什么是MEMS芯片、MEMS传感器？

近日在投资圈和投行圈热议的一个话题，就是IPO过程中来自竞争对手的诉讼狙击。这类事项一直都是IPO历史的一大顽疾，屡见不鲜，而且近年来有愈演愈烈之势。而深交所上市公司歌尔股份近期的所作所为，无疑把这一话题顶到了一个新高度。歌尔股份在敏芯股份申请科创板IPO的过程中，步步紧逼，精准狙击，先后发起了15起知识产权相关诉讼，最后3起专利侵权诉讼更是在敏芯股份上市委会议公告之后的一周内提起，而且做法相当的“创新”：歌尔股份在上交所召开敏芯股份上市委会议前一天，后者甚至都还没有接到应诉通知书并知晓上述诉讼，前者就急不可耐地通过媒体爆出其在青岛中级人民法院完成了立案！这番操作也是令人大跌眼镜，堂堂A股市场白马股是怎么回事，为什么誓要封堵一家科创板拟上市公司的上市道路？

明眼人一看就明白这是一场商战。那商战就得有动机，动机是什么呢？是所谓的专利侵权么？人家拟上市公司成立到现在都13年了，根据IHS的统计，敏芯股份MEMS麦克风裸芯片出货量早在13年就名列全球第4了，早不告晚不告，偏偏在竞争对手公告IPO辅导之后开始轮番出击，早干嘛去了？那是什么动机呢？大家其实都明白，就是商业利益，也就是说敏芯股份未来很快就要动到歌尔股份的核心利益了，而且敏芯股份目前规模也没那么大，又处在上市的敏感时期。此时不告，更待何时？

这个商业利益是什么呢？让我们来看看两家公司的业务模式和发展路径吧。在分析两家公司业务模式之前，让我们先来科普一下什么是MEMS芯片，什么是MEMS传感器。

（一）什么是MEMS芯片、MEMS传感器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的缩写，中文名称是微机电系统。MEMS芯片简而言之，就是用半导体技术在硅片上制造电子机械系统，再形象一点说就是做一个微米纳米级的机械系统，这个机械系统可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。这类芯片做出来可以干嘛？最常用的是承担传感功能。在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统，例如MEMS麦克风芯片相当于人的耳朵，可以感知声音；MEMS扬声器芯片相当于人的嘴巴，可以发出声音；MEMS加速度计、陀螺仪、磁传感器芯片相当于人的小脑，可以感知方向和速度；MEMS压力芯片相当于人的皮肤，可以感知压力；MEMS化学传感器相当于人的鼻腔，可以感知味道和温湿度。没有MEMS芯片的人工智能和万物互联，就相当于没有感官器官的人。

那MEMS传感器又是什么？MEMS传感器就是把一颗MEMS芯片和一颗专用集成电路芯片（ASIC芯片）封装在一块后形成的器件。左图是一张典型的MEMS麦克风内部构造的放大图，图内右边的芯片是MEMS芯片，左边的芯片是ASIC芯片。右图是封装后的MEMS麦克风。

MEMS传感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化学信号转换成电信号，而ASIC是把MEMS芯片产生的电信号进一步处理和传输到下一级电路。没有MEMS芯片，MEMS传感器就是一个没有灵魂的空壳。

（二）MEMS芯片到底有多难做

MEMS这项技术的发明时间比晶体管的发明整整晚了40年，某位全球半导体知名投资基金的中国区负责人，当初在南加州大学伯克利分校实验室的显微镜下第一次看到MEMS芯片里飞速旋转的齿轮时，直呼“Amazing（不可思议）！”

如果你去问半导体圈的人，他们通常会告诉你：芯片创业难，MEMS芯片创业更难！为什么呢？因为MEMS芯片的制造工艺和集成电路芯片完全不同，而且一种MEMS芯片对应一种制造工艺。什么意思呢？就是说一个MEMS芯片研发公司，好不容易从实验平台上做出实验片以后，很有可能发现没有现成的芯片生产厂商（类似于台积电、中芯国际）可以生产，如果要真正出货，还得自己吭哧吭哧地去研发芯片制造的工艺，再找到愿意开发这类业务的芯片生产厂商一起合作开发生产工艺。这就是敏芯股份为什么推动了MEMS产业链全国产化的原因，后文会详细说。

