精品文檔-下載后可編輯MEMS蓬勃發(fā)展意味著我國(guó)應(yīng)跟緊步伐-基礎(chǔ)電子

MEMS技術(shù)運(yùn)用開始于上世紀(jì)70年代末期的歐美等國(guó)家，用于以蝕刻硅片結(jié)構(gòu)制作壓力傳感器、電容式感應(yīng)移動(dòng)質(zhì)量加速計(jì)和定位陀螺儀。上世紀(jì)90年代起，圍繞著PC和信息技術(shù)，微光學(xué)器件成為MEMS運(yùn)用的主要領(lǐng)域。本世紀(jì)初，隨著工藝技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，面向射頻無源元件，在硅片上制作的音頻、生物和神經(jīng)元探針，以及所謂的“片上實(shí)驗(yàn)室”生化藥品開發(fā)系統(tǒng)和微型藥品輸送系統(tǒng)的靜態(tài)和移動(dòng)器件，開始廣泛?jiǎn)⒂肕EMS工藝技術(shù)。我國(guó)在科研方面與國(guó)際幾乎同步，但產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工藝和應(yīng)用與國(guó)際相比，具有近10年的差距。

由于MEMS技術(shù)工藝具有較大的分散性和差異性，其運(yùn)用方式不同，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料、加工、系統(tǒng)集成、封裝、測(cè)試等都面臨諸多復(fù)雜問題。例如，CMOS和MEMS集成問題，MEMS器件大批量、低成本、高可靠性的工業(yè)化生產(chǎn)問題，封裝工藝的標(biāo)準(zhǔn)化問題，適應(yīng)性較廣泛、穩(wěn)定、成品率和可靠性較高的工藝流程問題，封裝設(shè)計(jì)和工藝規(guī)范模塊化問題等等，都是MEMS技術(shù)發(fā)展過程中亟待解決的問題。

此外，商業(yè)模式也是制約技術(shù)發(fā)展的重要因素。成本壓力增大，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，投資力度不足，市場(chǎng)集中度不高，難于形成整體性運(yùn)行與服務(wù)的商業(yè)模式，迫使應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)選擇離散型較大，工藝劃分清晰導(dǎo)致技術(shù)差異較大，難以發(fā)揮化、規(guī)?；б?，很難真正成為一種可以服務(wù)于多個(gè)垂直市場(chǎng)的規(guī)模商業(yè)化模式。很多IC企業(yè)希望進(jìn)入MEMS領(lǐng)域，但缺乏技術(shù)和人才，技術(shù)往往都在大專院校和科研機(jī)構(gòu)，缺乏成果轉(zhuǎn)化與商業(yè)開發(fā)。

市場(chǎng)需求增加推動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大

隨著電子產(chǎn)品在醫(yī)療、家庭、汽車、環(huán)境和安防系統(tǒng)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，同時(shí)在日常生活中更加普及，MEMS產(chǎn)業(yè)對(duì)新型封裝技術(shù)和封裝材料的需求變得愈加迫切。產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)中的協(xié)同設(shè)計(jì)、低成本材料和高可靠性互連技術(shù)方面的創(chuàng)新，以及產(chǎn)業(yè)化、個(gè)性化的創(chuàng)新型封裝解決方案也顯得至關(guān)重要。

據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2011年MEMS器件銷售額突破80億美元，比2010年的71億美元約增長(zhǎng)12.8%。不同的MEMS應(yīng)用領(lǐng)域增長(zhǎng)速度有快有慢，凸顯器件的應(yīng)用領(lǐng)域更加多樣化，也越來越廣泛。其中，汽車傳感器、消費(fèi)與移動(dòng)MEMS領(lǐng)域產(chǎn)品銷售額增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平均增長(zhǎng)速度。工業(yè)、航空和醫(yī)療等高附加值傳感器產(chǎn)品銷售額增長(zhǎng)大于30%，并且未來5年內(nèi)還將會(huì)持續(xù)保持一定的增長(zhǎng)速度。這將促使許多MEMS廠商在看好不斷增長(zhǎng)的高端市場(chǎng)同時(shí)，著手調(diào)研其他市場(chǎng)，拓展其他相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，追求穩(wěn)定的增長(zhǎng)和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

封裝工藝多樣化技術(shù)發(fā)展趨于成熟

由于半導(dǎo)體集成電路工藝對(duì)MEMS形成了較大的支持，使得以單晶硅Si、Si02、SiN、SOI等為主要材料，在納米到毫米量級(jí)制作電子和機(jī)械元器件，成為微電子系統(tǒng)集成發(fā)展的新方向。與IC芯片不同，MEMS封裝一般要與外界接觸，需要滿足適應(yīng)特殊情況的信號(hào)界面、外殼、內(nèi)腔、可靠性、降低成本等要求。因此，劃片、燒結(jié)、互連、密封等工藝都需要特殊的處理方法。而IC恰好相反，其封裝是采用裹槨式的密封隔離來保護(hù)芯片的。更多的半導(dǎo)體詳細(xì)可點(diǎn)擊/ic/185610.html

在不同的產(chǎn)品中，MEMS封裝通常采用多種技術(shù)結(jié)合，如高密度封裝、大腔體管殼與氣密封裝、晶片鍵合、芯片的隔離與通道、倒裝芯片、熱學(xué)加工、柔性化凸點(diǎn)、準(zhǔn)密封封裝等技術(shù)。在材料選用上大多采用陶瓷、金屬、鑄模塑料，以及陶瓷與金屬、陶瓷與玻璃、金屬與玻璃等結(jié)合的方式來滿足對(duì)特殊界面和外殼性能的要求。這些技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)基本趨于成熟。

另從國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)看，MEMS封裝類別幾乎都沿用標(biāo)準(zhǔn)IC封裝結(jié)構(gòu)形式，力求使其更規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，以便于低成本和規(guī)模化生產(chǎn)。

產(chǎn)業(yè)集中度提升促進(jìn)商業(yè)化模式創(chuàng)新

眾所周知，MEMS涉及技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而復(fù)雜，難以形成一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模式，但需要對(duì)每種應(yīng)用確定一種標(biāo)準(zhǔn)封裝及其發(fā)展方向。比如在電路工藝制作、測(cè)試和封裝結(jié)構(gòu)上力求實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。行業(yè)機(jī)構(gòu)已著手制定封裝和制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，正在嘗試商業(yè)化模式，引入風(fēng)險(xiǎn)投資參與具體產(chǎn)品的基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)，拉近和縮小與平面工藝的差距與距離，降低生產(chǎn)難度，逐步形成通用工藝技術(shù)平臺(tái)。同時(shí)，引導(dǎo)和吸引傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造商參與MEMS工藝產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)，特別是參與到醫(yī)療、安防、汽車和環(huán)境領(lǐng)域中（力敏、磁敏、光敏傳感器和生物醫(yī)學(xué)的各種執(zhí)行器等需求大、價(jià)值高，是具有良好經(jīng)濟(jì)效益的高端產(chǎn)品），以促進(jìn)MEMS產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

總而言之，MEMS是當(dāng)今國(guó)際共同關(guān)注的重大科技前沿技術(shù)，已不同程度地被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)元器件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝過程中，成為基礎(chǔ)產(chǎn)品創(chuàng)新的技術(shù)平臺(tái)。該技術(shù)的應(yīng)用，使得創(chuàng)新功能與結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，發(fā)揮了無可比擬的作用。從敏感元件到通信器件、移動(dòng)通信前端的RF、微流體系統(tǒng)等，無一不存在MEMS技術(shù)，誕生出新型