什么是MEMS傳感器?
MEMS傳感器是運(yùn)用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造的新型傳感器，基于微電子技術(shù)發(fā)展，涉及多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)傳感器，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高的特點(diǎn)，適合批量生產(chǎn)，便于集成和實(shí)現(xiàn)智能化。同時(shí)，其微米量級(jí)的特征尺寸賦予了MEMS傳感器獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠完成傳統(tǒng)機(jī)械傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。
小小的MEMS傳感器卻需要經(jīng)過(guò)這么復(fù)雜的工藝流程??
以MEMS壓力傳感器的制造過(guò)程為例，首先在硅片上通過(guò)氮化硅薄膜熱沉積、光刻、金屬離子注入等工藝制備出壓力電阻與金屬的互連引線。隨后，在硅片背面進(jìn)行各向異性濕法腐蝕，通過(guò)調(diào)整腐蝕速率和時(shí)間來(lái)控制壓力敏感膜的厚度。最后，使用玻璃進(jìn)行鍵合作為芯片的支撐架構(gòu)。在制造過(guò)程中，需要使用7—8層襯底，并且需要一層一層地進(jìn)行沉積、光刻、注入、腐蝕等過(guò)程。對(duì)溫度控制精度和應(yīng)力的要求非常高，以確保制造的傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)壓力。
十分鐘了解MEMS傳感器整條產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)行??
MEMS產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、封裝測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用四大環(huán)節(jié)。在上游環(huán)節(jié)，主要包括MEMS器件設(shè)計(jì)、材料和生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和供應(yīng)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，MEMS傳感器的領(lǐng)先廠商需要具備卓越的極微小化機(jī)械系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)能力，同時(shí)還需要開(kāi)發(fā)各種傳感器芯片的生產(chǎn)工藝。全球MEMS傳感器制造的代表性企業(yè)包括博世、博通、威訊聯(lián)合半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器等，而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，則有歌爾股份、瑞聲科技、敏芯股份等優(yōu)質(zhì)本土企業(yè)。
生產(chǎn)制造及封裝測(cè)試是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求開(kāi)發(fā)各種MEMS芯片的工藝制程并實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，它兼具資金密集型、技術(shù)密集型和智力密集型的特征，因此對(duì)企業(yè)資金實(shí)力、研發(fā)投入、技術(shù)積累等都提出了高要求。
目前，消費(fèi)電子是全球MEMS行業(yè)最大的應(yīng)用市場(chǎng)，并且在整個(gè)MEMS行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模占比越來(lái)越高。包括射頻MEMS、微型麥克風(fēng)、壓力傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀等MEMS產(chǎn)品都廣泛應(yīng)用于以智能手機(jī)、平板電腦為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品中。例如，5G換機(jī)潮與各大手機(jī)品牌每年不斷推陳出新的產(chǎn)品推動(dòng)了單部手機(jī)MEMS傳感器數(shù)量的不斷增加；智能家居與各類IoT設(shè)備的興起也有效擴(kuò)大了MEMS傳感器的市場(chǎng)空間。此外，汽車電子、智能醫(yī)療等領(lǐng)域也為MEMS傳感器的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。