那即使有代工厂可以生产，是不是就一定能做出来呢？也不是，因为是在硅片上制造三维立体的机械系统，工艺定制化特点突出，芯片研发公司还是得经常到芯片生产厂商里调整工艺。到这里大家可以看得出来，芯片研发公司要想做出性能出色的MEMS芯片，首先自己就得有开发生产工艺的能力。这可和一般的集成电路芯片研发企业不同，集成电路的生产工艺高度标准化，芯片研发企业只需要把电路结构设计好，就有芯片生产厂商可以帮它实现量产。这就是MEMS芯片企业创业艰难的核心所在！

说完了MEMS芯片和MEMS传感器，让我们来说说歌尔股份和敏芯股份在业务模式和发展空间上的区别吧。

（一）精密制造起家，凭借买芯片成就了全球MEMS麦克风第二的地位

歌尔股份在2008年上市，最早上市的简称不是现在的歌尔股份，而是歌尔声学。“声学”顾名思义就是主要做喇叭、麦克风、耳机等跟声学有关的器件。我们来看一看歌尔声学的招股说明书吧，根据招股说明书的披露，那个时候歌尔声学的主营产品是（1）微型驻极体麦克风、（2）微型扬声器/受话器、（3）蓝牙系列产品、（4）便携式音频产品，再看看招股书里采购和生产模式的描述，四大类产品里只有少量原材料是自制的，其余都是从国内和国外的供应商处采购，生产模式为接单生产。由上述描述不难看出，歌尔股份的起家业务就是精密声学器件的组装生产。

那歌尔股份什么时候开始接触MEMS传感器业务的呢？又是怎么切入的呢？我们之前已经说过MEMS麦克风是MEMS传感器的其中一个品类，歌尔股份在招股说明书里有一块最重要的业务就是微型驻极体麦克风。什么是微型驻极体麦克风我们就不多说了，有兴趣的自己百度一下。总之呢，MEMS麦克风出现了以后，微型驻极体麦克风在消费电子里的应用就越来越少了。2008年歌尔股份上市的时候就意识到了这个市场趋势，在募集资金项目里搞了一个MEMS麦克风技改项目。产品都没销售，哪来的技改，这个就不多说了。具体投了什么呢，8000多万的投资额也就只能投封装测试生产线，绝对不会是芯片生产线。歌尔股份本来就是声学精密器件组装业务出身，客户渠道都是现成的，这切入MEMS麦克风业务也不是什么难事。随着MEMS麦克风商业化发展越来越成熟，歌尔股份在进入苹果、三星供应链后很快MEMS麦克风出货量就跃居全球第二了，凭借苹果供应链和MEMS概念，歌尔股份成了资本市场上消费电子行业的热门股。

经过前文的分析，大家是不是该对MEMS麦克风和MEMS芯片有了个初步认识呢？但大家可以发现，从歌尔股份公开的资料当中很难看到它对自产MEMS麦克风的芯片来源有一个描述，甚至于刻意的在淡化MEMS芯片的来源。在歌尔股份最近一次可转债反馈意见公告之前，大概只能在专业媒体的报道和苹果手机、耳机的拆解报告中才能一窥究竟，用“黄皮白心”来形容歌尔股份出货的MEMS麦克风是最恰当不过了，打开印有“Goertek”的封装外壳以后，露出来的就是印着“Infineon”（德国英飞凌公司，全球知名半导体芯片企业）的MEMS芯片和ASIC芯片。在《关于请做好歌尔股份公开发行可转债申请发审委员会准备工作的函》的回复中清楚地写着：“公司在MEMS封装设计能力方面拥有较强的技术储备，并且同核心芯片厂商建立了稳定的战略合作关系”。这就是中国电子黄金10年的真实缩影，半只脚迈出了富士康而已，这从它的综合毛利率就可以窥见一斑，2019年歌尔股份的综合毛利率为16%。具体可以看看2019年11月26日刊登在“”远川科技评论“公众号中的《电子黄金十年，中国仅有半只脚迈出了富士康》这篇文章。

（二）半导体基因，13年打造中国MEMS全国产产业链的先行者

敏芯股份，2007年在苏州工业园区成立，可以说是国内首批成立并幸存发展至今的MEMS芯片研发企业。敏芯股份的创立者李刚在硕士和博士阶段的研发方向都是MEMS技术，博士毕业以后就开始了创业历程，创业方向当然是自己始终看好的MEMS芯片。

