MEMS制造：MEMS产业的绊脚石还是铺路石？麦姆斯咨询：MEMS产业增长潜力巨大

MEMS产业增长潜力巨大，而MEMS制造是产业持续发展的瓶颈还是将潜力兑现成现实的关键路径？据麦姆斯咨询报道，漫长的开发周期、繁多的制造平台、研发期间的用量少带来的高报价是阻碍新产品快速研发的主要绊脚石。了解MEMS制造的特殊特性，清楚众多生态系统的选择，将有助于您在面临挑战时发展路线清晰，从而更快速地开发出具有特色的新产品。

MEMS器件种类繁多，要求不一。一种器件就是一套工艺流程，这是MEMS制造面临巨大挑战的根结所在。虽然单一的方法不适合所有公司，但利用不同公司专业知识形成生态系统是解决这些挑战的最佳途径之一。然而，整合生态系统是有困难的，因为整个供应链涉及多个合作伙伴，只有当供应链的所有成员都遵循相同的基本设计规则和共同的顶层技术发展路线时，这套生态系统才能奏效。由于建立共同规则需要时间和精力，许多大中型企业更倾向于不计成本地打造自己的供应链。相比之下，新兴企业无法支持对新设备的大量资金投入，不可避免地会发现拥有所有设备以及各种各样MEMS工艺的代工厂是更具吸引力的选择。当您踏上一个MEMS制造之旅时，您该如何做抉择以保持领先地位呢？

寻找合适的生态系统合作成员

在MEMS制造中，可选择的技术很多，工艺集成很困难。各家的独门绝技是保证按时完成特殊产品开发的关键。如果您不能建立供应链，您必须找到与您的技术相匹配并互补的生态系统合作伙伴（如下表）。

生态系统选择与企业专长相关：1 =完美匹配，2 =匹配，3＝较匹配

您还必须了解您的公司对最终产品或生态系统中的其他伙伴的附加值。最重要的是，合作伙伴之间必须相互信任。缺乏相互信任将导致信息共享和知识积累不足，从而引发问题解决速度慢和/或造成开发周期时间过长。

选项1：拥有完整供应链

虽然很少有公司能够支持选项1——拥有整条供应链（如博世或意法半导体），但好处确实很多：所有专有技术都由公司拥有，知识产权容易被保护，供应链管理更简单。然而，这个模式需要对设备投入巨额资金。长远来看，供应链的每一个环节上都要付出巨大的努力和金钱才能保持技术上的竞争力。

选项2：外包ASIC

您可能会选择只外包ASIC (专用集成电路)制造，也可能包括ASIC设计和组装等，而其他供应链则相对完整。这个选项需要公司在MEMS技术方面有专业优势，能从MEMS制造工艺控制中获益，进而从无晶圆厂（fabless）模式的限制中解脱出来。这个选项还能确保比自有代工厂拥有更多的知识产权保护。

虽然选项2的缺点与拥有完整供应链的模式相似，但可以通过外包MEMS芯片制造供应链的一部分，或将一些开发任务外包晶圆供应商，这些晶圆供应商能够在晶圆上完成嵌入式结构和/或多层晶圆堆栈封装。外包将缩短流程，即使需求量增长也无需增加资金投入。第三种外包方式是将难度很大或不兼容的步骤外包。这样做的好处很多，比如获得更好的材料，包括特殊聚合物，这些聚合物通常比硅更贵；再比如贵金属（黄金或铂），其薄膜沉积过程可能引发沾污问题。

选项3-4：代工厂模式

虽然更多的公司仍然拥有完整供应链或将ASIC外包，而不会外包给MEMS代工厂，但外包给MEMS代工厂的解决方案对有成本意识的公司仍不失为好选项。如果您无法负担新设备、先进材料的大量资金投入，或者因产品生命周期短而需要迅速扩大规模，那么您可以尝试下选择代工厂模式。有两种主要模式：外包给纯MEMS代工厂（选项3）和外包MEMS制造和设计给MEMS代工厂（选项4）。选项3不提供设计服务，代工厂本身也不具备设计能力。对于有MEMS设计能力的公司，如果没有MEMS生产线，选项3是不错的选择。然而，如果您的公司缺乏对MEMS设计的深入了解，选项4会给您设计支持，也可能提供知识产权。

操作员正在对硅片进行检验，以确保符合客户的质量和性能规范

选项5：采购现成的MEMS芯片

选项5是购买现成的MEMS芯片，作为组件构成的基础。如果贵公司在价值链中具有很高的价值或者有系统级的专业知识，这是一个可靠的选择。

在未来，MEMS生态系统的参与者将通过提供设计库开发和MEMS工艺设计套件的支持组合而获胜，跟当前IC行业的规则相同。这种获胜的方法将大大缩短MEMS产品设计周期——从概念到过程开发和成品完成，并最终将改变MEMS制造业的游戏规则。

延伸阅读：

《MEMS产业现状-2017版》

《超越摩尔应用的晶圆市场-2018版》

《半导体领域的玻璃衬底制造市场-2017版》

《半导体制造应用的激光技术-2017版》

推荐培训：

2018年7月13日至7月15日，麦姆斯咨询主办的“MEMS制造工艺培训课程”将在无锡举行，培训内容包含：（1）硅基MEMS制造工艺（体微加工技术、表面微加工技术和CMOS MEMS技术）；（2）MEMS特殊薄膜工艺技术（AlN和PZT等压电薄膜的沉积工艺）；（3）掩膜版制造工艺；（4）非硅基MEMS制造工艺（LIGA、准LIGA、精密机械加工、微注塑等）；（5）半导体激光器VCSEL制造工艺；（6）选修课程：MEMS设计工具Tanner软件及应用（MEMS设计-建模与仿真方法、MEMS代工厂合作成功案例）。

麦姆斯咨询

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