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文档简介

BW物联网公司发展战略14BW物联网公司概况BW物联网公司成立于2010年,由留学归国的博士科研团队领衔创立,公司得到了无锡市政府“530”政策扶持,总部位于国家传感网创新示范区的核心位置,无锡国家(滨湖)传感中心。公司主营微机电MEMS惯性传感器及其相关应用,包括具有自主知识产权的高性能、低功耗惯性传感单元,多节点传感网络及多传感融合微系统,如图12所示。公司产品广泛应用于医疗医护、消费电子、工业设备、军事等领域。公司在微惯导传感器及终端产品研发方面有多年的科研积累,积极发展微惯导传感器产品核心技术及基于物联网的应用,力争在复杂多样的传感前端形成自主的行业标准。公司管理团队在国际、国内业务营运包括技术研发、产品开发、市场营销等方面均具丰富的经验。微惯导是微惯导测量组合的简称,微惯导传感器由一定数量的三维加速度计和三维陀螺仪组成,它的测量原理是经典力学中的牛顿运动定律,它通过三维加速度计和三维陀螺仪测量人体、车辆、飞机、导弹、舰艇、人造卫星等任何物体的质心运动和姿态运动,从而对物体进行控制和导航。基于MEMS三维加速度计和三维陀螺仪的微惯性测量系统具有体积小、重量轻、可靠性高、易集成、能大批量生产、价格低廉等优点,从而在军用、民用领域应用广阔。BW物联网公司拥有微惯导传感器方面多项专利技术,其微惯导传感器包括加速度计和陀螺仪具有无可比拟的性能,产品有6维自由度,包括3个加速度器和3个陀螺仪,可用于测量人体运动的3维加速度和3维角速度,其采样频率大于200赫兹,测量范围可以达到,加速度5G5G,角速度300/S300/S,能够充分满足人体运动测量与捕捉的需求;多个传感器组建成微机电惯性传感网络,覆盖人体各部位的运动信息,并具有良好的时间同步特性,节点分布策略科学,可以捕捉到全面的人体运动信息。基于微惯导传感的运动捕捉系统是公司在多节点传感网络及多传感融合微系统技术上形成的一套应用产品,是传统光学人体运动捕捉系统的替代产品,可以大幅降低运动捕捉系统的价格,提高其可靠性和可移动性,并实现系统的简单操作。以目前光学运动捕捉系统的价格计算(120万人民币或以上),基于无线微惯导传感网络的人体运动捕捉系统的价格是其1/3(40万人民币左右);而且随着微机电传感器的性能提高、价格下降,微惯导系统的价格将进一步下降。此外,人体运动捕捉系统可广泛的应用于机器人控制、体育运动分析、三维运动重建、生物力学分析、虚拟现实与增广现实系统等领域,由此推动的市场前景将不可限量。此外,公司目前研发的基于MEMS传感的老年人防摔安全气囊系统也正在中试阶段。面向运动保护的人体姿态检测与分析集成微系统,是融合了微型传感器、数字信号处理、无线信号传输、模式识别和信息微系统等多种技术于一体的一个集成的智能化微型装置,能够对人体姿态变化进行实时的信号测量、数据采集、存储与传输,并在很短的时间内判断出人体的姿态和肢体的运动状态,与其他保护装置和控制系统相结合,实现对特殊人群的高危动作预警和保护。在未来中国老龄人口比重越来越大的趋势下,防摔人体安全气囊不但有广阔的市场空间,更有爱老、护老的社会意义。目前,公司参与了江苏省物联网应用示范工程“基于智能感知信息融合的医疗康复机器人系统”。该系统通过多节点、多传感信息的融合精确跟踪患者运动及身体状态,运行过程中采集的患者运动肢体状况数据,左右肢痉挛次数以及折算行走距离、消耗热量、做功值、双侧肢体平衡状态的判定结果均可显示在屏幕上;打印机可以将全部训练结果打印出来,为康复进程提供依据;该系统以主动或被动方式训练病患的行走,规范行走步态,以期恢复患者的行走功能。系统具有多节点同步、实时反馈、高速高精度的传感信息获取优点,并配合有三维虚拟界面,可以增强训练的趣味性和互动性。公司与广东省科学中心共建“服务机器人研究中心”,并积极参加广东省科学中心关于服务机器人的展项布置工作,将最新、最尖端的成果通过科学中心的展览向全省、全国参观者开放。第二章外部环境分析21宏观环境分析宏观环境一般包括地理环境、政治环境、经济环境、社会环境和技术环境。其中地理环境又包含区位和交通、产业集群状况。相同的宏观环境对不同行业的企业影响也不同,由于BW物联网公司所处的物联网产业是一个新兴产业,当企业自身的抵抗风险能力较弱时,宏观环境对公司的影响至关重要,通过对宏观环境的分析,企业可以更好地认识所处的环境并适应环境,达到企业的战略目标。由于宏观环境是在不断变化之中的,所以在本文,主要对企业当前所处的宏观环境进行研究。目前公司正处在中国第三次信息产业浪潮的大环境之中这样的一个大的外部环境之中,这三次信息产业浪潮分别发生在首都经济圈、珠江三角洲经济圈和长江三角洲经济圈。第一次浪潮发生在以北京中关村为核心的首都经济圈,以个人计算机为代表的信息处理推动了信息产业的第一次浪潮,其中代表公司为联想,方正;第二次信息产业浪潮发生在以深圳为核心的珠江三角洲经济圈,以通信技术和互联网为代表的信息传输推动了信息产业的第二次浪潮,其中代表公司华为、中兴、腾讯。第三次信息产业浪潮以物联网、传感网为代表,解决信息获取和感知问题,无锡成为发展新一代信息技术的核心城市,由于时间较短,目前代表性公司还未出现,如图21所示。211地理环境2111区位、交通1976年,法国地理学家戈特曼在他题为世界上的城市群体系的论文中首次提出长三角地区是继纽约、多伦多与芝加哥、东京、巴黎与阿姆斯特丹、伦敦与曼彻斯特等城市为核心的五大城市群之后的世界第六大城市群的观点。