e世绘 | 市场有多大挑战就有多大？MEMS陷入两大困局

微机电系统（MEMS）是融合了微电子、机械、材料领域技术发展的产物，也是一项非常复杂的技术。如何量产，怎样的方式是有效的、怎样又是无效的，如何经济的实现大规模产出是一个有挑战性的问题。

对于MEMS的设计而言，封装与测试似乎显得不足轻重。然而真的是这样吗？

-MEMS芯片就像是黑盒子。通常情况下是气密密封，因为大多需要一个真空的工作环境。这给测试带来了很大的难度。高精度加速度计和陀螺仪中，封装需要和MEMS芯片隔离以优化性能。

-而产量的问题取决于MEMS器件自身之外的因素。因为一些是对热或者压力敏感的，又由于难以进行测试，所以没有简单易行的方法来确定其可靠性。这种"密闭"的形式，让MEMS自身与测试等过程中的创新受到了一定的限制。

由于投资回报率的问题，制造商一旦建立模型就不愿意改变它，创新成了一件受到影响的事。

量产是一个问题，尤其是在一开始。因此必须对封装建立一组规范与一套流程。较小客户群可能会进行产品的定制化，或许产量方面就会遭受损失。

现在正是物联网的风口，大量的传感器被需要。在新兴领域，MEMS体积更小，同样给实现更高利润带来可能。

封装的挑战有哪些？
提高盈利的一个重要的方式就是新的封装方式。如今，绝大多数MEMS传感器被封装在聚合物的保护之中。还有其他选择，包括QFN封装以及，尽管在经济性方面能有进展，但是也有弊端。

通过使用QFN封装，你可以在相同体积的情况下实现更多的功能。还有另外一种封装方式也会是被看好的，这就是扇出晶圆级封装（FO-WLP），可以是实现增加功能性的同时不带来价格的增加。

不同的封装可用于不同的应用，也正因为MEMS市场的碎片性，哪个封装方式将成为主流还是有待时间考证的，而关于价格也并非有一套成型的规范。FO-WLP也可能是未来的一大重点方向。

测试挑战有哪些？
随着新的封装方式的使用，MEMS的封装成为一件越来越难的事情。扇出晶圆级封装需要在封装前对MEMS芯片芯片进行测试。此外，晶片需要在"重构"之前和之后进行测试。这是至关重要的，因为在一些情况下，晶片和MEMS器件可能来自不同的供应商。

这其中有一个挑战就是确保测试过程不会带来新的问题。大多的测试会损坏敏感部件，而收不稳定性的影响的测试中比如偏置温度，又往往会有不可靠的器件流入市场中。随着器件缩小，阈值电压会随着施加的应力而发生移位。

封闭性对于MEMS器件的测试也是一个大的挑战。

尽管晶片级测试已经得到了应用，但是通过晶片级测试来预测封装后器件的产量仍是具有挑战性的。

MEMS面临着价格的压力，许多MEMS代工厂使用老技术，前期的投资较少。而实际上，规模经济来自新的制造过程和能力，然而很多工厂只对目前的投入产出做出权衡。

根据IHS，惯性传感器、麦克风和体声波装置有超过10亿美元的MEMS市场规模，然而也是与投资息息相关的。

MEMS器件的需求在未来几年将显着增长，特别是因为感测运动的装置对传感器的需求。当然有标准化产品的需求也有定制化产品的需求。但制造和测试的方面都存在巨大挑战，尤其是当系统供应商需要更高的可靠性、更小的体积，然而希望更低的价格。

未来MEMS的道路并不易，甚至变得更加困难，因为实现这些目标就需要创新，在前期投资和设备方面都需要有投入。变化正在进入这个市场。但是，他们会是什么样子，什么时候发生，谁最终会从这些变化中受益，都还不得而知。

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