MEMSTIMES

标准化制造技术将大幅降低MEMS成本

MEMS的用户及潜在的用户目前最为关心的问题还是MEMS的高价格什么时候能降下来。Microvision在2008年Q4向市场推出了定价400美金的微型投影机，计划在5年内价格下降至100美元，目标价位低于100美元集成到手机和笔记本电脑的微型投影模块目前也在开发中。Ullal认为，半导体产业是在发明了晶体管并利用它开始真正应用的20年后才有的，半导体产业和MEMS区别在于，MEMS一直没有一个让许多不同的MEMS器件共享的技术平台。为了使MEMS器件实现诸多技术突破，人们必须提供一个系统级的解决方案，而做到这一点的关键环节就是封装技术，MEMS开发者必须为封装提供解决方案。

从MEMS应用的层面上看有更多的标准化需求而不仅是器件本身。Martin表示，针对MEMS产业大家庭的热门话题是标准化，但目前产业还处于一个学习过程中，代工业者也同样在这个学习过程中，我们离实现MEMS标准工艺技术之路还有几年要走，而离半导体产业习惯于CMOS技术那样的大规模标准化水平还需更长的时间。标准化将涉及接口和协议，MEMS作为一个行业需要充分利用这些因素，但不能因标准化而限制这个行业发展。

MEMS在过去两年增长迅速的原因之一就是标准的半导体加工设备存在一些共性。Eisenhut说，由于MEMS制造设备与半导体器件是通用的，大部分工艺又是正在研发的标准封装技术，Kionics选择了自主生产模式，这就是为什么Kionics已经能够与大公司在竞争激烈的消费电子产品市场竞争。当然随着时间的推移，自主生产的模式也有可能改变。

那么在MEMS领域代工模式可否像在传统半导体领域那样成功呢？Ullal认为，如果有足够的量是可以采用代工模式的，但单一MEMS器件的量并不大，这会给代工者带来太多的工艺转换麻烦。“我相信在未来10年将至少有一到两个版本的惯性传感器会由代工者制造，但目前还是自己做最节省时间。”

纳米技术的有趣应用在真正的微型传感器上，Ullal说，MEMS可能在未来5至7年相当热，但为了让器件尺寸能够真正缩小就需要结合纳米技术，也许你今天在实验室看到的自组装结构，10年后就会让真正的微型传感器几乎不要能量就能运行。“因此，MEMS业者如果今天不去研发机械结构，那么就将错过未来的纳米结构，因为你必须了解谁是客户、需要什么样的应用以及如何建立业务。”

目前MEMS主流市场是基于电容式的，而在无锡设有工厂的美新（MEMSIC）是全球第一家基于热对流（Thermal convection）技术的MEMS厂商，到目前为止也是惟一一家拥有100%自主知识产权、用标准CMOS工艺开发MEMS产品的中国公司，采用独创的SemiFab（半代工）模式——在TSMC流片后由美新自己做MEMS加工然后到南通富士通封装，为其拥有综合性价比优势的MEMS产品提供了保障。不过Martin表示，要帮助人们为MEMS设计出一种好的封装技术的确是一个挑战。

（Semiconductor International）

法国Yole Development最新的MEMS加速度计、陀螺仪及惯性测量系统的市场报告显示运动传感市场巨大且持续增长，到2013年将成为最大的MEMS产品领域。某些应用已经成熟，而另一些仍为新兴市场。想获得成功的MEMS供应商必须适应变化的经济形势。

降低成本是关键之一，而策略之一就是用8英寸线生产。信号处理也同样影响未来产品的发展。传感器智能化是产品差异性的强力措施。许多供应商从单纯的器件供应变为提供解决方案。屏幕显示旋转、跌落侦测等算法很普遍地在芯片级实施。

另一热点是把几种MEMS传感器集成在一起。难度在于把不同的输入合成，需要高度复杂的算法。集成加速度计和陀螺仪的5或6个自由度的惯性测量单元（IMU）广泛用于国防和航天。现在加速度计成本下降，MEMS陀螺仪集成度提高，在未来IMU集成到手机里也完全可能。