目前这一大城市群已经成为中国最具有发展活力的经济圈,即长三角经济圈,无锡就处这一经济圈的中心地带,位于江苏省南部、南邻太湖,北近长江,位于浙江、安徽两省东部,西邻常州市,东靠苏州市,距离南京180公里,上海123公里,如图22所示。无锡是我国民族工商业发源地和乡镇企业发源地,下辖的2个县级市分别为江阴和宜兴。全市总面积4656平方公里,人口约426万。由于无锡重要的地理位置,已促使其成为长三角乃至华东地区的重要交通枢纽之一,目前已经形成了由航空、铁路、公路、水路组成的立体交通网。2112产业集群产业群是指在特定领域中,同时具有竞争与合作关系,且在地里上集中、有交互关联性的企业、专业化供应商、服务供应商、相关产业的厂商,以及相关的机构(如大学、制定标准的机构、产业协会等)。根据迈克尔波特的研究,产业群会提高企业内部的生产力,增加企业创新能力,并导致企业竞争力提高。集成电路产业是物联网产业链中最重要的一环,集成电路产业提供物联网最为关键、最为核心也是最为上游的芯片及传感器,无锡是我国微电子产业发源地,是继上海之后的中国第二个微电子高新技术产业基地。集成电路产能和制造技术大陆城市第一、集成电路封装测试第三、集成电路设计第四。历经三十年多年发展,无锡的集成电路产业形成了较完整的产业发展链条,拥有大量的微电子技术研发、集成电路设计、芯片生产、封装测试、集成电路应用等企业,有集成电路企业100多家,集成电路从业人员近4万人。2008年无锡市集成电路产业以300亿元的销售额排名全国第二位,仅次于上海。无锡己形成了一批实力较强的高新技术企业,这些企业已经成为无锡重要经济增长极。雄厚的电子产业基础为物联网提供了得天独厚的支撑。无锡在纺织、服装、机械加工业等行业基础雄厚,但也意味着无锡现有产业向物联网产业转型具有较高的沉没成本。这些虽然都是物联网产业发展的基础优势,但是如果不能适应物联网产业发展的变革,不能转型,反而会制约物联网产业的发展。近期,中国移动、中国联通、中国电信三大运营商的物联网部门,以及电子科技大学、中国科学院、北京大学、北京邮电大学等高校科研院所的物联网相关机构纷纷在无锡设立研究院。江苏省政府更是提出举全省之力在无锡发展物联网产业。无锡已经形成真正的感知中国中心,具备发展物联网的初始优势,因路径依赖这种初始优势会被放大和锁定,通过资源的聚集和政策制度的安排,会促进无锡物联网作为主导产业得到进一步发展,见图23。2113服务平台服务平台一般是指按照开放性和资源共享性原则,为区域和行业中小企业提供信息查询、技术创新、质量检测、法规标准、管理咨询、创业辅导、市场开拓、人员培训、设备共享等服务的法人实体。服务平台在解决中小企业共性需求,畅通信息渠道,改善经营管理,提高发展质量,增强市场竞争力,实现创新发展等方面发挥着重要支撑作用。无锡市目前拥有国家级、省级科技创业服务中心32家,国家和省级博士后工作站90个,重大研发机构和重点实验室数量分别为1家和2个,有超过135个国家级和省级工程技术研究中心,已经建成科技公共服务平台37个、建成IBM和曙光二个“云计算”商用技术平台云计算中心,可以为软件企业提供数据中心服务、软件开发环境租赁和测试环境等;跟物联网紧密相关的超大规模集成电路和嵌入式软件工程研究中心,可以为企业提供包括软件设计工具、产品测试平台、IP知识库等服务;无锡拥有的国内领先的微电子测试中心,可从硬件、软件两个10方面为客户提供测试解决方案。无锡还特别注重创新创业创意“三创”载体建设,这些载体可以为新建物联网企业提供三年免费办公场地。无锡国家传感网创新示范区形成以无锡新区(太湖)国际科技园为核心的15平方公里特色园区,其中包含物联网创新园、物联网产业园、物联网大学科技园、物联网信息服务园、物联网博览园。物联网产业重点区约60平方公里,包括新区、滨湖区及南长区,同时以江阴市和宜兴市为支撑形成了物联网产业空间布局。在产品研发初期,初创公司需要有一个良好的平台,而初创公司不可能大量投资独自建立此类平台。首选的策略是与服务平台进行合作,借用其平台进行研发与开展相关的经营活动。因此一个公共的对全社会开放的服务平台对发展MEMS传感器产业尤为重要。这些服务平台为BW物联网公司的发展提供了有力的支撑和良好的外部环境,在提升BW物联网公司创新能力和核心竞争力方面可以起到非常关键的作用。212政治环境2009年8月份温家宝总理视察无锡后,提出“感知中国”中心设在无锡的建议,2009年11月份,国务院批准无锡设立国家传感网创新示范区国家传感信息中心,这标志着无锡发展物联网产业已上升为国家战略。随后物联网被列为国家战略新兴产业。作为国家传感网创新示范区,无锡在国家物联网产业中承担着重要的战略地位。无锡已初步形成自己的物联网产业发展路径,在标准建设、研发核心技术、推动示范应用上取得了突破。“感知中国”由无锡而始,“无锡路径”由此彰显重要的战略意义。为了促进物联网产业发展,无锡市政府制定了一系列优惠政策。优先将符合条件的物联网企业向上申报认定为高新技术企业,减按15的税率征收企业所得税。物联网产业自主创新产品和服务优先列入政府采购目录,并优先安排采购。鼓励和引导银行加大对物联网产业的信贷投放,对创投引导基金投资参股形成的合作基金,投资于物联网产业项目形成的损失,给予一定的风险补偿。对经认定的物联网公共平台、专利、品牌、标准等,通过资金补助、奖励等形式给予补贴。