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国内MEMS企业渐露头角 产业链初具规模


  来源: 半导体行业观察 时间:2020-08-19 编辑:仪器仪表WXF
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尽管市场饱和和停滞困扰着许多业务领域,但MEMS却仍然是半导体行业的一颗璀璨的明星。


近几年,在美日等少数企业霸占MEMS主要市场的时候,国内的MEMS新老企业已峥嵘初现,先是MEMS麦克风龙头歌尔股份挤进全球MEMS供应商TOP10,后8月10日,中国MEMS第一股敏芯股份正式登陆科创板,当日开盘股价一度暴涨接近291%。


作为21世纪最有前途的技术之一,MEMS被视为第二次微智造革命。面对如此重要的MEMS技术,在国外MEMS高手如林的赛场中,国内MEMS产业链现状是怎样的?这些MEMS企业实力几何?



什么是MEMS?


MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)称为微机电系统,或微电子和微机电系统。MEMS最早是在1960年代提出的,但是直到1980年代才商业化。就像戈登·摩尔观察到晶体管摩尔定律一样,人们做了许多努力,试图使机电系统变得越来越小。


1959年,一位名叫理查德·费曼(Richard Feynman)的人在他的著名演讲《底部有很多空间》(There's Plenty of Room at the Bottom)中谈到,他对探索如何在小范围内操纵和控制事物很感兴趣。费曼说:“他们告诉我,电动马达只有你小手指上的指甲那么大,下面是一个小得惊人的世界。”当然MEMS设备的诞生是许多人在许多地方共同努力的结果。在这个著名的演讲的最后,他向他的发起挑战设计和制造一个微型马达,为每个挑战提供1000美元的奖金。自1997年以来,每年都颁发费曼纳米技术奖,奖励那些在费曼的纳米技术目标方面取得了最大成就的研究人员。


MEMS微机电系统


MEMS被认为是21世纪最有前途的技术之一,如果半导体微制造被视为第一次微制造革命,MEMS则是第二次革命。通过结合硅基微电子技术和微机械加工技术,MEMS具有革命性的工业和消费产品的潜力。


在此需要划重点的是,MEMS是一种制造技术,诸如杠杆、齿轮、活塞、发动机甚至蒸汽机都是由MEMS制造的。事实上,MEMS这个词实际上有一定误导,因为许多微机械设备在任何意义上都不是机械的。然而,MEMS又不仅仅是关于机械部件的微型化或用硅制造东西,它是是一种利用批量制造技术设计、创建复杂机械设备和系统及其集成电子设备的范例。再具化一点讲,集成电路的设计是为了利用硅的电学特性,而MEMS则利用硅的机械特性,或者说利用硅的电学和机械特性。


作为一种制造技术,MEMS有几个明显的优势。首先,MEMS技术及其微加工技术的跨学科性质,以及其应用的多样性,导致了前所未有的设备范围和协同效应,跨越了以前不相关的领域(例如生物和微电子)。其次,MEMS具有批量制造技术,可以提高零部件和设备的制造性能和可靠性,并具有减小物理尺寸、体积、重量和成本的明显优势。第三,MEMS为制造其他方法无法制造的产品提供了基础。这些因素使得MEMS有可能成为比集成电路微芯片更普及的技术。


就像半导体技术使计算机能够从房间大小缩小到掌上电脑一样,微机电系统(MEMS)用微米级的等效物替代了传统的机械和电子设备,MEMS产品是指尺寸在毫米级甚至微米级的微型机电装置,主要分为微型传感器(如MEMS麦克风和压力传感器)和微型执行器(如MEMS扬声器)两大类。


MEMS器件是用集成电路批量处理技术制造的,例如等离子体蚀刻,薄膜沉积和光刻,尺寸从几微米到毫米不等。这些装置(或系统)能够在微观尺度上感知、控制和驱动,并在宏观尺度上产生影响。


MEMS作为一种新兴技术,其产品以技术-产品范式为中心,而不是以产品-市场范式为中心。因此,MEMS设备可能会在不同的行业找到许多应用。2006年之前,除了汽车气囊与喷墨打印机墨盒之外,很少见到MEMS产品在其他市场的应用。2006年任天堂首先把加速度计引入到其游戏机Wii中,随后MEMS市场开始爆发,包括智能手机在内的各种移动设备都可以找到MEMS产品的应用。如今,MEMS设备无处不在,从加速器和陀螺仪到汽车导航和安全气囊传感器以及医疗和通信设备。


什么支撑MEMS市场增长?


根据Yole Développement发布的《MEMS行业2020年新状态报告》,用于消费设备的MEMS将主要由RF MEMS支撑。到2020年以后,由于5G和6 GHz以下频段的扩展,BAW滤波器的需求将会进一步增加。包括RF MEMS在内,消费市场仅萎缩2.6%,但如果没有RF MEMS,到2020年,消费市场将萎缩16%。预计到2021年,经济将恢复到covid之前的水平,并恢复增长。


MEMS行业2020年新状态报告

图源:Yole Développement


关键词:国内 MEMS企业 产业链    浏览量:10470

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