中国MEMS将步入黄金机遇期

来源:《中国电子报》2021年06月04日

随着新一轮工业革命和产业变革的蓬勃兴起,智能传感器正在被广泛应用于工业互联网、自动驾驶、生物医疗、5G等众多领域,其发展前景广阔无限。智能传感器是连接物理世界与数字世界的桥梁。其中,以MEMS为代表的智能传感器是传感器的发展趋势。

MEMS产业机遇大于挑战

科创板的设立促进了MEMS产业发展。科创板将对新业态、新模式、新产业、新技术高发的MEMS产业产生直接的促进作用;助力MEMS产业新龙头的产生,加速企业的优胜劣汰,促进行业快速发展。

国内MEMS产业在“机遇与挑战”中稳步前进。一方面,2020年新冠肺炎疫情爆发,国际贸易环境复杂多变,国内产业的发展面临着诸多挑战,高端芯片、EDA软件、制造与测试设备等有待发展。另一方面,后疫情时代,在“物联网技术的快速推广”和“新基建加速新技术的产业应用”等因素的驱动下,国内MEMS产业迎来了前所未有的发展机遇,稳中求进必然是MEMS产业在2021年的主题。

“智能化、微型化、集成化”已经成为MEMS产业的新共识。全球主要传感器和仪器仪表企业早已加大了MEMS的研发与投入,通过自主研发、收购、合作等方式,不断增强自身在智能传感器和MEMS领域的技术积累。

MEMS产业链逐步完善

MEMS产业主要是伴随着集成电路产业发展起来的,主要分为研发设计、生产制造(晶圆制造和封装测试)、集成应用三个层面,就全产业链概念来说,还包括材料和设备。

研发设计的中坚力量主要集中在北京、上海等地的高校、科研院所和研发中试平台,多数企业都是和这些机构合作研发设计MEMS产品。MEMS技术涉及微电子、材料、物理、化学、生物、机械学诸多学科领域。2020年,射频、3D成像、激光雷达等新应用进一步开拓了MEMS市场空间,吸引了大量企业布局,但目前距离大批量生产仍存在一些尚未攻克的技术难点。

在生产制造层面,MEMS制造是基于集成电路制造技术发展起来的,分为前段晶圆制造和后段器件封测。晶圆制造主要有三类,纯MEMS代工、IDM企业代工和传统集成电路MEMS代工;封测一般是委托专业的MEMS器件封测厂。2020年一些特色工艺线也开始做MEMS产品,目前,北京silex产线一期准备完毕,中芯绍兴产能逐步释放,MEMS国内晶圆制造产能空间快速提升。

在集成应用层面,主要分为三大类。一是由MEMS产品生产厂商提供解决方案,其解决方案通用性强,能够更有效地发挥产品性能,兼具灵活与轻度定制化的特点,基本实现即插即用;二是由MEMS产品应用厂商进行集成,企业对外采购传感器再集成到整机产品,该类解决方案专注于特定领域、研发成本较高、产品研发周期较长;三是由垂直整合厂商集成,通常属于高精尖领域,企业为旗下航空、发电、运输等业务自行生产专用传感器,该类应用集成专用性强,高度适配自家应用。

未来10年是发展关键

未来十年是中国MEMS产业的黄金十年。国内产业和市场端将面临诸多挑战,也将迎来前所未有的机遇。一是科创板机遇,科创板将加速MEMS企业的优胜劣汰,促进行业快速发展;二是新基建机遇,5G、物联网市场将带来新需求;三是国家扶持的机遇,国家对MEMS产业的支持力度将不断加大。

代工制造是中国MEMS产业的重要特点。未来,MEMS工艺将逐步标准化、兼容化,且MEMS体量远比IC小,因此MEMS企业更适合代工模式。随着国内MEMS制造水平的不断提高,加之本地化服务和成本等优势,MEMS制造环节向中国转移的趋势将更加明显,这也将导致中国的MEMS晶圆厂建设提速,进一步提升国内MEMS的整体制造能力。

MEMS封装工艺是决定MEMS产品成本和性能的重要环节,其需要同时实现芯片保护、外界信号交互等多种功能。与IC封装相比,MEMS封装需考虑的因素更多、更为复杂,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,未来3D晶圆级封装将进一步提升效率和缩减尺寸,成为MEMS先进封装领域的重要方向。

新材料和传感集成的技术突破及广泛应用,将大幅提高硅基MEMS产品性能、降低成本,为MEMS产业带来巨大的市场机会。如PZT、氮化铝、氧化钒等新材料在MEMS器件上的突破,有望取代部分传统硅基产品,得到快速应用。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,也将为MEMS产业带来新的市场机遇。

优化产业生态推动协同发展

首先,优化产业发展的政策环境和金融环境。落实国家政策法规,营造良好的金融生态环境,建立多元化的投融资体系,积极推进银企合作,拓宽企业融资渠道。促进产业集群发展,推动产业链建设。设立创新扶持基金,扶持前期研发创新。

其次,产学研紧密结合,重视知识产权战略布局。联合高校设立科技创新基金,开展新产品研发、科技成果转化等,构筑企业为主体的技术创新体系,走“产学研用”相结合的道路,走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路。推动并联合企业、大专院校、科研院所、行业协会、支撑机构,成立产业联盟;积极开展关键基础技术联合研发、专利运营、标准制定、知识产权保护等工作,建立标准化工艺库,提升工艺通用性。重视MEMS知识产权的战略布局,强化国际交往,扩大国际知识产权交流合作。

再次,完善并优化产业生态,积极推动产业链协同升级。一方面,积极提升本土产业配套能力,推动新型敏感材料、设计分析软件、核心装备、传感器数据融合等技术的研发和产业化。另一方面,统筹产业链上下游资源,强化产业链上下游合作,增强产业协同发展能力;建立研发与终端消费产品一体化的协同交互发展体系,形成以技术开拓市场、市场促进技术能力提升的循环发展模式。

最后,加强高校人才培养建设,鼓励企业与高校合作培养。搭建高校和企业联合培养人才的模式,支持建立MEMS产学研用育人平台;鼓励和支持MEMS制造商设立研发激励基金,逐步建立研发设计团队,建立与科研院所人才交流与联合培养长效机制,促进研发、工艺难题上行和科研成果应用下行,打通科研院所科技成果转化通道。

【版权声明】:我们尊重原创,也注重分享。有部分内容来自互联网,版权归原作者所有,仅供学习参考之用,禁止用于商业用途,如无意中侵犯了哪个媒体、公司 、企业或个人等的知识产权,请联系删除,本公众平台将不承担任何责任。

【免责声明】:本平台对转载、分享的内容、陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完善性提供任何明示或暗示的保证,仅供读者参考,本公众平台将不承担任何责任。

Next Post

工业传感器加速迈进智能时代

周五 6月 4 , 2021
来源:《中国电子报》2021年06月04日 智能传感器是指具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储 […]
登录 注册