对经认定的本市范围内的物联网示范应用项目(非政府投资项目),给予项目总投资10的资金补助。2010年底针对物联网产业的发展,无锡市政府出台了“1113工程”三年行动计划,用3年时间在物联网特色产业基地、企业和研发机构引进并重点支持100名以上物联网科技领军型创业人才、100名以上物联网科技领军型创新人才、100名以上物联网企业高级经营管理人才,相关引进人才可在创业启动资金、风险投资、商业担保、工作场所、住房公寓、税费减免等方面享受扶持政策。总之,在未来三到五年,政治环境对BW物联网公司的发展都是相当有利的。213经济环境2010年中国经济全面复苏,在政府扩大投资的强力拉动与全球景气回升的背景下,中国经济快速摆脱了下滑局面,进入巩固复苏的阶段。中国经济增长动力由政府转向市场,在经济增长的持续性、稳定性提高的格局下,2011年中国经济有望出现相对温和的增长和较低价格上涨的良好局面。2010年无锡的地区生产总值(GDP)5758亿元,同比增长131,全国排名第八位,历年经济增长情况如图24所示,按照无锡常住人口来算,人均GDP达到13780美元,处国内领先的水平上。按照联合国的标准,无锡地区从经济的角度上跨入了中等收入国家的水平和行列。无锡市是长三角国际先进制造业基地、服务外包与创意设计基地和区域性商贸物流中心。2004年无锡当选CCTV“全国十大最具经济活力城市”,无锡市也连续多年入选福布斯大陆最佳商业城市。下辖的江阴市和宜兴市两个县级市的经济实力分列全国百强县(市)的第一位和第六位。江阴的华西村被誉为“天下第一村”。在全国相对富裕地区排行榜中,无锡位列全国第五。从企业收入看,物联网、新能源、新材料等新兴产业发展势头强劲。对比世界经济发展的历史进程,以及无锡经济发展的内外部环境,无锡处于工业化的后期,存在着产业根本性变革的需要。所有这些,都将为物联网相关技术的推广和应用提供了巨大的市场空间和强劲的产业支撑。214社会环境无锡是一座具有3000多年历史的古城,人文荟萃,经济发达,历史上以其繁荣、繁华而被誉为中国的“小上海”。在中国科学院、中国工程院院士中有无锡籍院士75人(含原中国科学院哲学社会科学部委员5人),其中有科学巨星周培源,应用数学和力学大师钱伟长,理论化学奠基人唐敖庆,最早合成胰岛素起关键作用的邹承鲁等一代科学宗师。2010年12月26日,无锡获选2010中国最具幸福感城市,是一个宜居的文化名城。良好的社会环境对BW物联网公司引进并留住人才至关重要,特别是公司发展所需要的高端人才,他们更加看重当地的社会环境。215技术环境MEMS(MICROEEECTROEMECHENICEESYSTEMS,MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(MICRO/NENOTECHNOEOGY)基础上的前沿技术,是对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。MEMS是微机械(微米/纳米)与集成电路(INTEGRETEDCIRCUIT,IC)集成的微系统,是一种具有智能的微系统。技术的展使得在单个芯片上集成机械构建、驱动部件、光学系统、发音系统、化学分析、无线系统、计算系统、电控系统成为可能。而物联网行业的一些应用受环境限制,如同时采集力学、温度、光学等参数,并要求随身携带、在各种环境下运行、长时间不间断工作等,这就对传感器提出了微型化、功耗低、价格低、可靠性高、抗干扰性强等要求。传统传感器通常有着体积大、功耗高、价格高、可靠性差等缺点,不能满足传感网大量节点互联的要求,而微机电系统和微电子机械加工技术的发展为传感器的上述要求提供了解决办法。2151集成电路技术发展趋势及其影响在MEMS中通常使用的功能材料是硅,其制造工艺是集成电路工艺和微机械加工工艺的结合,因此集成电路技术的发展决定了MEMS发展方向。根据国际半导体发展路线图(ITRS),MEMS是集成电路体技术发展的一个主要方向,如图25所示,其发展趋势如下(1)按照MOORE定律,继续缩小晶体管的尺寸、增大圆片直径,降低制造成本;(2)从系统性能和尺寸的角度出发,以IP复用为基础,集软硬件为一体,通过SOC(系统芯片)或SIP(系统封装)实现系统性能优化;(3)集成电路技术即将接近其物理极限,因此已经建立起来的强大集成电路基础设施必须寻找新的应用方向,而MEMS就是其中的主要方向。将与外界环境接触的功能(传感器与执行器)与电路集成起来将会大大提高MEMS的性能。集成电路将分立的晶体管、电阻、电容等集成在一起达到高性价比的主要原因是集成化使单位尺寸内可完成更多的功能;批量制造技术使价格降低;集成化使引线和焊点大幅度减少,增加了电路系统的可靠性。集成电路与传感器集成制造亦是源于相似的思路,即将传感器与控制电路集成在一起;同时,更为重要的是,集成电路主流材料硅单晶有着良好的机械特性。MEMS是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域,如图26所示。近年来,MEMS技术推动着半导体界“超越摩尔定律“的变革,在国内外得到了迅猛的发展。世界经过昨天的真空电子管时代,正跨越现在的固体电子时代进入明天的MEMS时代。2152MEMS传感器技术介绍1987年,美国UCBERKEEEY大学发明了基于表面牺牲层技术的微马达,引起国际学术界的轰动,人们看到了电路与执行部件集成制作的可能性,这是MEMS技术的开端。