国防军工行业高精度MEMS陀螺仪深度之一：原理、工艺与产业链-20230818-中邮证券-21页_1mb

行业投资评级总结

核心内容

中邮证券对军工行业维持“强于大市”的投资评级。当前行业收盘点位为1469.27，52周最高为1691.95，最低为1413.25。报告重点分析了MEMS陀螺仪的技术原理、工艺、产业链及市场应用，为投资者提供深入的行业洞察。

主要观点

• MEMS陀螺仪利用科里奥利力测量角速度，通过静电驱动和电容检测等技术实现。
• 零偏稳定性是衡量陀螺仪性能的核心指标，高精度MEMS陀螺仪已达到导航级精度，应用于工业、航空航天、船舶导航及武器装备等领域。
• 高精度MEMS陀螺仪在结构设计上采用四质量块、多环等新型对称结构，以提高精度和稳定性。
• MEMS陀螺仪的工艺路线包括湿法SOG、干法SOG、正面体硅、体硅SOI及表面硅等，其中体硅SOI已成为主流工艺，具有高加工精度和兼容性优势。
• 封装技术正向晶圆级和3D集成发展，以提高系统性能和降低功耗。
• ASIC芯片集成电源管理、温度传感、信号处理等功能，提升传感器的智能化和可靠性。

关键信息

1. MEMS陀螺仪技术原理

• 科里奥利力测量：通过科里奥利力原理，测量角速度。
• MEMS实现方式：静电驱动、电容检测为主，包括线振动型与谐振环型结构。
• 结构差异：单质量块陀螺易受振动干扰，双质量块结构通过反相运动消除共模振动。

2. MEMS工艺技术

• 湿法SOG：通过硅-玻璃键合实现，工艺成熟但精度较低，适用于陀螺仪、加速度计等。
• 干法SOG：避免高温和湿法腐蚀，减少结构损伤。
• 正面体硅：单层硅加工，省去玻璃键合，但存在电极隔离限制。
• 体硅SOI：全硅结构，无材料应力，适用于多种MEMS器件，是当前主流工艺。
• 表面硅：兼容CMOS工艺，适用于简单结构，但灵敏度受限。

3. 封装与测试技术

• 晶圆级封装：提高可靠性与长期稳定性，采用静电键合、直接键合、共晶焊接等方式。
• 3D集成：实现CMOS与MEMS器件的高密度互连，提升系统性能。
• 测试流程：需要长期测试与标定，采用专用软硬件系统进行数据采集与处理。

4. MEMS陀螺仪产业链

• 产业链结构：分为芯片设计、晶圆制造、封装测试及IDM厂。
• 主要企业：
  • 芯动联科：高性能产品，典型产品零偏稳定性为0.1°/h。
  • 深迪半导体：消费级产品，典型产品零偏稳定性为17°/h。
  • 美泰科技：主要产品为组合导航系统，零偏稳定性为10°/h。
  • 矽睿科技：消费级产品，典型产品为QMI8658。
  • 敏芯股份：MEMS麦克风、加速度计等，陀螺仪处于预研阶段。

5. 风险提示

• MEMS陀螺仪性能提升速度趋缓。
• 行业竞争加剧。
• 存在新技术替代风险。

投资评级说明

• 股票评级：买入（预期个股涨幅>20%）、增持（10%-20%）、中性（-10%-10%）、回避（<-10%）。
• 行业评级：强于大市（预期行业涨幅>10%）、中性（-10%-10%）、弱于大市（<-10%）。
• 可转债评级：推荐（涨幅>10%）、谨慎推荐（5%-10%）、中性（-5%-5%）、回避（<-5%）。

分析师声明

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