國產(chǎn)“DLP”：英唐智控MEMS能走多遠

    近日，英唐智控在回答投資者提問時表示，其MEMS振鏡產(chǎn)品正在與多方國內(nèi)客戶進行洽談。其中，除了車載激光雷達產(chǎn)品外，還包括激光投影領(lǐng)域的MEMS振鏡客戶。對此，國內(nèi)投影行業(yè)專家表示，這可能是即LCOS光閥國產(chǎn)技術(shù)突破之后，我國這個全球投影機第一大制造、消費和出口國的又一“利好”。

    MEMS振鏡產(chǎn)品何以重要

    對于投影機產(chǎn)品而言，光閥的重要性就如同一臺電腦的CPU、或者是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的光刻機：恰是這兩樣?xùn)|西，最終卡住了華為的脖子。

    據(jù)國內(nèi)研究機構(gòu)預(yù)測，2022年國內(nèi)投影機銷量將突破650萬臺。其中，采用德州儀器DLP光閥方案的產(chǎn)品將超過250萬臺。且DLP光閥方案在高端數(shù)字電影放映機、工程投影機和中高端家用機市場，占據(jù)絕對主流地位。而DLP光閥解決方案的核心就是“MEMS振鏡”。

    未來10年內(nèi)，我國投影產(chǎn)業(yè)可能形成國內(nèi)消費千萬臺、每年出口兩千萬臺以上的產(chǎn)業(yè)格局。按照今天的產(chǎn)業(yè)格局推算，其中至少半數(shù)產(chǎn)品將是采用MEMS振鏡的投影機產(chǎn)品。實際上，近年來我國蓬勃發(fā)展的激光顯示、智能投影產(chǎn)業(yè)鏈，核心光閥器件，主要選擇的也是MEMS振鏡產(chǎn)品。

    即，我國已經(jīng)是MEMS振鏡在顯示領(lǐng)域“最大”消費國，且未來其消納需求還可能進一步增長。在這樣的基礎(chǔ)上，MEMS振鏡上游產(chǎn)業(yè)的變化，深刻影響我國下游產(chǎn)業(yè)鏈的進展。

    例如，2020年下半年到2021年底，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈供給緊張。全球采用MEMS振鏡的投影消費卻保持高速增長。供給緊張和需求增加形成了德州儀器DLP部件供應(yīng)不足的局面。此時國內(nèi)多家企業(yè)，包括行業(yè)龍頭企業(yè)和創(chuàng)新的新興企業(yè)的市場拓展進程嚴(yán)重受到干擾。

    再例如，目前MEMS振鏡在投影端的應(yīng)用基本由德州儀器壟斷。但是，作為一家國際企業(yè)，德州儀器需要在眾多的全球合作伙伴框架內(nèi)分配產(chǎn)能和不同技術(shù)等級的產(chǎn)品。這對于我國后發(fā)的本土投影品牌的全球競爭和進一步的向高端產(chǎn)品的升級，形成了制約。

    “從大到強，僅僅是智能投影、激光顯示上的領(lǐng)先還不足夠，突破本土光閥瓶頸是國內(nèi)投影產(chǎn)業(yè)必須邁過去、且不在受制于人的關(guān)鍵一步，也是目前最為卡脖子的一點�！毙袠I(yè)人士指出，無論是單片式LCD光閥、LCOS光閥，還是MEMS振鏡產(chǎn)品，都是本土投影產(chǎn)品渴望的“核心基石”。

    英唐智控MEMS“正逢其時”

    投影產(chǎn)業(yè)不同光閥技術(shù)，具有一定的互相替代性，但是也在諸多方面擁有各自獨有特點。比如，單片式LCD產(chǎn)品最大優(yōu)勢是“便宜”，劣勢是光效不佳。而MEMS振鏡系統(tǒng)最大的優(yōu)勢則是“更高的光效”。尤其是在采用三片式MEMS振鏡的投影系統(tǒng)中，其整體光學(xué)效率可以達到8成以上，是頂級投影產(chǎn)品的不二選擇。相比之下，三片式LCD的效率則接近單片式MEMS振鏡；三片式LCOS的效率略高于單片式MEMS振鏡。