MEMS惯性传感器是MEMS传感器中应用最为广泛的一种,以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础,在单晶硅片上制造出来的惯性微机电系统,包括微加速度计(ACCEEEROMETER)和微陀螺仪GYROSCOPE,是微机电系统研究和发展的最重要的方向之一。由三维加速度计和三维微陀螺仪组成的微惯导测量组合(UIMUMICROINERTIEEMEESUREMENTUNIT)的工作原理是经典力学中的牛顿定律,其功能是测量运动物体(如车辆、飞机、导弹、舰艇、人造卫星、生物体等的质心运动和姿态运动,进而可以对运动物体实现控制和导航;与此同时,微型惯性测量系统具有体积小、重量轻、可靠性高、易集成、能大批量生产、价格低廉等优点,使其在众多的民用和军用领域具有广阔的应用前景。物联网应用涉及的MEMS产品覆盖面广、品种多样,既有传感器也有执行器,涉及光、机、电、生物、化工等多个领域交叉,从工业控制、日常消费到汽车电子、交通物流的各种产品中都能见到它的身影,是物联网信息获取的重要一端。MEMS传感器按照被测量对象来划分,通常可以分为以下7类,如图28所示(1)压力传感器绝对压力的传感器和计量压力的传感器。(2)热学传感器温度和热量传感器。(3)力学传感器力、压强、速度和加速度传感器。(4)化学传感器化学浓度、化学成分和反应率传感器。(5)磁学传感器磁场强度、磁通密度和磁化强度传感器。(6)辐射传感器电磁波强度传感器。(7)电学传感器电压、电流和电荷传感器MEMS技术受到世界各国的广泛重视,几年发展迅速,一些国家形成了自己的技术发展特色,其主要技术途径有3种以美国为代表的、以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术;以德国为代表发展起来的LIGA技术;以日本为代表发展的精密加工技术。目前BW物联网公司使用以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术开发自主知识产权的力学传感器,即惯性传感器,又称为微惯导传感器。2153MEMS传感器发展趋势MEMS传感器遵循除了上文所述的摩尔定律外,遵循半导体行业每十年发展周期规律等大多数集成电路行业发展趋势,大多数专家预测MEMS技术在今后还有主要如下发展趋势(1)研究方向多样化从历次大型MEMS国际会议(TRENSDUCER和MEMSWORKSHOP)的论文来看,MEMS技术的研究日益多样化。MEMS技术涉及的领域主要包括惯性器件如加速度计与陀螺仪、AFM(原子力显微镜)、数据存储、三维微型结构的制作、微型阀门、泵和微型喷口、流量器件、微型光学器件、各种执行器、微型机电器件性能模拟、各种制造工艺、封装键合、医用器件、实验表征器件、压力传感器、麦克风以及声学器件等16个发展方向。内容涉及军事、民用等各个应用领域。(2)加工工艺多样化加工工艺多种多样,如传统的体硅加工工艺、表面牺牲层工艺、溶硅工艺、深槽刻蚀与键合工艺相结合、SCREAM工艺、LIGA加工工艺、17厚胶与电镀相结合的金属牺牲层工艺、MAMOS(金属空气MOSFET)工艺、体硅工艺与表面牺牲层工艺相结合等。而具体的加工手段更是多种多样。(3)系统单片集成化由于一般传感器的输出信号(电流或电压)很弱,若将它连接到外部电路,则寄生电容、电阻等的影响会彻底掩盖有用的信号。因此采用灵敏元件外接处理电路的方法已不可能得到质量很高的传感器。只有把两者集成在一个芯片上,才能具有最好的性能,美国ADI公司生产的集成式加速度计就是将敏感器件与集成电路集成在同一芯片上的。(4)MEMS器件芯片制造与封装统一考虑MEMS器件与集成电路芯片的主要不同在于,MEMS器件芯片一般都有活动部件,比较脆弱,在封装前不利于运输。所以MEMS器件芯片制造与封装应统一考虑。封装技术是MEMS的一个重要研究领域,几乎每次MEMS国际会议都对封装技术进行专题讨论。(5)普通商业应用低性能MEMS器件与高性能特殊用途,如航空、航天、军事用MEMS器件并存例如加速度计,既有大量的只要求精度为05G以上,可广泛应用于汽车安全气囊等的具有很高经济价值的加速度计;也有要求精度为108G的,可应用于航空航天等高科技领域的加速度计。对于陀螺,也是有些情况要求其精度为01/H,有的则只要求10000/H。6应用范围不断扩大如智能手机、平板电脑、麦克风等。目前,麦克风在消费领域被广泛采用,如智能手机、便携式媒体播放器PMP)、便携式导航设备PND)、数码相机DSC、头戴式耳机等。22行业分析1993年,美国ADI公司成功地将微型加速度计商品化,并于1997年左右大批量应用于汽车防撞气囊,这标志着MEMS技术商品化的开端。20世纪90年代,发达国家先后投巨资并设立国家重大项目促进其发展。此后,MEMS技术发展迅速,特别是深槽刻蚀技术出现后,围绕该技术发展了多种新型加工工艺。最近,美国朗讯公司开发的基于MEMS光开关的路由器已经试用,预示着MEMS发展又一高潮的来临。目前部分器件已经实现了产业化,如微型加速度计、微型压力传感器、数字微镜器件(DMD)、喷墨打印机的微喷嘴、生物芯片等,并且应用领域十分广泛。近年来国际上MEMS的专利数正呈指数规律增长,说明MEMS技术全面发展和产业快速起步的阶段已经到来。