2008年全球共计生产7.52亿只MEMS加速度计和陀螺仪，对应18亿美元的市场。主要市场仍来自汽车业，但消费类在2011年有望赶超汽车应用。汽车中大批量的应用将仍限于已有的气囊、ESC、TPMS系统，至2013年增长率将在3.6%左右。而在消费类的应用增长率21.1%。Bosch与ST是全球MEMS加速度计市场的领先者，合占35%份额，挑战者包括Kionix、Freescale、ADI等，新的供应商也不断涌现。

陀螺仪方面，汽车市场明显是Bosch和Panasonic。在消费市场，InvenSense等多轴产品从单轴产品争得份额。ST以其新推出的双轴产品预期将取得类似其在加速度计方面的成功。

报告中提及的公司包括：

Analog Devices, Bosch, Bosch Sensortec, Colibrys, Crossbow, Denso, Endevco, Epson Toyocom, Freescale, HDK Hokuriku, Hitachi Metals America, Honeywell, Infineon, Invensense, Kionix, Lumedyne Technologies, MEMSense, MEMSIC, Microcomponents SA, Murata, Panasonic, PCB Piezotronics, SensorDynamics, Silicon Designs, Silicon Sensing Systems / AIS, ST Microelectronics, Systron Donner, Tronics, VTI, Sony, Rohm, Alps, MSI, Melexis, SMI, Fujitsu, LKD Aerospace, Kongsberg, L-3 Com/IEC, Senodia, Microinfinity, Wacoh, Gladiator Technologies, LV Sensors, Seagate

法国Yole Development根据2008年业绩，最近更新了前30位的MEMS公司排名。其中较之前比较大的变化有：
1）ST按2008年4.5亿美元的销售额，总体利润额排名第三；
2）Silicon Sensing System（SSS）与Atlantic Inertial Systems的合资，总体排名上升到23位；
3）加拿大的纯代工企业Micralyne进入前30名。

总体来说，2008年前30位MEMS制造商的销售额下降2%，达到55亿美元。汽车用MEMS板块受到金融危机影响，出货量下降10-20%，气囊加速度计等受影响明显，而胎压监控及电子稳定系统（TPMs、ESC）受的影响较小。

在消费类MEMS板块，打印头受挫巨大，2008年下降约15%。而消费类惯性传感器则有几个百分点的增长，象ST、ADI等表现良好。Micralyne是首次进入前30位的纯代工厂，销售额0.28亿美元。IMT下调了公司的利润数据，但其上年已重回盈利。

另外，有两家非制冷红外探测器厂商进入前30，分别是FLIR约0.66亿美元销售额，ULIS约0.61亿美元销售额。

对于2009年，Yole预计整个MEMS市场不会有大的起色。

法国MEMSCAP日前与美国的医疗器件公司OrthoMEMS达成多年战略合作关系，共同开发和制造用于诊断和治疗腰背疼痛的MEMS传感器。

对于MEMSCAP，该合作将有利于其在美国医用器件市场的拓展计划。对于OrthoMEMS，将极大地推进其突破性的脊椎用传感器技术。两家的技术和经验结合，将促成名为OrthoChip的微型、无电池的无线压力传感器的开发和商业化，将用于脊椎压力的客观量测，区分正常的压力与破坏性应力，并通过无线传输到读卡器上。

脊椎疾病是成年人主要的致残原因之一。估计每年美国有0.26亿人因严重脊背疼痛而需要理疗师治疗。

意法半导体（ST）与工程基板供应商Soitec，宣布两家公司签订一项排他性合作协议。根据此协议，两家公司将合作开发300毫米晶圆级背光（BSI）技术，制造用于消费电子产品中的下一代影像传感器。

当今的前沿影像传感器技术的分辨率正在持续提高，同时也不断要求缩减相机模块的整体尺寸，特别是消费电子市场要求更为迫切。这意味着影像产业需要开发个别像素粒子更小、同时还能保持像素灵敏度和高画质的影像技术。在下一代影像传感器开发过程中，背光（BSI）技术是应对这一挑战的关键技术。

