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中国MEMS产业未来十年:创新、封装、新材料是关键


  来源: 中国电子报 时间:2020-09-03 编辑:仪器仪表WXF
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2020年是国家“十三五”规划的收官之年。“十三五”期间,作为传感器领域的重要增长点,MEMS产业发展成果尤为丰硕,中国已经成为全球MEMS市场发展最快的地区。


MEMS


消费电子、汽车电子的应用长足发展,5G、物联网等行业方兴未艾,带动了MEMS产品快速增长,中国MEMS产业市场规模从2016年的363亿元,以年均复合15%的增长率,至2020年约708亿元,远高于全球约 9.6%的增速。MEMS 产业在中国大陆形成了多个产业聚集区,苏州、北京、上海、深圳、武汉、郑州、无锡、淄博等地都在大力发展MEMS产业,不少省市出台了MEMS、传感器产业扶持政策,设立了产业园区。


但是,也要看到,我国的MEMS产业目前尚处于相对弱小的位置,绝大部分企业是中小企业,缺乏像ST、BOSCH这样的龙头企业,技术水平和技术积累与国外相比仍存在很大差距,市场主要为国外品牌占据,特别是高端产品。在当下这种复杂的国际环境下,如何更好地发展中国的MEMS产业,是摆在所有MEMS同仁面前的共同课题。未来,我国MEMS产业发展将呈现以下几个特点:


第一,未来十年是中国MEMS产业的黄金十年。中美贸易摩擦、科技脱钩、美国打压特定企业,包括新冠肺炎疫情影响的长期化,是我们不得不面对的困难,也给我们的产业发展带来了不小的负面影响,特别是在市场端。但是,外部的压力也给我们带来了机遇。一是国产化机遇,之前不愿用、不敢用国产芯片的企业不得不使用国产芯片;二是科创板机遇,科技创富时代已经来到,部分MEMS企业上市带来了很好的示范效应;三是新基建机遇,5G、物联网市场带来的新需求;四是国家扶持的机遇,国家正在加大政策和资金投入力度,扶持MEMS产业。因此,可以预测未来十年将是中国MEMS产业的黄金十年。


第二,中国MEMS企业创新能力亟待提升。MEMS产业前景光明,但中国MEMS企业的自主创新能力跟国外企业比,差距还很大。模仿的多,原创的少;跟随的多,超越的少。像马斯克猎鹰火箭那样颠覆性的创新少之又少。我们希望“十四五”期间,越来越多的中国企业抓住市场机遇,下大力气加强自主创新,在产品创新上走在世界前列。


创新就需要人才。MEMS与IC不同,要想做好MEMS产品,需要既懂微电子,又懂力、声、光、电、磁、热等多种学科的复合型人才。如何培养人才,不仅是MEMS从业者,更是整个社会教育体系需要加强的。


第三,代工制造是中国MEMS产业重要特点。传统观点认为MEMS是一个产品一种工艺,不适合代工模式。但从我们实际运营6寸代工厂的经验看,MEMS工艺也在逐步标准化、兼容化,且MEMS与IC比体量小得多,IDM模式投入巨大、运营难度大,对公司综合实力要求高,大部分MEMS企业其实更适合代工模式。而且我们发现,可以通过一些机制上的创新,让设计企业摆脱重资产投入受约束的同时,享受IDM模式开发周期短、质量控制好的优势。


当前国际形势日趋复杂,企业普遍有规避风险的需求。同时,国内MEMS制造水平不断提高,更有反应快速,沟通成本低、价格方面的明显优势,所以很多企业都在积极考虑将制造环节回流大陆,这个趋势非常明显。这也导致大陆的MEMS晶圆厂建设提速,进一步壮大了我们国家的MEMS制造力量。这里面地方政府起到了积极的推动作用,但是我们也建议要因地制宜,科学论证,综合考虑本地的产业链、人才等情况,避免一哄而上,出现重复建设、后期运营困难等现象。


第四,先进封装是MEMS产业重要环节。MEMS封装是决定MEMS器件性能的重要环节,需要同时实现芯片保护、外界信号交互等多种功能。封装工艺好坏,很大程度上决定了MEMS产品的性能和成本。与IC封装相比,MEMS封装需考虑的因素更多,更加复杂,且标准不一,往往需要定制化。近年来,3D晶圆级封装技术取得长足进步,可以把MEMS和ASIC整合在一起,进一步提升效率和缩减尺寸是MEMS先进封装领域的重要方向。



第五,新材料和传感集成是MEMS产业新的机会。硅基MEMS已经发展了40多年,如何才能大幅提高产品性能、降低成本,基于新材料的MEMS器件是一个摆在我们面前的巨大机会。比如PZT、氮化铝、氧化钒等新材料MEMS器件正在取得突破,下一步有望快速应用,取代部分传统硅基产品。同时,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再通过集成微控制器、微处理器等芯片的传感器集成技术,也是MEMS产业新的市场机会。

关键词:中国 MEMS产业 未来十年    浏览量:11352

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