221行业现状分析虽然MEMS微电子机械系统技术被用于安全气囊和汽车压力传感器领域已有二十年左右,但却是任天堂WII和苹果IPHONE的热销使人们更广泛地了解惯性传感器的用途,这些产品使用了基于运动感测技术的用户界面。尽管如此,在一定程度上业界的观念仍停留在惯性传感器主要是用于终端产品检测加速度和减速度的应用。从纯粹的科学角度来看,这种说法完全正确,但这样的观点却忽略了许多MEMS加速计和陀螺仪的扩展应用,包括在医疗设备、工业设备、消费电子产品和汽车电子等领域。与半导体产业黄金“摩尔定律”不同,MEMS的黄金定律则为“一类产品线,一种制造工艺”。对半导体而言,基础制作工艺是一样的,因此可以不断复制,而对MEMS而言,做眼睛的工艺很难来做鼻子,做鼻子的工艺很难来做耳朵。MEMS的目前这种制造工艺非标准化的特点就决定了现在没有一个公司覆盖全部市场,形成垄断地位。这样就留了足够的战略发展空间给中国的MEMS公司。随着近几年MEMS市场的兴起,全球最大的几家半导体代工厂(例如台机电、联电)都已开始介入MEMS产业,除此之外,国内一些半导体代工大厂也已开始进入MEMS代工领域,如中芯国际、北大青鸟元芯、上海先进半导体等,这为国内MEMS芯片制造提供了很好的生产平台。尽管中国的MEMS产业面临良好的发展机遇,但不容忽视的是,与国外MEMS产业界相比,目前国内MEMS产业的发展存在以下问题(1)缺乏MEMS产业链的支持。国内要发展MEMS产业,则必须要像半导体产业那样建立从器件模型、模拟工具、制造加工到封装测试等完整产业链的支持。虽然目前国内有发展MEMS产业链良好的工业基础,但是由于代工厂以及封装厂对新兴MEMS产业的陌生,并没有开展相关MEMS业务。此外,代工厂以及封装厂也缺乏相关技术来源。上述因素导致中国在MEMS产业链方面的建设基本处于空白状态。(2)缺乏高端研发人员,与欧美发达国家相比,国内的研发水平相对较低,从基础研究上就处于落后地位;亦缺乏经验丰富的本土MEMS工程师,导致产业化难度较大。(3)没有MEMS产业的工业积累,国内一些科研院所普遍仍处于摸索状态,基本集中于某些不计成本、满足特定目的、小批量的特种MEMS传感器制造,如国防应用。(4)国内创业环境较差,对很多MEMS初创公司来说较难募集到资金。由于存在上述发展障碍,国内外的MEMS技术差距正在不断增大。目前国内绝大部分MEMS公司的技术能力只能达到压力传感器的初级水平。而与之相对的是,国外公司已经在技术难度相对较高的领域不断突破,如微投影仪、单芯片相机、微型燃料电池、硅振荡器等等。综上所述,国内的MEMS行业虽然面临大好的发展机遇,但也存在不容忽视的问题。222产业链分析由于物联网是一个庞大的产业,涉及芯片、器件、设备、软件、集成商等,供应商众多,所以在下边的分析中主要考虑产业链的六个主要环节,如图29所示。第一个环节,也是最底层的,是芯片与技术提供商。第二个环节是设备提供商。这一环节也目前物联网产业最大的受益者。在物联网导入期,首先受益的是RFID和MEMS传感器厂商,这是因为RFID和MEMS传感器需求量最为广泛,且厂商目前最了解客户需求。RFID和MEMS传感器是整个网络的触角,所以潜在需求量最大。BW物联网公司处于产业链这一环节。第三个环节是系统集成商。这也是整个产业链中市场空间比较大的一块,因为物联网所包含的范围非常广,而且标准也五花八门,因此,在用户端进行项目的实施时,需要集成商进行产品和应用方案的整合。第四个环节是中间件与应用软件。中间件与应用软件可谓是物联网产业链条中的关键因素,是其核心和灵魂。第五个环节是网络提供商。这一环节具有很强的垄断性,目前国内主要是以电信运营商为主,其他企业很难参与进去。第六个环节是运营及服务提供商。可以想象,未来物联网将会产生海量信息的处理和管理需求、个性化的数据分析的要求,这些需求必将催生物联网运营商的需求量,因此,对物联网运营商而言,面临的将是个从无到有的市场,增长空间非常大。在BW物联网公司成立之初就定位于物联网上游,致力于成为领先的物联网感知设备提供商,但是目前由于产业链不够完整,目前也涉足软件与系统集成环节进一步对物联网产业链的第二个环节的设备提供商进行分析,以MEMS产品为例,产业链由上游的产品设计开发、中游的产品制造封装、下游的集成设备研发厂商组成。第一个环节是产品设计商,由于集成电路是作为一个整体产品的元器件提供给用户的,因此设计属于功能范畴的设计,即利用相应设计软件,将符合一定工艺制造条件的元器件连接起来,目前国内这一环节的主要参与者是一些大学、科研院所、和一些专业设计公司,如无锡华润矽科。第二个环节由产品制造及封装测试公司组成,如无锡华润上华、中芯国际。第三个环节主要是集成设备制造商、系统集成商、软件开发商,他们一般直接面向客户。在集成电路设计企业里,独立的集成电路设计企业没有自己的生产加工线,一般称为FEBEESS企业;而仅销售IP的企业连有型的集成电路都不生产,称为CHIPEESS企业。FOUNDRY主要以向他人提供代工服务,IDM公司主要为自己的整机系统生产配套集成电路,PDM公司有自己独立的专业产品,可以拥有著名的产品品牌。IDM占据行业大部分利润,目前中国尚没有建立真正的IDM企业。BW物联网公司目前定位于MEMS的设计与应用,兼顾MEMS产业链的上游和下游,而中游的加工生产完全交由专业的封装厂来做。223竞争分析由于物联网产业处于起步阶段,产业链大部分环节目前尚未形成寡头垄断竞争格局,但是物联网感知层MEMS传感器市场竞争异常复杂,在不同的细分市场竞争形势也大不相同,还没有任何一家企业取得行业领导地位。