电子产品世界

CMOS工艺已经在芯片制造中广泛采用，如果能用它来实现MEMS的量产，既不用更换设备，材料也是标准的，MEMS的制造就可以获得低成本和高产出率的优势。使用标准技术生产出来的MEMS器件将很容易集成到其它系统中。同时，大批量的生产保证了所有设备和工艺都能够按照规定进行测试，晶圆在整个制造过程中可以受到连续监控，从而减少差异，提高良品率。

但是实际情况却有些无奈。有些公司一直试图建立MEMS代工业务，专门为其它公司生产MEMS器件，但是成功者寥寥。这是因为MEMS本质上是一种专用器件，种类繁多，用途广泛，从传感器到汽车电子的各种产品中都能见到它的身影。而代工厂生产的是大批量的标准器件，这使MEMS似乎与生俱来与代工无缘。在集成电路业，有标准的设计技术、标准的工艺技术和标准的封装技术。而MEMS却与集成电路大不相同。MEMS采用特定方法设计，以适应其专有的制造工艺。与大部分芯片相比，MEMS器件要用到更多的材料和分层，并且常常需要专门的工艺，而这些工艺不容易集成到半导体制造中。由于这些原因，许多元器件厂商将其MEMS产品交由小批量代工厂和大学的样机试验室进行加工。由于批量小又缺乏工艺控制，会导致产品在工作特性、关键尺寸、材料性质和良率等方面不尽如人意。

MEMS与IC芯片整合、封装在一起是集成电路技术发展的新趋势，也是传统芯片厂商的新机遇。市场需求巨大，MEMS企业和晶圆代工厂都在提高生产制造水平，扩大自己的产能，而MEMS的制造也将从现在的4寸和6寸线向8寸线转移。将生产线由6寸厂转向8寸厂后，单位成本可以大幅降低33％以上，所以意法、飞思卡尔等MEMS大厂，已开始将6寸厂改建为8寸厂。

但是，MEMS的量产还处于起步阶段，采用8寸和12寸生产线的成本还很高。4寸线上的每一个晶圆可生产合格的MEMS压力传感器Die 5-6K个，每个Die出售后可获成本7-10倍的毛利。传统半导体厂商的部分4寸、6寸生产线正面临淘汰，如果能将其中一部分转而生产MEMS则利润十分可观。目前的4寸线的大多数工艺可为MEMS生产所用，只是缺少一些特殊工艺和设备。“现在，MEMS器件的市场增长甚至超越了300mm CMOS IC，” Paul Werbaneth说，“尽管很多MEMS制造商仍在使用8寸或者更小的晶圆，但发展前景还是相当乐观。设备制造商应该积极与MEMS厂商合作，给予他们更多的技术支持，帮助他们发展。”

龚里博士认为，中国发展MEMS制造的优势在于成本低廉，但是劣势也相当明显，即技术落后。也许借鉴CMOS代工成长的经验、积极引进先进技术会是一条可行之路。MEMS商用化最大的障碍是可制造性和可测试性方面的设计能力不足。因此，MEMS与CMOS结合的发展趋势对设计人员也提出了更高的要求。“设计是MEMS在中国发展的瓶颈之一，”龚里博士坦言，“必须更加关注CMOS工艺技术的要求和限制，将可制造性设计作为MEMS发展的一个重要考量对象。”

MEMS的产业化道路很长，要想获得发展机会，也许还要等待很长的时间。但是除了耐心等待之外，我们需要时刻准备着。

关键词： 成长 CMOS MEMS