國芯片制造，且行且珍惜

筆者認(rèn)為，與其他硬科技行業(yè)類似，國內(nèi)的MEMS芯片行業(yè)剛剛起步，公平及良性的競爭環(huán)境是實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。尤其是向MEMS芯片這種定制工藝特點突出的行業(yè)，還有眾多類型的芯片的生產(chǎn)工藝需要行業(yè)先行者去研發(fā)和突破。如果歌爾股份真的有能力做MEMS產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，請舉起所謂的知識產(chǎn)權(quán)武器去對抗國外競爭者，或者是真正地從芯片端給中國的MEMS產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)，別再為了一己私利而去狙擊友商上市發(fā)展。