得益于BW物联网公司在技术上的优势,已经在特定的细分市场取得了竞争优势。受巨大市场发展空间和高利润的诱惑,新进入者层出不穷,预示着在未来35年竞争会更加激烈,优胜劣汰,预计5年左右时间经过整合会产生23家行业领军企业。根据迈克尔波特五力竞争模型(图211),下文就行业内竞争、潜在进入者的竞争、购买者的讨价还价能力、供应商的讨价还价能力、替代品的威胁逐一进行分析。2231行业内企业的竞争行业内企业间的竞争是五种力量中最主要的一种,MEMS集成了当今科学技术的许多尖端成果,它将信息处理与敏感及执行机构相结合,改变了人们感知和控制外部世界的方式。目前,全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作,其中惯性传感器占相当大的比例。只有那些比竞争对手的战略更有优势的战略才可能获得成功,下边从几个维度来分析行业内企业间的竞争。(1)国内主要竞争对手国内有许多科研院所开展这方面的工作,在国家发改委、国家自然科学基金委员会、中国科学院、科技部、教育部等国家部委的支持下,这些单位已在MEMS及相关基础研究方面获得了一批创新性的成果,一旦这些成果开始大规模产业化,都是本项目的竞争对手。特别是宝鸡秦明传感器有限公司的高精度传感器和美新半导体无锡有限公司的消费类低端传感器,都对公司的主要产品MEMS惯性传感器构成一定的威胁。(2)国外主要竞争对手随着市场前景的日渐广阔,各MEMS芯片的制造厂商开始摩拳擦掌,目前世界上有代表性的制造厂商有欧洲意法半导体、德国的BOSCHSENSORTEC、美国应美盛(INVENSENSE)、飞思卡尔半导体(FREESCEEESEMICONDUCTOR)。其中,欧洲意法半导体在这一领域占有一定的优势。目前,国际上微陀螺在消费电子产品市场上的主要供应商为意法半导体、INVENSENSE、ADI、EPSON等,分别采用厚外延多晶硅、体硅、单片集成及石英工艺,各有优势。相对而言,意法采用8英寸工艺,在成本上有一定优势;INVENSENSE年销售也接近1亿美元;ADI正处于从单片集成向3D集成转移过程;EPSON的石英工艺比较独特,成本相对较高。从技术上看,硅基微陀螺均工作在真空状态,通常采用玻璃浆料封装,这增加了包括芯片面积成本和工艺成本方面的成本。采用非真空封装和3D集成(MEMSASIC)是发展趋势,也是BW物联网公司的技术优势,可以形成有市场竞争力的产品。2010年2月,BOSCHSENSORTEC推出了当前最小的LGA封装电子加速传感器BMA220,其封装尺寸仅2MM2MM098MM,虽然加速传感器与陀螺仪被共同集成在同一元件上是个人电子消费品的方向,但由于成本等原因,BOSCHSENSORTEC在陀螺仪个人电子市场还有很长的路要走。BW物联网公司在芯片级别上与这些国外厂商有一定的合作关系,但是在惯性传感器领域存在一定的竞争。(3)运作捕捉、康复机器人、手语翻译市场的竞争对手在运动捕捉市场,无锡微感科技有限公司是BW物联网公司的竞争对手,但是微感科技主要侧重整体解决方案,目前有部分向后一体化的产品,BW物联网公司在多惯性传感器融合及运动捕捉算法上独树一帜,具有较强的竞争力,从总体来看BW和微感科技的合作大于竞争。在康复机器人及手语翻译市场,BW物联网公司主要为整机生产商提供传感单元及软件,康复机器人市场主要面对一些低精度、低价格的传感器厂商的竞争,由于后者市场刚刚起步目前没有发现直接竞争对手。242232潜在进入者的竞争潜在进入者为数众多,BW物联网公司必须随时对新的市场进入者保持足够的警惕,并做出相应的反应。MEMS传感器市场的利润,特别是惯性传感器市场的利润是相当可观的,且市场潜力巨大,许多企业纷纷进入这一领域。如美国的IBM,REYTHEON,日本的日立、索尼、东芝、NTT、富士通等,一些有实力的国内企业,甚至一些原本和IC行业毫不沾边的公司也纷纷驻足这一收益丰厚的产业,因而潜在的竞争者是为数众多的。飞思卡尔在其身为摩托罗拉半导体部门的实验室时就进行着MEMS开发工作,并在2006年左右开发出其专有的MEMS工艺,该工艺用硅绝缘体晶圆替代了单晶硅,利用DRIEDEEPREECTIVEIONETCHING形成高纵横比MEMS加速计单元。虽然飞思卡尔还没有正式进军陀螺仪市场,但随着惯性传感器市场的日渐火爆,飞思卡尔终究会加入进来。2233购买者的讨价还价能力由于MEMS人才匮乏及较高的技术门槛,客户一般不具备向后一体化的能力,MEMS惯性传感器的客户可以分为二种,一种是手机及平板电脑的提供商,这部分客户由于采购量大,具备极强的讨价还价能力;另外一部分是细分市场的客户,如肢体康复机器人、运作捕捉系统,这部分设备生产商要求有针对性地进行二次开发,并且内嵌算法模型,传感器部分占产品总成本较小,对价格不敏感,但是对产品的可靠性、精度、服务的水平要求很高,因此在此方面加强投入可以化解来自购买者的压力。2234供应商的讨价还价能力BW的供应商主要是一些国外芯片厂商,除非订货量巨大,会有特殊价格,否则价格透明,供应商的产品在BW物联网公司的产品中占成本比例不大,另外BW拥有较强的自主研发能力,并且是处于产业链上游,较少受供应商的威胁。2235替代品的威胁根据2151节集成电路技术发展趋势及其影响分析,预计集成电路在下一个十年将进入纳米传感器时代,碳纳米传感器将成为目前MEMS传感器的替代品。