两家公司的合作协议包括Soitec授权意法半导体在300毫米晶圆上使用Smart Stacking™键合技术制造背光传感器。这项技术是由Soitec集团中的Tracit事业部开发的，利用分子键合技术和机械以及化学薄化技术。意法半导体将开发新一代影像传感器，利用先进的65纳米以及65纳米以下的衍生CMOS制程工艺技术，在法国南部Crolles的300毫米晶圆制造厂生产。结合意法半导体先进的晶圆制造能力，Smart Stacking技术将有助于意法半导体加强在高性能移动消费电子影像传感器开发与供应的领先地位。

“对于尖端影像传感器开发来说，背光技术是小像素、高画质竞赛的一个要素，”意法半导体事业群副总裁兼影像产品部总经理Eric Aussedat表示，“通过与Soitec合作，意法半导体可以在相机产品中快速部署Smart Stacking技术。这项协议将加快具成本竞争力的先进影像传感器制程工艺的发展进化，进一步巩固格勒诺布尔（Grenoble）地区作为全球CMOS先进影像传感器技术领导中心的地位。”

“意法半导体选择我们的Smart Stacking技术来发展背光产品，我们感到非常高兴，”Soitec集团公司董事长兼总裁André-Jacques Auberton-Hervé表示，“我们的Tracit事业部开发的这项技术，支持快速部署与工程基板和3D集成相关的先进制程工艺，我们非常高兴能够支持意法半导体以客户利益为重的创新承诺。”

www.21ic.com

国际IDM大厂MEMS产品持续向前迈大步，近期已有IDM业者将原本单纯MEMS传感器加装MCU芯片，进一步升级为多功能MEMS感测芯片，半导体业者表示，Freescale打算在短时间内结合自家MCU芯片，让MEMS传感器更加多元化，随著国际IDM大厂于MEMS产品积极投入，对于还未全面进入MEMS市场的台厂而言，无形中又将大幅增加进入障碍。

半导体业者指出，Freescale原本G-Sensor产品是由2颗芯片所封装而成，1颗是单纯控制IC，另1颗则是MEMS感测芯片，但为能够替G-Sensor增加更多附加价值，Freescale将在G-Sensor中再加入1颗MCU芯片，由于其仍是藉由SiP与LGA封装成G-Sensor，这样做法对于Freescale制造成本并不会增加太多，加上Freescale原先在MCU制造便已驾轻就熟，要在G-Sensor产品中加入MCU芯片难度并不高，但对于客户端而言，加入MCU芯片却可让G-Sensor可应用在更多不同领域，竞争力将大增。

事实上，目前全球MEMS市场主要玩家，仍旧以少数国际IDM大厂为主，包括Freescale、ADI、Bosch及意法(STMicroelectronics)等，值得注意的是，由于想要真正跨入MEMS市场，最重要条件之一便是要具备资金实力及经济规模，因此，现阶段只有这些国际IDM大厂玩得起，不过，随著国际IDM大厂加快MEMS研发脚步，未来MEMS进入障碍恐将再提高，对于积极想切入MEMS市场的台系半导体厂来说，无疑是雪上加霜。

半导体业者表示，相较于Freescale这些国际IDM大厂，台厂到目前为止虽宣称要大力发展MEMS产业，不过，受限于技术与制程上的瓶颈，现阶段想要大量制造MEMS相关产品，还有一定的难度，而眼看国际IDM大厂已进一步将MCU加入G-Sensor中，对于至今尚未站稳脚步的台厂而言，恐将加大与国际IDM大厂间的竞争差距。

部分半导体厂则认为，尽管现阶段台湾半导体产业在MEMS市场仍无法追上国际IDM大厂，但由于台厂在标准CMOS制程发展已相当成熟，一旦台系MEMS设计公司可开始大量采用CMOS制程，制造MEMS商品，届时加上MCU厂商同样采用CMOS制程，要将MCU芯片放入MEMS产品，仅需在电路设计上进行修改，未来在制造上应不会有太大问题。

