MEMS振荡器调研报告

1MEMS硅振荡器调研报告IndustryReportforMEMSSiliconOscillatorZipingYan201403102目录•MEMS硅振荡器概述------------------------------------------------------------------------------------------------04•MEMS硅振荡器简介-------------------------------------------------------------------------------------------------05•MEMS硅振荡器设计-------------------------------------------------------------------------------------------------13•MEMS硅振荡器规格说明及应用•MEMS硅振荡器的设计原理•MEMS硅谐振器项目规划•MEMS硅谐振器的投资成本•MEMS硅谐振器的财务总结•MEMS硅谐振器产品价格分析•MEMS硅振荡器的制造工艺•MEMS硅谐振器的制造工艺•MEMS硅振荡器的可靠性•MEMS硅振荡器的优缺点•MEMS硅振荡器市场分析-------------------------------------------------------------------------------------------35•MEMS硅振荡器产业链分析•MEMS国内上游产业链•MEMS谐振器和振荡器国外生产厂家调查•MEMS谐振器和振荡器国内生产厂家调查3目录•MEMS硅振荡器全球市场需求•MEMS硅振荡器中国市场需求•MEMS硅振荡器全球市场预测•MEMS硅振荡器中国市场预测•全球MEMS应用领域市场分析•全球MEMS应用领域市场预测•全球MEMS产品行业分析•全球MEMS产品行业预测•MEMS硅振荡器重点企业调查---------------------------------------------------------------------------------------56•国外SiTime公司调查•国内中芯国际公司调查•MEMS专利技术---------------------------------------------------------------------------------------------------66•MEMS的国家政策-------------------------------------------------------------------------------------------------67•MEMS硅振荡器产业化的反思----------------------------------------------------------------------------------------68•MEMS硅振荡器产业化报告结论-------------------------------------------------------------------------------------694MEMS硅振荡器概述一场革命性的洗礼和升级未来，MEMS硅振荡器将完全替代晶体硅振荡器。代替5MEMS硅振荡器简介•MEMS硅振荡器:通过微机电系统制作出的一种可编程的硅振荡器，属于我们通常所说的有源晶振。•MEMS硅振荡器透视图,以SiTime的MEMS硅振荡器为例，其是由两个芯片堆栈起来，下方是CMOSPLL驱动芯片，上方则是MEMS谐振器，以标准QFNIC封装方式完成.6MEMS硅振荡器简介•微机电系统（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem）•一种先进的制造技术平台，以半导体制造技术为基础发展起来的；•采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料，基本的制造技术是成熟的；•MEMS有以下4部分组成7MEMS硅振荡器简介•MEMS相关技术开发历程•MEMS技术的首次开发应用，并市场化历时36年；•MEMS技术应用在振荡器中，开发到市场化历时16年；•新技术出现，替代和应用，人们给予研究人员的研发间在不停地缩短，同时要求研发人员开发降成本产品；8MEMS硅振荡器简介•MEMS相关技术开发历程•部分公司开发时间和交付时间，获得收益最快的是SiTime公司和Discera公司公司产品开发时间交付3百万个3百万是销售额（$Million)Freescale汽车加速器8131000AvagoTechnologies手机RF-FBAR165210KnowlesAcoustics麦克分154150Sitime,DisceraMEMS振荡器32150Invensense2轴陀螺仪24400Siimple,Varioptic自动对焦34400Infineon,GE,Sensing轮胎压力探测57750汽车加速器手机RF-FBAR麦克分MEMS振荡器2轴陀螺仪自动对焦轮胎压力探测开发时间816153235交付3百万个13542447024681012141618年开发时间和交付时间9MEMS硅振荡器简介•MEMS硅振荡器经历了3个阶段，2003年提出到今天•纳米技术MEMS振荡器：不良的抖动和相位噪音；价格高•传统硅振荡器：不良的抖动和相位噪音；支持较窄的频率范围，如25-30MHz、50-75MHz•全硅MEMS振荡器：解决了以上3个问题10MEMS硅振荡器简介•MEMS硅振荡器经历了3个阶段，2003年提出到今天11MEMS硅振荡器简介•封装在8寸标准晶圆片上的MEMS谐振器(晶圆级封装)和模拟IC(包括PLL，VCO)整合封装而成，并且采用了低成本可高量产的塑料封装技术；•双晶片MEMS硅振荡器虽然采用了更加标准的封装技术，但仍然依赖主流批量CMOS工厂之外的专业MEMS工厂。