梦想是美好的，现实是骨感的，而且是相当骨感。在敏芯股份创业初期，MEMS传感器的商业化程度还非常低，整体市场规模很小，所以也没有商业化的芯片生产厂商愿意投资MEMS生产线。这意味着什么？意味着一个初创公司的市场和生产条件基本为零。所幸中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（以下简称”苏州纳米所“）在2008年建成了MEMS研发平台，据了解，敏芯股份的第一批芯片就是在苏州纳米所的研发平台生产出来的，最初敏芯股份定位于成为德国英飞凌那样的独立芯片供应商，向A股上市公司共达电声出售芯片，帮助其发展MEMS业务，为了帮助共达电声形成MEMS麦克风出货能力，敏芯股份又在2008年上半年向共达电声导入了MEMS麦克风封装技术，这在共达电声的招股说明书中可以得到验证。看到这儿，我们可以发现，2008年上半年敏芯股份就已经形成了芯片和封装的自有技术，而同期歌尔股份的MEMS封装测试线还在规划中，不知道后者哪来的自信从2019年7月开始不停地发起针对敏芯股份的侵权诉讼。

搜索一下公开文件可以看到，敏芯股份的发展历程和整个中国MEMS国产产业链的形成过程高度重合。2010年华润上华在MEMS国家02专项的支持下，开始筹建国内第一条商用的MEMS芯片生产线，敏芯股份将MEMS麦克风和压力芯片的生产工艺导入华润上华，至今仍然是华润上华最大的MEMS芯片客户。2014年敏芯股份将MEMS麦克风、压力传感器的封装技术导入华天科技，至今也是华天科技最大的MEMS封装客户。2015年敏芯股份将MEMS加速度计芯片生产工艺导入中芯国际，开创性地将MEMS和ASIC两颗芯片集成为一颗芯片，推出全球最小尺寸MEMS加速度计传感器，与此同时敏芯股份也是中芯国际最重要的MEMS芯片客户。

最近发生的华为以一己之力对抗美国重压的事件告诉我们，芯片制造能力掌握在自己手中有多重要！敏芯股份无疑选择了一条最为艰难但厚积薄发的道路，形成了从芯片设计、芯片仿真工具设计、芯片制造工艺、封装设计、封装制造工艺、测试工艺的全产业链研发能力，加上产业链的整合能力，敏芯股份不仅可以继续在MEMS麦克风领域扩大份额，还能在其他的MEMS传感器领域大展拳脚。这也就是敏芯股份在客户档次仍有提升空间的情况下，报告期内能取得35-40%的毛利的重要原因。

（三）前后受敌，狙击竞争对手上市成为必然

根据知名市场调研机构Yole的报道，歌尔股份的芯片供应商——德国英飞凌近年来在单纯出售芯片的同时也开始涉足封装后的MEMS传感器业务。什么意思呢？就是说在部分市场，英飞凌不打算继续卖芯片给歌尔股份，自个儿把芯片封装成麦克风成品对外出售，歌尔股份原来的供应商在高端客户层面要成为自己的竞争对手了。据业内人士透露，英飞凌已经成为第二代的Airpods Pro的MEMS麦克风成品供应商。毋庸置疑，歌尔股份的高端份额正在被昔日的供应商挤压。

而敏芯股份坚持自主研发MEMS芯片和ASIC芯片，从”农村“开始包围”城市“了，正在逐渐进入全球最重要的7大消费电子品牌，要动歌尔股份的核心客户蛋糕了。用腹背受敌来形容歌尔股份现在的MEMS麦克风业务是最恰当不过。这也不难解释为什么要在敏芯股份的上市敏感时期频繁发起知识产权诉讼来狙击对手。

（四）中国芯片制造，且行且珍惜

笔者认为，与其他硬科技行业类似，国内的MEMS芯片行业刚刚起步，公平及良性的竞争环境是实现行业可持续和高质量发展的重要保障。尤其是向MEMS芯片这种定制工艺特点突出的行业，还有众多类型的芯片的生产工艺需要行业先行者去研发和突破。如果歌尔股份真的有能力做MEMS产业的领导者，请举起所谓的知识产权武器去对抗国外竞争者，或者是真正地从芯片端给中国的MEMS产业做出贡献，别再为了一己私利而去狙击友商上市发展。