过去一段时间,电子烟板块中敏芯股份表现颇为亮眼,除股价上涨之外,仅以截至2022年11月14日的数据来看,电子烟上市公司市盈率排行榜中,敏芯股份一度以194.83倍位列第一位。尽管敏芯股份并不直接生产电子烟,但其主营业务MEMS传感器却已经被视为电子烟核心部件咪头的后继者的角色,且已经逐渐被应用于越来越多产品之中。

 

【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

借着近段时间敏芯股份关注度不断提升的这一契机,我们由此对敏芯股份的相关基础情况进行一个简单梳理,重点放在其电子烟相关解决方案上,同时聊聊MEMS传感器或将逐步替代咪头这一趋势。由于MEMS传感器应用场景十分广泛,为了讨论更加聚焦,我们有必要先聊聊咪头究竟是什么,在电子烟中扮演了怎样的角色。

 

咪头有什么优势

 

实际上,无论是咪头还是MEMS传感器,都在电子烟中扮演着抽吸开关的角色。

咪头的原理并不复杂,用户开始抽吸电子烟时候,气流产生的压力会驱动振膜进而接通电路,电子烟进入工作状态开始产生烟雾;用户停止抽吸,则不再有气流施加压力,振膜恢复原位,电源断开电子烟停止雾化。

当然,上述是狭义的咪头,只是将其作为一个压力开关进行理解。目前咪头大多以整体方案存在,其中还会同时集成功率管理、充放电控制、保护电路等一系列电源管理相关的元器件——这就是我们常规意义上的咪头。

咪头能长期在电子烟中作为核心元器件存在,自然有其优势——成本低廉,功耗低,装配简单等等,但另一方面也有其作为天然劣势存在,大致可以概括为三方面:其一,防油性较差,烟油、冷凝渗入振膜间隙后,会导致其灵敏度下降甚至失灵——简单粗暴理解就是振膜被“粘住”了,无法被气流驱动或是无法复位,症状就是吸不出烟或是插入烟弹便开始雾化。

其二,则是咪头由多种元器件组装而来,存在一定公差,进而导致触发力度有一定偏差,表现为同一款产品有的轻吸即可出烟有的则需要加大吸力;其三则体现在SMT兼容性方面,目前主要依赖手工焊接且有较高的经验要求,对产能存在一定影响。

打个比方,咪头就像是一面鼓,用户抽吸的气流就像是鼓槌,鼓槌敲击鼓面使之产生形变把鼓敲响,也就是打开了开关。这也就解释了上述三个劣势存在的根本原因——鼓进水了、鼓面松了……等等原因都会造成鼓声的变化。

 

MEMS传感器有什么优势

 

MEMS(英文全称为 Micro-Electro-Mechanical System)直译为中文微机电系统。目前主流的MEMS包括声学传感器、压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等十余种,电子烟行业通常用到的是其中的流量传感器与压力传感器。

相对于咪头,MEMS传感器的生产加工精细度极高,通过光刻、腐蚀等传统半导体技术在硅片上“建造”一个集成微电路和微机械的完整系统,为微米级的MEMS传感器器赋予机械、光学等等特性——和芯片制造基本上大同小异。

更先进的制造工艺给MEMS传感器带来了更多优势:首先,集成度高,体积更小,节省产品内部空间;其次,微米级工艺精度更高,产品之间公差更小,触发力度一致性更高;不需要人工焊接,可自动化生产,产能提升空间大;以及最为重要的一个特性——更强的防水防油特性。

【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

敏芯股份是国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的公司,其创始人、董事长李刚2021年8月接受采访的说法,敏芯股份在多年前就已经开始规划研发电子烟相关解决方案,并于2019年正式切入电子烟市场并推出高端流量方案。而格物在综合查阅相关资料时发现,于2020年4月发布的喜雾S1已经使用了敏芯股份的MEMS压差传感器。

 

【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

同时,敏芯股份在今年5月的投资者调研活动中表示,在新产品方面,公司在电子烟领域推出的器件已经开始在国际知名电子烟厂商出货,预计2022年Q3出货量会逐渐平稳;可见MEMS传感器已经完全迈入商用化阶段。

 

MEMS传感器与当下的产品趋势

 

正如上文对于咪头和MEMS两种方案各自的优劣势的对比,MEMS传感器尽管有着千般好但仍面临成本较高等现实情况。但结合目前电子烟产业的发展趋势,多个关键因素的变化正在某种程度上正在加速MEMS传感器的普及。

其一,电子烟消费税开征,产品面临提升寿命,降低耗材成本的实际需求;其中,最简单的思路就是采用更长寿命的雾化芯推出大容量烟弹或大口数一次性。这对于烟杆寿命提出了更高要求,需要抽吸开关拥有更强的防油性。这一点上MEMS传感器相对于咪头而言有着天然优势,同时全行业的价格上涨也能更好地消化掉MEMS传感器更高的物料成本,

其二,国标要求电子烟必须搭配童锁,现有解决方案并不完善;目前国标产品大多采用多次插拔烟弹的方式实现上/解锁,使用体验上的连贯性普遍较差。针对这一现状,供应链上游目前已经出现童锁咪头的解决方案,通过连续多次吹气的方式实现上/解锁;综合第一点提到的防油性影响的寿命问题,童锁MEMS传感器方案或将更具优势。

【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

电容式咪头开关响应原理示意图,来自专利 CN203353677U

其三,MEMS传感器丰富的可拓展性,有助于下一阶段电子烟的价格分化;大体上MEMS传感器可分为物理、化学、生物三大类,大类之下还可以分为多个小类。比如MEMS物理传感器包括力学、电学等等;化学传感器则包括湿度、毒性气体等等。多种传感器类型的组合使用(比如惯性传感器)丰富电子烟交互方式,或是基于生物特征实现安全性更高的童锁都不无可能。

尽管以目前市场的实际情况来看,MEMS传感器并没有完全“干掉”的能力,两种解决方案并存无疑是未来一段时间的主题;但可以预见伴随全球各区域电子烟市场的加速合规,MEMS传感器的优势将得到进一步放大,并通过提升规模化降低成本,逐渐拿下更大份额电子烟产品市场。

原文始发于微信公众号(格物消费):【格物】敏芯股份表现亮眼,拿手的MEMS传感器会干掉电子烟咪头吗?

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