此外，它对MEMS谐振器特性更加敏感，因此从系统性能和成本的角度来看不是最佳选择;•得益于SiliconLabs设计团队在混合信号3D设计方面积累的丰富经验，SiliconLabs专利的CMEMS技术在单晶片上集成了MEMS谐振器和CMOS硅振荡器电路，使硅振荡器具有更小尺寸、更高可靠性、更佳抗老化性以及更高集成度。12MEMS硅振荡器简介•MEMS硅振荡器应用•网络通讯•存储电脑•消费类•工业类13MEMS硅振荡器的设计•SiTimeMEMS硅振荡器器件规格14MEMS硅振荡器的设计•SiTimeMEMS硅振荡器规格系列化，15MEMS硅振荡器的设计•SiTimeMEMS硅振荡器类型，16MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅振荡器设计原理•频率信号对于所有电子产品就像是心跳对所有动物的生命一般重要，所有电子电路的动作都以此重复性且稳定的频率信号作为参考信号源。•MEMS硅振荡器内部框图，含温度补偿功能，•备注：晶体谐振器是单只晶体本身，晶体本身就是一种谐振器，晶体硅振荡器是由晶体谐振器和震荡电路共同组成！他们的组合电路称为晶体硅振荡器！17MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅谐振器项目规划•3年完成MEMS硅谐振器项目，2015年1月启动，2017年12月份结束；•整个项目完成分5个阶段完成，从阶段1到阶段5.；阶段主题201520162017Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4阶段1技术转移项目技术转移资料可行性评估阶段2立项采购样品试作50验证评估阶段3小批量试作100食品安全测试200验证评估阶段4批量400验证评估阶段5批量2800验证评估18MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅谐振器投资成本•2012年，罕王微机电高科技产业园介绍罕王微机电高科技产业园总投资30亿元,占地面积1200亩，与产能4000个；•2002年，中芯国际投资12亿美元，在北京建8英寸晶圆厂，月产转产后月产能达到2万个；•如果我们在内地投资30亩地，1万平米的厂房生产MEMS硅谐振器，开发为期3年，转产后月产能达到4000个，需要总投资1.79亿美金；CategoryUnit:$TotalPeopleRelatedExpenses4,018,065TotalMaterial&SuppliesExpenses32,760TotalOutsideServices&SupportingExpenses-TotalCapitalExpenditure175,000,000Total179,050,82519MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅谐振器产品财务总结ForYearEndingDecember312015201620172018MarketTAM(inmillions)（营业收入）$0.00$0.44$8.70$36.46TotalUnitsSold（销售数量）075014,80048,000GCICTTargetShare(市场份额）0.0%100%100%100%GCICTTotalUnits（销售数量）075014,80048,000UnitDetailsGCICTASP（销售单价）$588$588$588UnitProductCost（产品成本）$276$265$254IncomeStatementRevenue(inmillions)（营业收入）$0.00$0.44$8.70$36.46COGS(inmillions)(销货成本)$0.00$0.01$0.40$6.61GrossMargin%(毛利率)97%95%82%EBITDA(inmillions)(息税折旧及摊销前利润)$6.23$17.52$29.06$46.76NetIncome(Loss)(inmillions)(净收益)($0.37)($0.36)$0.09$5.68BusinessAnalysisCumulativeInvestment(inmillions)(累计投资额)$42.37$97.28$153.32$215.28NPV(净现值)($42.16)($92.30)($136.22)($173.26)20MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅谐振器产品销售价格•8“的晶圆生产MEMS硅谐振器，每个晶圆上的合格率为60%，转产后合格率是80%，每个晶圆的成本为$293#$BOM117DL88MOH88OS0Total29321MEMS硅振荡器的设计•MEMS硅谐振器产品销售价格路线图•项目在启动时直到量产，这个过程中始终考虑并推动降成本问题，启动时产品成本是$293,量产后产品成本是$179；•假设产品售价不变，GM%会2016年的从58%升到2017年的70%。#Q2'14Q3'14Q4'14Q1'15Q2'15Q3'15Q4'15Q1'16Q2'16Q3'16Q4'16Q1'17Q2'17Q3‘17Q4'17UnitsSold0000000501002004008002,00012,00012,000ASP588588588588588588588588BOMCost(incl.yield)*117.00117.00113.49110.09106.78103.58100.4797.4694.5391.7088.9586.2883.6971.8769.71DLCost(incl.yield)*88.0088.0085.3682.8080.3277.9175.5773.3071.1068.9766.9064.8962.9554.0552.43MOH(incl.depreciation)*88.0088.0085.3682.8080.3277.9175.5773.3071.1068.9766.9064.8962.9554.0552.43Unitproductcost293.00293.00284.21275.68267.41259.39251.61244.06236.74229.64222.75216.07209.