纳米科学技术是研究在千万分之一米到亿分之一米内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术又被称为纳米技术,采用纳米技术实现的传感器称为纳米传感器。纳米传感器在减少尺寸和降低成本方面的应用,可以提供高水平的集成,包括由碳纳米管CERBONNENOTUBE、纳米线(NENOWIRES)、分子电子学(MOEECTRONICS)、SPINTRONICST和塑料电子组成的平台。目前全世界关注的是使用纳米材料和感应材料的传统传感器。BW物联网公司的技术团队在碳纳米管(CNTS)领域完成了开创性的研究,并以为纳米工程解决重要问题为最终目标在两个电极之间可靠并连续地操纵碳纳米管或者其它纳米线从而形成具有一定功能的纳米传感器。BW物联网公司的团队成员率先利用介电泳(DEP)力操纵碳纳米管束来快速形成纳米传感元件并取得了成功,进而被许多研究团队所效仿。BW物联网公司的团队成员在MEMS领域率先公布了碳纳米管的流体/热测量的使用方法,该方法后来用作压力传感器的新型材料。目前BW团队的部分成员从事于系统地研究用碳纳米管来构建纳米传感器,基于此项成果发表的论文并被物理学协会评为纳米技术方向下载量最高的论文。目前被认为是制造碳纳米管传感器的先驱。基于BW物联网公司的超前研究,在替代品方面所受威胁可以得到有效化解。224市场分析周密的市场分析有助于企业辨别并满足客户的需求,并判断出哪个细分市场存在最大的机会,然后选择自己的目标市场。企业根据需求针对所选择的每个或某个细分市场开发特定的产品,公司提供的产品应该是的客户认可的,并且能够为他们带来某些核心利益,使企业为客户创造的超过其成本的价值,这样就形成了公司的竞争优势。美国AEEXENDERRESOURCES调查公司预测,到2011年,物联网将带来2700亿美元的庞大市场。MEMS传感器就是物联网的核心器件之一。物联网产业的发展将对半导体MEMS传感器特别是惯性传感器、压力传感器以及磁传感器产生巨大需求,并最终促进半导体传感器市场的繁荣发展。下面以公司主打产品MEMS惯性传感器为例,分析公司已经涉足会或有可能涉足的几个主要的细分市场。个高尔夫球场,超过40万会员,但中国高尔夫运动的消费人群每年仍以10的比例增长。不久的将来还将有500至1000个高尔夫球场投入建设,中国无疑在高尔夫相关投资方面具有巨大潜能。业内人士介绍,现在许多高尔夫场地上的工作人员基本没有经过正规培训,高尔夫人才目前在我国算得上奇缺。作为辅助高尔夫教育的系统在商机无限。2动画制作动作捕捉技术就是把人或者动物的动作通过动捕系统以数据的形式保存下来。涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面,然后可以由计算机直接处理这些数据。在运动物体的关键部位设置跟踪点,由系统捕捉跟踪点在三维空间中运动的轨迹,再经过计算机处理后,提供给用户可以在动画制作中应用的数据。动画师可以将数据与动画角色合成,生成动画,然后很方便地在计算机中调整、控制运动的物体。动作捕捉系统是实时地准确测量、记录并重建运动物体每一时刻运动状态的高科技产品,动作捕捉系统采用智能自修复动作捕捉技术,自动识别被捕捉对象,实时显示物体动画;动作捕捉数据即出即用,无需更多人工后续处理,可直接用于动画制作、3D游戏制作、电影特效等领域。基于无线微机电(MEMS)惯性传感的人体运动捕捉技术,是传统光学人体运动捕捉系统的替代产品,可以大幅降低运动捕捉系统的价格,提高其可靠性和可移动性,并实现系统的简单操作。伴随着计算机图形学(CG)的飞速发展,运动捕捉技术(MOTIONCEPTURE)日趋成熟。与此同时也带动系统制造朝着提升稳定性、追求操作效率、拓展系统应用弹性以及降低系统成本等方向全面发展。在中国,对运动捕捉系统的需求正在飞速膨胀,业界也正以前所未有的眼光关注这项技术。据统计,目前国内动漫制造业对运动捕捉系统的使用率高达60左右,但是更多企业只能通过合作或租用等方式将运动捕捉系统应用于自己的产品中,生产效率低,究其原因是传统的光学人体运动捕捉系统价格昂贵、系统复杂、可移动性差。以目前光学运动捕捉系统的价格计算(120万人民币或以上),基于无线微惯导传感网络的人体运动捕捉系统的价格将是其1/3(40万人民币左右);而且随着微机电传感器的性能提高,价格下降,微惯导系统的价格将进一步下降。由此推动的市场前景将不可限量。据统计,一秒钟的高品质动画制作的劳力消耗约为8个单位(人小时),其中55个单位是动画人的关键帧制作。人体运动捕获系统可将此成本降至1个单位,节约达45个用工单位。有资料显示,近年来,每年全国制作完成的国产电视动画片平均249部131042分钟,人体运动捕获系统可为其节约3540万工时。若每小时10元,则每年可节约35亿元。(3)手语识别手语识别系统的基本原理是利用两只手指运动传感手套和穿戴于双臂的四个微惯导传感节点等相关部位的微机电(MEMS)惯性传感器件,实时感知人体的运动状态,并在聋哑残疾人与正常人交流时,采集聋哑人的实时手语动作的数据,将这些数据传送给翻译系统,并且最终转化成音频的形式表达给正常人,同时也能在随身携带的液晶或LED屏幕上显示表达的文字。另一方面,也能将正常人的音频信息采集进来,经过翻译系统,翻译成手语动作,这些手语动作将手语用三维动画表达出来,显示在液晶或LED屏幕上,并显示表达的文字,呈现给聋哑人,从而达到正常交流的目的。