MEMS傳感器面臨三大挑戰(zhàn)和四大趨勢(shì)
什么是MEMS?
微機(jī)電系統(tǒng)（英語(yǔ)：Microelectromechanical Systems，縮寫(xiě)為MEMS）是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起的一種工業(yè)技術(shù)，它的操作范圍在微米范圍內(nèi)。比它更小的，在納米范圍的類似的技術(shù)被稱為納機(jī)電系統(tǒng)。
如今，我國(guó)作為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地，正消耗著全球四分之一的MEMS器件。但目前，我國(guó)大部分MEMS傳感器仍依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)MEMS傳感器也仍以中低端為主，技術(shù)相對(duì)落后，這一局面將在較長(zhǎng)時(shí)間里一直存在下去。那么，各家MEMS企業(yè)又該如何擺平心態(tài)，正視這一挑戰(zhàn)，從而尋找其中的發(fā)展商機(jī)呢？
中國(guó)正消耗著全球四分之一的MEMS器件
三大挑戰(zhàn)：技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力、價(jià)格影響
中國(guó)MEMS廠商面臨的挑戰(zhàn)非常多。首先，缺乏高端研發(fā)人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的本土MEMS工程師，導(dǎo)致基礎(chǔ)研究落后。同時(shí)，MEMS傳感器商業(yè)化應(yīng)用周期長(zhǎng)，MEMS傳感器研發(fā)時(shí)間更長(zhǎng)，這對(duì)MEMS企業(yè)的耐心、遠(yuǎn)見(jiàn)是一個(gè)很大挑戰(zhàn)。
另一方面，中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)鏈在競(jìng)爭(zhēng)方面，力量還較薄弱，沒(méi)有產(chǎn)生在國(guó)際市場(chǎng)上具有領(lǐng)導(dǎo)地位的企業(yè)。MEMS傳感器和IC芯片一樣，具有很強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)出貨量上不去，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，例如前端流片等環(huán)節(jié)加工能力薄弱，一致性、生產(chǎn)重復(fù)性都不能滿足設(shè)計(jì)加工工藝要求。因此，整個(gè)MEMS產(chǎn)業(yè)鏈均處于投入階段，盈利比較困難，產(chǎn)生了惡性循環(huán)。
系統(tǒng)廠商對(duì)于MEMS產(chǎn)品需求量很大
此外，價(jià)格下滑導(dǎo)致MEMS廠商盈利困難。MEMS傳感器產(chǎn)品的價(jià)格，并非與產(chǎn)品的重要性或開(kāi)發(fā)難度成正比。例如，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從應(yīng)用廣泛和競(jìng)爭(zhēng)激烈的陀螺儀和加速度傳感器市場(chǎng)來(lái)看，價(jià)格每季度下跌3％至5％，系統(tǒng)廠商對(duì)于MEMS產(chǎn)品需求量很大，但是它們也已經(jīng)把價(jià)格殺到MEMS廠商難以為繼的地步。
四大趨勢(shì)：新興器件、新應(yīng)用、顛覆性技術(shù)、新設(shè)計(jì)
面對(duì)上述挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)MEMS廠商如何樹(shù)立信心，尋求機(jī)遇呢？
首先必須承認(rèn)，中國(guó)是最大電子生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，終端消費(fèi)市場(chǎng)巨大，該優(yōu)勢(shì)應(yīng)該可以給各家MEMS廠商給予一定信心。而且受物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，MEMS傳感器的市場(chǎng)增量將相當(dāng)可觀。另外，MEMS傳感器產(chǎn)品多樣，也有巨大的創(chuàng)新空間。
MEMS傳感器制造需要依賴發(fā)達(dá)的半導(dǎo)體微加工技術(shù)
另一方面，根據(jù)MEMS傳感器的特點(diǎn)，MEMS傳感器一直依賴于使用基于半導(dǎo)體的微加工技術(shù)來(lái)制造器件，以取代更為復(fù)雜、笨重或不敏感的傳感器。據(jù)此，未來(lái)將有四大趨勢(shì)改變MEMS市場(chǎng)格局。它們分別是：新興器件、新應(yīng)用、顛覆性技術(shù)、新設(shè)計(jì)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：新興器件，如微鏡和環(huán)境組合傳感器；新應(yīng)用，如壓力傳感器應(yīng)用于位置或高度感測(cè)；顛覆性技術(shù)，包括封裝、新材料，如壓電薄膜和300mm/12寸晶圓；新的設(shè)計(jì)，包括NEMS納機(jī)電系統(tǒng)和光學(xué)集成技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)未來(lái)十年的核心發(fā)展戰(zhàn)略，MEMS傳感器則是物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一環(huán)，下一個(gè)十年，會(huì)涌現(xiàn)出遠(yuǎn)比現(xiàn)在主流MEMS傳感器更有市場(chǎng)前景的MEMS產(chǎn)品，期待中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)能躋身世界前列。
微機(jī)電系統(tǒng)是微米大小的機(jī)械系統(tǒng)，其中也包括不同形狀的三維平板印刷產(chǎn)生的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的大小一般在微米到毫米之間。在這個(gè)大小范圍中日常的物理經(jīng)驗(yàn)往往不適用。比如由于微機(jī)電系統(tǒng)的面積對(duì)體積比比一般日常生活中的機(jī)械系統(tǒng)要大得多，其表面現(xiàn)象如靜電、潤(rùn)濕等比體積現(xiàn)象如慣性或熱容量等要重要。它們一般是由類似于生產(chǎn)半導(dǎo)體的技術(shù)如表面微加工、體型微加工等技術(shù)制造的。其中包括更改的硅加工方法如壓延、電鍍、濕蝕刻、干蝕刻、電火花加工等等。
生產(chǎn)微機(jī)電系統(tǒng)的公司的大小各不相同。大的公司主要集中于為汽車、生物醫(yī)學(xué)或電子工業(yè)生產(chǎn)大批量的便宜的系統(tǒng)。成功的小公司則集中于生產(chǎn)創(chuàng)新的技術(shù)。所有這些公司都致力于研究開(kāi)發(fā)。隨著傳感器的發(fā)展微機(jī)電系統(tǒng)的復(fù)雜性和效率不斷提高。
朱先生