    基于MEMS振鏡系統(tǒng)的高光效特征，其在產(chǎn)品端采用單片式MEMS振鏡主攻經(jīng)濟性的終端市場，三片式MEMS振鏡則可以毫無壓力的拿下頂級應(yīng)用市場。同時，更高的光效和完全基于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的特征，也賦予了MEMS振鏡光閥相對更小的體積。某種角度看MEMS振鏡是目前投影光閥產(chǎn)業(yè)的更優(yōu)方案。這也是為何我國智能投影和激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈紛紛選擇MEMS振鏡作為核心部件的原因。

    “國內(nèi)消費投影市場、家用智能投影眼下的主體格局就是，單片式LCD主打低端普及、MEMS振鏡的DLP技術(shù)主導(dǎo)中高端品質(zhì)市場：二者合計市場份額高到99%以上”。這使得，MEMS振鏡產(chǎn)品在投影的應(yīng)用中，在國內(nèi)本土市場擁有著“前所未有”的巨大市場空間，且具有未來潛在的一段時間內(nèi)的高增長需求。而智能投影在國際市場的流行晚于國內(nèi)市場：這也意味著相應(yīng)的產(chǎn)品需求，在國際市場的爆發(fā)正在不斷形成新的消費需求。

    即，借助家用智能投影市場、激光顯示市場的發(fā)展，英唐智控MEMS投影應(yīng)用可以抓住一輪“增量需求、內(nèi)外市場協(xié)同”的需求側(cè)機遇。

    但是，“突破卡脖子”的問題，從來不是需求端和產(chǎn)品技術(shù)特性優(yōu)勢所能完全概括的：更重要的是自主技術(shù)上的可行！對于MEMS振鏡產(chǎn)品而言，TI作為行業(yè)大拿之一，卻并不是唯一的供應(yīng)商。實際上，TI的強勢更多是基于對投影市場的壟斷，即在高端MEMS上占據(jù)了“有限”市場的壟斷地位。這種有限市場的壟斷地位，與此前投影產(chǎn)品長期只是少數(shù)商教和工程大屏市場的“窄眾專業(yè)產(chǎn)品”，全球需求量有限緊密相關(guān)�；蛘哒f，智能家投在規(guī)模上的突破，可能是打破IT在投影MEMS產(chǎn)品上的行業(yè)壟斷的必要產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

    同時，MEMS技術(shù)的非壟斷性、以及數(shù)十年歷史中眾多專利技術(shù)的過期、半導(dǎo)體工藝進步帶來今天MEMS產(chǎn)品技術(shù)門檻的降低也有利于新的玩家進入這一圈層。更為重要的是，作為MEMS的高端之王，TI在過去10年，在MEMS的核心技術(shù)指標(biāo)上的進步并不明顯。即5.4微米的最小振鏡尺寸似乎成為了行業(yè)極限，很難突破。終端方案上的進步，則主要包括“菱形振鏡”、“17度大偏角振鏡”、更小尺寸的低物理分辨率產(chǎn)品和“振鏡整體雙維度位移，增加模擬物理像素倍數(shù)（也就是 “抖動”2K、4K技術(shù)）”等，提供了差異化的多樣終端方案選擇。

    對于投影用MEMS技術(shù)5.4微米的振鏡尺度，類似于CPU上的“某納米”標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)參數(shù)的固定化，意味著行業(yè)技術(shù)進入到高度成熟和穩(wěn)定時期。這有利于后發(fā)者追趕先發(fā)者的技術(shù)能力，并實現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用體驗上的可替代性。

    綜上，從MEMS技術(shù)的優(yōu)勢、需求、研發(fā)和創(chuàng)新階段、全球行業(yè)與知識產(chǎn)權(quán)分布看，英唐智控MEMS都處于一個“突破行業(yè)卡脖子”瓶頸的有利時期。特別是，考慮到MEMS技術(shù)在3D打印和制造、機器視覺和車載、光通信和可編程照明、XR虛擬現(xiàn)實和元宇宙等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用機會，投資MEMS技術(shù)的開發(fā)，是一個“大有前途”的產(chǎn)業(yè)機會。

    離國產(chǎn)MEMS技術(shù)投影機，英唐智控還有多遠

    對于采用國產(chǎn)的MEMS振鏡光閥產(chǎn)品，國內(nèi)投影產(chǎn)業(yè)面臨兩個難題：第一是，如何協(xié)調(diào)與現(xiàn)有的壟斷性供應(yīng)商TI的合作關(guān)系；第二是，國產(chǎn)MEMS是否滿足投影顯示需求上技術(shù)端的需求。其中第二點是MEMS國產(chǎn)替代成為可能的“基礎(chǔ)”。

