什么是MEMS?中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會MEMS分會不容錯過
全球正經(jīng)歷第三次產(chǎn)業(yè)化浪潮,5G、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展極大地帶動了MEMS產(chǎn)品的需求,MEMS市場規(guī)模正在實(shí)現(xiàn)突破性增長。而MEMS因其器件種類繁多、制造工藝不一等特點(diǎn),制造一直是主要的行業(yè)痛點(diǎn)。 中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會MEMS分會 作為中國唯一的MEMS行業(yè)權(quán)威組織,為加速突破我國MEMS制造領(lǐng)域發(fā)展瓶頸,推動我國MEMS產(chǎn)業(yè)人才集聚、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化。
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System),也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機(jī)械等,指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。微機(jī)電系統(tǒng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級,是一個獨(dú)立的智能系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。微機(jī)電系統(tǒng)是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是一項革命性的新技術(shù),廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),是一項關(guān)系到國家的科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮和國防安全的關(guān)鍵技術(shù)。MEMS側(cè)重于超精密機(jī)械加工,涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域。它的學(xué)科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學(xué)、機(jī)械學(xué)的各分支。
MEMS特點(diǎn):微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時間短;集成化:可以把不同功能、不同敏感方向和致動方向的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體,形成微傳感器陣列或微執(zhí)行器陣列,甚至可以把多種器件集成在一起以形成更為復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和IC集成在一起可以制造出高可靠性和高穩(wěn)定性的智能化MEMS;多學(xué)科交叉:MEMS的制造涉及電子、機(jī)械、材料、信息與自動控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科,同時MEMS也為上述學(xué)科的進(jìn)一步研究和發(fā)展提供了有力的工具。隨著MEMS價值得到證明,越來越多的消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商采用這項技術(shù)。蜂窩式器件的制造商也已經(jīng)象游戲業(yè)一樣意識到了它的重要性,特別是開發(fā)無線產(chǎn)品的廠商。隨著手持式市場繼續(xù)獲得爆炸性增長,低成本將成為其成功的推動因素,而該增長可以通過MEMS技術(shù)的利用來獲得。
MEMS,又叫微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems),是建立在微米/納米技術(shù)基礎(chǔ)上,對材料進(jìn)行設(shè)計、加工、制造、測量和控制的技術(shù)。它可將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動部件電控系統(tǒng)集成為一個整體單元的微型系統(tǒng),其基本特點(diǎn)是微型化、智能化、多功能、高集成度和適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)Yole 研究預(yù)測,全球MEMS器件市場規(guī)模將從2020年的121億美元增長至2026年的約182億美元,復(fù)合增長率為7.2%。預(yù)計到2026年,10億美元以上的MEMS細(xì)分領(lǐng)域包括射頻類MEMS器件、MEMS慣性器件、MEMS壓力傳感器、MEMS聲學(xué)傳感器等。
客觀而言,MEMS是一種微制造技術(shù),是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的一種集成。MEMS器件基于光刻、刻蝕、封裝等傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù),融入超精密機(jī)械加工,結(jié)合物理學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科知識和技術(shù),使得微小的MEMS器件也可以具備精確而完整的機(jī)械、電子等特性結(jié)構(gòu)。
MEMS微振鏡作為汽車激光雷達(dá)、HUD、微投影儀、AR眼鏡的核心部件之一,隨著應(yīng)用市場的不斷發(fā)展,為MEMS微振鏡帶來了龐大的市場機(jī)遇。
在激光雷達(dá)方面,隨著智能駕駛技術(shù)日益成熟,消費(fèi)者對智能汽車的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。激光雷達(dá)作為智能汽車的核心部件,主要負(fù)責(zé)探測和識別物體,及時提供物體定位和構(gòu)建信息,為智能汽車提供視野。在此背景下,市場對激光雷達(dá)的需求越來越高。根據(jù)麥姆斯咨詢測算數(shù)據(jù)顯示,2019年中國激光雷達(dá)市場規(guī)模約為5.1億美元,預(yù)計到2025年將上漲至47.6億美元。