转自Semi中国

2009年5月8日，由EDN杂志组织的新兴电子技术论坛在上海张江集电港内的龙东商务酒店展开。上午的专题是MEMS技术，共有四个演讲，分别来自IMEC上海联络处、Freescale、Knowles、和本土Startup公司苏州敏芯。

来自IMEC的高腾介绍了对于“More Thank Morre”时代在中国的一些机遇，并提出了中国目前需要一个面向产业化的独立的公共研发平台的迫切需要。另外还特别提到了目前消费类产品的“山寨模式”，包括其快速灵活的市场反应、一定范围内的差异化竞争、有趣的产业分工、低门槛的创新研发。这种“山寨模式”势必会对传统的研发模式产生冲击，显而易见，国际大公司投入大笔经费、历时数月甚至几年的研发行为无法再象过去一样享受高附加值的回报周期。而“山寨模式”本身追求的是快速获利的游击战术，是建立在把人工成本压缩到极限的基础之上。可以说，“山寨模式”做到极致也是永远不能孕育出创造力的，从制造大国变为创造大国是无法“山寨”的。

Freescale的演讲重点介绍了其惯性传感器在消费类产品中的应用，以及公司集成加速度计、磁场传感器、MCU等的电子罗盘规划。

Knowles的销售经理田华介绍了公司的历史沿革、以及硅麦克风的技术和市场优势。截至2008年末，Knowles的硅麦克风全球市场占有率达95%以上。

最后一个演讲人是苏州敏芯的创始人兼CEO李刚，重点介绍了其在中国从事MEMS产品创业的酸甜苦辣。第一、必须是Market-Driven；第二、必须掌握技术诀窍，能够在一定的时间期限内拿出满足性能要求的产品，并且对其它的本土竞争对手有一定的壁垒；第三、能够整合实现产品开发制造的完整产业链条，而在目前国内的现实，Semi-Fabless是比较可行的模式。既不需要自己大量资金投入，也可以降低完全依赖他人的风险，同时解决某些环节在国内无处外包的现实。而对于MEMS Startup来说，应该抓住一个产品、一个Niche市场来实现突破，切忌象搞科研一样兴趣广泛，浅尝辄止。

另外，值得注意的是论坛的听者甚众，不得不现场加座。可见MEMS技术在国内已经有越来越多的关注和业内人员。

台湾扶植MEMS产业再下猛药，为了让台湾半导体厂商愿意全心投入发展MEMS产业，首度将MEMS列入“政策性”补助产业，使台湾半导体厂商申请MEMS产业补助时，不受科专计划3年3,000万元（新台币，下同）限制，且据了解，上周五“经济部”主动邀请联电执行长孙世伟前往“经济部”，针对官方未来将MEMS产业纳入政策性补助产业做广泛讨论。

过去官方对MEMS产业的扶持，包含了国家型芯片系统计划，还有已迈入第3年的单芯片创新产品联盟(SIPP)计划，但这些计划所能够使用经费有限。

“经济部”的科专计划每个厂商在申请时有其限制，包括了单一计划执行期最长不得超过3年，且3年内所使用的经费也不得超过3,000万元的补助，而在MEMS产业列入政府政策性补助产业后，单一厂商，获官方补助资金可大幅扩增达2亿元，甚至“经济部”内部还评估不排除增加到3亿元可能。

除此之外，更让半导体厂商感到与过去大不同的地方在于，以往台湾半导体厂商大多站在向政府要钱角色，公司必须主动向政府提出申请，不过此次在MEMS产业上却完全颠倒过来，政府主动希望台湾半导体厂商，加快脚步向经济部申请发展MEMS产业补助。

台湾MEMS业者指出，事实上对于官方此次化被动为主动，对他们来说可算是相当大的鼓舞，而此次官方会愿意这样主动向业者要求，实际上应与日前联电已发展且完成验证的Mixed-SignalMEMS制程技术有一定程度关连。

原因在于联电此套制程已可完全采用标准CMOS的逻辑制程制造MEMS产品，对于原先仍考虑是否要投入MEMS市场台湾IC设计公司来说，代工产能已不是问题，因此将更有意愿会向官方提出发展MEMS产业补助。

- 据SEMI-CHINA