    英唐智控在2022年半年報中披露，其在MEMS 微振鏡相關(guān)領(lǐng)域擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗，形成了 14 項專利技術(shù)，并擁有 6 英寸晶圓器件產(chǎn)線。其中，英唐微技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)第一代 MEMS 振鏡的小批量生產(chǎn)，主要目標(biāo)市場是自動駕駛用激光雷達的核心部件（即車載機器視覺）。同時，英唐智控增發(fā)股票募集資金不超過 2.9 億元（已取得中國證監(jiān)會的批復(fù)，并完成資金募集及投資方的股份登記事項），用于第二代 MEMS 微振鏡研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化以及補充流動資金。今年7月應(yīng)用于車載 LiDAR（激光雷達）的 MEMS微振鏡（CG0006AR）第二代產(chǎn)品已經(jīng)送樣，進入客戶試用階段，將主要服務(wù)于L4級自動駕駛車輛。

    目前，英唐智控進一步的研發(fā)計劃包括半年報中披露的1.縮小產(chǎn)品體積的技術(shù)方向，2.新一代產(chǎn)品擺脫與英唐微技術(shù)原股東日本先鋒集團共享的技術(shù)，實現(xiàn)募投項目產(chǎn)品的全面自有專利化。同時，其半年報也提到MEMS 振鏡在AR 眼鏡、HUD、微投影儀中的應(yīng)用。分析認(rèn)為，以車載為基礎(chǔ)，以顯示為拓展，是英唐智控MEMS產(chǎn)品的目標(biāo)市場；同時，不斷提升自主技術(shù)水平是其現(xiàn)階段的關(guān)鍵任務(wù)。

    從英唐智控的公開信息可以得到如下情報：1.其MEMS技術(shù)由日本子公司開發(fā)，可充分利用日本國內(nèi)在電子電氣和半導(dǎo)體行業(yè)的人才與資源；2.英唐智控MEMS產(chǎn)品已經(jīng)獲得車載市場的商業(yè)應(yīng)用，具有成功的商業(yè)模式；3.進一步的市場拓展中，顯示是重要目標(biāo)，不過尚需要技術(shù)上進一步突破振鏡微型化技術(shù)；4.剛剛獲得新一輪融資，短期內(nèi)其MEMS研發(fā)不存在資金壓力；5.作為半導(dǎo)體企業(yè)，英唐智控?fù)碛袑⒀邪l(fā)成果快速轉(zhuǎn)化成規(guī)模商用部件的制造能力……英唐智控MEMS微振鏡研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目擬投入2.17億元，預(yù)計年產(chǎn)能增加112萬個MEMS器件，包括Φ1.0mmMEMS微振鏡以及驅(qū)動芯片、Φ4.0mmMEMS微振鏡以及驅(qū)動芯片、微投影儀MEMS模組、AR眼鏡MEMS模組等四類產(chǎn)品。

    “驗證性量產(chǎn)階段！”這是行業(yè)人士對英唐智控投影儀用MEMS的產(chǎn)業(yè)進程評價。這個階段與國產(chǎn)LCOS光閥的狀態(tài)相差不大。即無論是MEMS還是LCOS，作為本土投影光閥，都已經(jīng)實現(xiàn)零的突破，目前主要任務(wù)是在用起來的基礎(chǔ)上進一步提升技術(shù)水平，進而形成技術(shù)進步與應(yīng)用拓展的相互正反饋鏈條。

    因此，距離國內(nèi)投影市場看到本土MEMS技術(shù)的產(chǎn)品，至少還需要1-3年的時間。但是，對于蓬勃發(fā)展的本土投影顯示產(chǎn)業(yè)，我們卻需要“自主芯的自立自強”。無論英唐智控能否走的更遠，至少這是一次必須的、有益的實踐探索。且在消費投影如火如荼發(fā)展大勢下，英唐智控MEMS顯示應(yīng)用的成功概率至少遠高于歷史上的任何其他時期。英唐智控MEMS會給投影顯示帶來哪些驚喜，我們拭目以待。