目前,世界听力和语言障碍人士约1亿左右,而中国目前有聋哑人数2057万,这些残障人士与外界交流的方式多数靠手语。手语在健康人群中并不普及,这导致这些听力和语言残障人士只能与理解手语的人进行交流,而在日常生活中无法与健康人沟通,给这些特殊人群带来了生活的不便和烦恼。另一方面,具有正常听说能力的普通人在遇到聋哑人士的时候同样存在着沟通困难,从而进一步加大了聋哑人与正常人的距离感,使得听力和语言障碍人生活在“孤立”“隔离”的世界里。并且这些聋哑人生活不能自理,不能与人正常交流,这样就需要家人无时无刻的照顾他,很明显就降低了这一家人的生活质量。2057万的聋哑人,将有2057万的家庭在面临这个问题。保守估计,目前中国仅机构聋哑人市场规模就已超过了30亿元。医疗医护应用市场(1)康复机器人国外发达国家普遍重视残疾人服务产品的研发,根据日本对未来机器人市场的预测报告,日本在2011年医疗、护理、康复机器人的市场容量约为85亿美元,而到2013年将上升到195亿美元,其增长率在机器人的所有应用领域中居首位。据美国残障组织提供的报告指出,2001年美国残障人士消费总计1,000亿美元,主要用于提高他们自身的生活质量,其中康复医学工程产品消费为600亿美元。康复机器人方面的消费为210亿元。所以近几年,美国、欧洲和日本等非常关注康复机器人研究和开发,投入巨资进行研究,目前无论从基础理论上还是从应用技术方面看都有了很大发展。国内康复医学工程虽然得到了普遍的重视,但康复机器人研究仍处于实验室成果阶段,一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求。BW物联网公司通过与国内著名康复机器人公司合作进入此领域,开发出的基于智能感知信息融合的医疗康复机器人系统,机器人通过多节点、多传感信息的融合精确跟踪患者运动及身体状态,以主动或被动方式训练病患的行走,规范行走步态,以期恢复患者的行走功能。(2)健康监护美国心血管学会主席BINKEEY教授认为,现有医疗仪器只能在医院的特定静态情景下工作,不能获得人们日常生活动态环境下的数据,致使很多疾病不能得到及时的诊断和治疗。他呼吁穿戴式医疗仪器,预言这将开辟医疗仪器的新时代。BW物联网公司自2006年开始研究,完成了技术突破,研发出了有情景动态诊疗仪。使用人体传感网络技术,对人们日常生活、工作和运动中的生理反应、生理节奏及其变化,以及当时的情景(活动、环境及心理状态等)实施实时监测,进行“有情景多传感器信息融合”,推断可能的问题,提醒和警示本人,联网送达有关医生和家人。有情景动态诊疗第一次使诊疗从医院的静态走向动态的社区、家庭和个人;第一次实现了从现有医疗仪器测量人体器质型病变向测量人体动态功能的发展,开创了从治病救人向预防、保健和康复发展的先河。时下心血管疾病已经成为了世界第一杀手,而情景动态诊疗仪是世界上第一个实现运动者心电图监测,并揭示了有氧运动中心率和心电图形态变化规律,为优化锻炼和训练、防止猝死提供技术和设备,该技术将大大提高医生对患者病情的判断准确率,并有助于患者的自我健康管理。美国人口统计局2009年7月20日发布的一份报告称,到2040年时全球人口将达93亿,其中65岁以上人口所占比例将提高一倍,总数将超过14亿,由7提高到14。全球人口老龄化将在2010年后加速。到2015年时,65岁以上人口所占比例将超过5岁以下人口所占比例,这在人类历史上尚属首次。从比例上看,发达国家老龄人口比例较高,但发展中国家正在迎头赶上。到2040年,全球76的老龄人口都会出现在发展中国家,如今该比例为62。老龄人口的比例不断增多,为如何为老年人提供有效的护理提出了巨大的挑战,特别是不慎摔伤已经成为老年人生命与健康的极大杀手。美国匹兹堡大学研究人员进行过统计,在2003年,美国有180万65岁以上的老人曾经因为跌倒而被送入急诊室,其中有13600人死亡。而在将来,我们也可能不小心“失足”。据统计,美国每年有25万“上班族”因摔倒致伤,既耽误了工作,又造成几十亿美元的经济损失。2005年,美国有3万“上班族”虽然在打滑过程中身体没接触到地面,但仍造成了拉伤或扭伤。按照权威统计测算目前中国有60周岁以上老龄人口接近2亿,随着中国社会迅速走向老龄化,市场需求将会继续增加。作为物联网的感知终端,MEMS产品及相关应用将广泛应用于汽车、工业控制、航天及医疗等领域。2010年全球MEMS市场突破100亿美元,和2009年的营业额相比增长了189。与成熟的半导体产业逐渐降低的毛利率相比,MEMS作为一个新兴的产业,因其较高的技术壁垒,一直保持着可观的利润率。虽然目前全球MEMS市场规模与半导体产业3,000亿美金的市场规模相距甚远。但是MEMS做为一个全球新兴市场,当前所处发展阶段相当于半导体产业在70年代刚刚兴起的时候,发展潜力巨大。23BW物联网公司外部因素评价外部因素评价矩阵(EXTERNEEFECTOREVEEUETIONEFEMETRIX)可以帮助战略制定者归纳和评价经济、社会、文化、人口、环境、政治、政府、法律、技术及竞争等方面的信息。经BW物联网公司中层以上员工讨论,用如下步骤建立EFE矩阵(1)经过初步确定列出在外部分析过程中的10个因素。这些因素包括影响BW物联网公司和其所在产业的各种机会与威胁。(2)赋予每个因素以权重,其数值有00(不重要)到10

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