卡塔尔世界杯上智能足球的“黑科技”不一般。
来源丨创业邦（ID：ichuangyebang）
作者丨巴里
编辑丨子钺
题图丨阿迪达斯官网
豪掷2200亿美元的史上“最贵”世界杯接连爆出冷门。
在小组赛C组首轮比赛中，梅西点射破门，随后阿根廷三个进球被判无效，下半场沙特连进两球，最终逆转阿根廷。
备受争议的是，阿根廷在比赛中接连被判了10次越位，创下自2018年世界杯引入“视频助理裁判”（VAR）后，单场比赛中越位判罚次数的新高。
有网友注意到：梅西脚下的这枚足球“并不一般”——“黑科技”主要由足球内嵌的芯片和球场内的跟踪摄像头组成。
实际上，在东道主卡塔尔对阵厄瓜多尔的揭幕战刚刚开始3分钟，第一个争议判罚中，这套系统就已经开始发挥作用。
卡塔尔官方还特意给本届世界杯比赛所用的智能足球起了一个名字叫“Al Rihla（阿拉伯语）”，中文译为“旅程”。
据了解，“旅程”配备了阿迪达斯悬挂系统，其中包含一个惯性测量单元（IMU）传感器，可检测到严重的越位事件。该传感器位于球的中心，每秒钟可将球的数据发送到视频操作室500次，从而可非常精确地检测踢球点，并收集高精度的足球运动数据发送给裁判端，帮助主裁判作出合理、公正、准确的决定。
半导体行业人士表示，这个内置传感器所采用的技术是MEMS（微电子机械系统）。基于MEMS技术，可以做出各种加速度计、光学传感器、压力传感器、陀螺仪、湿度传感器、气体传感器。
睿兽分析显示，自2020年开始，中国MEMS赛道掀起了“国产替代”的投资热潮。近两年来，每年都保持超过20起融资事件。
值得注意的是，今年以来，这条赛道正在掀起一轮上市潮。就在几天前，中芯集成成功过会，拟募资125亿元，成为科创板年内过会的最大IPO。
伴随着在世界杯中的亮相，MEMS这条曾经鲜为人知的隐秘赛道彻底火了。
阿根廷1-2不敌沙特阿拉伯，图源：FIFA官网
MEMS“卡脖子”引发国产替代投资热
在8月份南京举办的世界半导体大会上，中国半导体行业协会MEMS分会常务副秘书长万成东表示，2021年中国MEMS市场规模超过900亿元，同比增长超过20%。中国已经是全球MEMS产业最大单一市场，预计到2023年中国MEMS市场规模将超过1200亿元。
而在整个传感器市场中，博世和意法半导体是主要玩家。
Wind数据显示，2021年，博世在中国市场传感器销售额约为25亿美元，意法半导体在中国市场传感器销售额约为13亿美元。而中国几家纯粹的传感器上市公司（敏芯股份、睿创微纳、汉威科技、苏奥传感、森霸传感）2021年营收合计也不过60亿人民币。
传统传感器指单一材料传感器和复合材料传感器，通常只输出模拟信号。与之对应的是基于半导体工艺的MEMS。MEMS传感器可以将小做到极致，随之带来的是高集成度、低功耗等优势。
目前，MEMS传感器约占60%-70%的市场规模，传统传感器约占30%-40%的市场规模。MEMS正在逐步替代传统传感器的市场。
万成东指出，国内MEMS产品的技术水平与国外相比仍有很大差距，尤其高端MEMS传感器普遍受到西方国家制约。
在合肥举办的世界集成电路大会上，华东光电集成器件研究所副总师张胜兵介绍说，目前，中国在中高端MEMS市场超过60%的市场份额被国外巨头占据，80%的传感器芯片依赖国外。欧洲、美国、日本等几乎垄断了全球“高、精、尖”传感器市场。
他强调说，解决高端MEMS芯片的卡脖子问题，提升市场占有率，已是刻不容缓的任务。
作为国产替代的重要领域，MEMS赛道也逐渐成为投资机构关注的热点。
睿兽分析显示，2022年以来，中国MEMS赛道共有超过20起融资事件，6月更是达到最高峰的8起，最近的10月、11月也保持着每月3起融资事件。其中，不乏数亿元的大额融资以及知名VC/PE、产业资本的参与。
例如，8月10日，MEMS智能传感器研发商明皜传感完成数亿元D轮股权融资，本轮融资由上汽集团旗下尚颀资本领投。
11月3日，功率器件及MEMS传感器企业瑶芯微完成数亿元C轮融资，本轮融资由上海国盛集团旗下盛石资本和同创伟业联合领投。
11月16日，MEMS激光雷达解决方案提供商一径科技宣布完成数千万元美元C轮融资。这也是其两年内第五次融资，背后投资方已包括小鹏汽车战略出资发起的星航资本、上汽旗下尚颀资本、东风汽车旗下东风交银产业基金、国汽投资、英特尔资本、百度战投、创新工场等。
不仅如此，MEMS赛道也正在掀起一轮IPO热潮。
10月19日，歌尔股份控股子公司歌尔微电子创业板成功过会。其研发的MEMS传感器广泛应用于消费电子及汽车电子等领域。2021年3月，这家公司曾引入了15家外部投资者，Pre-IPO轮合计增资21.50亿元。
