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超越摩尔定律的新技术MEMS

时间:11-29 来源:半导体国际 作者:王志华 点击:

输入输出。MEMS的晶圆级测试需在真空或特殊气体等可控的环境下进行,通用的封闭平台可以测试RF MEMS、谐振器等器件,以及像加速度计和陀螺仪之类的惯性传感器。

成品率是Fab的生命,对于MEMS也同样重要,因此作为MEMS成品率提升的关键技术MVD(分子气相沉积)倍受关注。来自宇灿股份有限公司的赵先忠在介绍Applied MicroStructures的MVD技术时表示,如MEMS传感器的具有高深宽比的梳状(Comb)结构和MEMS微麦克风的薄膜等,容易出现结构间沾粘的问题。使用MVD沉积抗粘薄膜涂层后,沾粘问题将可迎刃而解,对于MEMS制造而言,成品率可提升约14%。MVD具有低成本、环境友好、高质量薄膜沉积特点,目前全球各大MEMS大厂均已采用MVD设备。

Fabless与Fab模式

面对爆炸式成长的MEMS市场,无论是Fabless或Fab都自然不会放过这个"蛋糕",随着晶圆代工大厂TSMC、UMC和SMIC的强势进入,而诸如ASMC这样特制化的代工厂也独辟蹊径,一场MEMS代工的"暗战"拉开帷幕。

耕耘于MEMS领域10年之久的美新半导体(MEMSIC)依靠Fab-lite模式成为国内MEMS成功的典范,MEMSIC R&D经理杨宏愿指出,将CMOS与MEMS集成是MEMSIC成功的重要因素。他表示,创新的运动传感器技术加速了MEMS价格的降低,MEMSIC的目标是将阳春白雪的高端传感器拉下神坛,成为普遍型的应用产品。MEMSIC目前正在开发由3轴地磁传感器和2轴加速计组成的5轴定位系统,未来将开发6轴方案,而地磁传感器将是下一个像加速计的产品。

TSMC主流技术事业发展处长刘信生表示,成功的厂商需要在1年内推出产品,而目前近60亿美元的MEMS产业已经有相当多的高手,因此选好代工伙伴对于MEMS厂商非常关键。MEMS的进一步成长必须利用好现有CMOS的投资和基础设施。他指出,目前工艺已从4、6寸转向8寸,选择的合作伙伴需要有长远的线路图,而不仅仅是一两代的产品计划。

上海先进半导体(ASMC)COO孙臻则认为,MEMS 产业有别于半导体(IC)产业引导下游终端产品迈向经济规模效益的发展模式,MEMS着重在以客制化的微加工制程服务,来提升现有终端产品的附加价值,以维护产品在市场上的独特竞争利基。他表示,ASMC推出自己业务模式,以量至上,快速达到一定经济规模,再以有竞争力的成本,结合其他MEMS技术,共同拓宽市场需求量。

MEMS不走寻常路

据Yole Développement预测,2010年及随后四年内MEMS市场将重启12%的年比净增长率,而MEMS代工将超过25%增长率。当前的经济衰退使得许多系统制造商停止内部制造,转向外包代工;晶圆级封装和采用TSV的3-D芯片堆叠也将驱动MEMS代工的成长。面对未来的巨大成长空间,MEMS是走CMOS IC的专业标准化合作之路还是走非标准的特殊工艺之路?来自学术界和产业界的专家也针对于此展开了激烈的辩论。

北京大学李志宏教授认为,"One MEMS, One Process",MEMS的模式开始应该是从不标准到标准再到不标准。MEMS的机械部分是IC所没有的,起始之路是不标准的;然后由于制造成本昂贵, MEMS厂商可能寻求Foundry和标准的工艺,但无疑会牺牲MEMS器件本身的特点和性能,因此有一个阶段MEMS会向几个标准化方向靠近;但是最终,MEMS会出现很多不同的分支,呈现不标准化。SUSS的龚里表示,MEMS有硅基的、非硅的、氧化矾和氧化铁的等,材料不同,设计也不同,且客户对于MEMS产品的需求多样化,没有办法去标准化。上海交大微纳科学技术研究院赵小林教授表示,硅基MEMS可能走向标准化IC工艺,但还有很多非硅、流体或磁MEMS产品,这些要形成标准化非常困难。ASMC的孙臻表示,每个MEMS公司都有自己产品的竞争优势,而Foundry所做的更多是降低成本。因MEMS系统设计涉及光、机、电与材料等技术领域,量小品种多,不易发展出标准化的产出模式,因此产业链还需要一点时间酝酿。而目前MEMS大厂也以IDM居多。对于中国MEMS产业来说,更多的需要通过合作形成一个"虚拟MEMS IDM"。

上海复旦大学鲍敏航教授说,MEMS产业已有很多成功者,但是更多的还是在研发,要把产品进行量产,但很多公司没有太多资金去建立生产线,因此需要实现工艺的标准化,小公司就有机会通过Foundry去实现产品化,而MEMS产业也因此获得更多创新产品,未来表面硅工艺会慢慢取代体硅工艺。Coventor的覃裕平和Cadence的张剑云同时指出,需求是行业发展的最终动力,要走大众化消费品的路线,MEMS必须标准化,否则成本很难降低。MEMSIC的杨宏愿认为,MEMS必须标准化是个商业考量,它需要通过标准化来降低成本和获得利润。尽管市场上存在许多种MEMS,但最终市

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