这也意味着，57岁的山东首富、歌尔股份董事长姜滨即将又斩获一个IPO。
同日，高华科技也进入到科创板IPO的问询阶段。
MEMS晶圆代工领域也出现了一个超级IPO。
11月25日，中国大陆规模最大、技术最先进的MEMS晶圆代工厂中芯集成科创板IPO成功过会，拟融资125亿元，成为了科创板年内过会的最大IPO。
中芯集成成立四年后便取得上市资格，背后投资机构阵容可谓华丽，包括中芯聚源、中芯国际、TCL创投、软银中国资本、深创投、同创伟业、招银国际等。
至此，今年以来，融资热潮、IPO潮，再叠加世界杯上的应用曝光，MEMS这一千亿赛道彻底浮出水面。
Al Rihla内置球“芯”，图源：Adidas官网
MEMS创业公司更需要并购整合
在以前，MEMS惯性传感器、MEMS压力传感器以及MEMS声学传感器，被称之为MEMS传统的“三大件”。
据敏芯股份副总经理张辰良介绍，以惯性传感器为例，最初的机械式惯性传感器重量达到几十公斤。进入到集成电路时代，现在一颗惯性传感器只需要几毫米几十克的重量，小型化、低功耗的特点也大大加快了MEMS技术的普及速度。
同时，随着5G换机潮、智能家居、可穿戴设备、汽车智能化、智能制造、智慧医疗等场景的带动，近几年国内MEMS市场增长几乎每年保持在20%，即便是疫情暴发的2020年，MEMS市场增速也达到了23%。
除了三大件，作为传感器分支的MEMS，还出现了温湿度等很多新的传感器，因此带动了赛道的爆发。
在整个市场中，消费电子是MEMS的第一大市场，占比44%；汽车领域位居第二，占比24%；医疗设备占比17%。
从当前阶段来看，MEMS对传统传感器的替代已经接近尾声。在投资人看来，汽车将成为MEMS赛道最大的增长点。
图源：摄图网
汽车由于产业链导入周期长，对可靠性要求较高，因此已经定型量产的车型不会轻易更改设计，只有新款车型才会重新设计考虑用MEMS替换传统传感器。可以预见的是，随着时间的推移，这部分市场迟早会被MEMS取代。
2017年，一径科技刚刚成立时，激光雷达厂商仍主要选择机械式路线，对于MEMS技术路线激光雷达而言则是刚刚起步。
而创始人石拓毅然选择了后者。
他对创业邦表示，“激光雷达最终要实现的是真正车规级可靠性，在寒暑交替，外部环境的变化中，稳定达成数万小时的工作。任何有金属的元器件，在转动和震动的过程中，都不可避免带来材料的磨损和疲劳，在数千小时后使用寿命出现很大的问题。而纯半导体无论可靠性还是使用寿命都会更强，这就是我们选择MEMS的原因。”（详见《三位清华学霸联手“挑战”马斯克，小鹏、百度纷纷押注》）
如今，京东、元戎启行、嬴彻和三一等公司都已经成为一径科技的标杆客户。
不过，MEMS创业公司要想走到最后并不容易。
据创业邦了解，传感器行业壁垒主要集中在四个方面：
1、先发优势。尤其是低端市场，MEMS传感器具有明显的规模效应，已经销售起量的公司具备成本优势。
2、资金壁垒。MEMS传感器厂商逐步走向IDM（集芯片设计、制造、封装、测试和销售等于一体）模式，需要大规模的固定资产投入。
3、技术壁垒。MEMS传感器不但要求半导体加工工艺，还要有PA、ADC、MCU的设计能力。
4、客户壁垒。传感器被广泛用于军工、医疗器械、汽车等行业，这些行业准入门槛很高。
敏芯股份副总经理张辰良特别指出，MEMS是高度定制化的行业，不同用途的传感器往往会采用不同的结构，导致制造、封装和测试各种工艺环节都不相同，也考验创业公司对于整个产业链的认知程度。
与集成电路相比，MEMS有着很大不同。
他具体说到，“MEMS并不遵循摩尔定律，不存在适用于所有产品的通用工艺平台，产业链也相对不成熟。MEMS传感器品类多，市场非常零散，可以理解成小批量、多品种，做起来非常困难，投入成本也非常高，这就是行业的特点。”
因此，相对于其他芯片创业公司，MEMS赛道的创业者需要尽可能借助资本的力量尽快做大规模，才能提高竞争力不被淘汰。
2020年科创板上市的敏芯股份就是一个典型例子。
作为本土最早一批MEMS企业，敏芯股份围绕产业链上下游陆续进行了一系列并购整合。目前，整个集团下属4个子公司，芯仪微电子从事ASIC芯片设计，灵科传感致力于汽车、工业控制、医疗等领域压力模组，得斯倍电子从事MEMS产品的封装与测试，中宏微宇则专注于惯性传感模组。据悉，敏芯MEMS传感器芯片累计出货量已达10亿颗。
在张辰良看来，企业发展到中后期做到一定规模的时候，基本上都是IDM模式为主，Fabless（无工厂芯片供应商）的很少，这样才可以尽可能的降低成本。
“这条至少千亿级的赛道，却撬动了数十万亿级的消费电子、汽车电子、医疗电子市场。然而，中国确实没有与国外厂商硬刚的传感器企业，未来仍需努力。”一位投资人说道。